碱性酒石酸铜甲乙液

4.5.1概述4.5.2食品中还原糖的测定4.5.3蔗糖的测定4.5.4总糖的测定4.5.5淀粉的测定4.5.6纤维的测定4.5.7果胶物质的测定目的1.了解碳水化合物、还原糖的概念和知识，还原糖的提取的分离技术，各类测定碳水化合物的方法；2.掌握食品中还原糖、蔗糖和总糖测定的操作技能；3.学会控制反应条件，提高碳水化合物测定精密度和准确度的方法。4.5.1概述碳水化合物统称为糖类，是由碳、氢、氧三种元素组成的一大类化合物，是人和动物所需热能的重要来源，并具有重要的生理功能。测定意义：碳水化合物在植物界分布十分广泛，是食品工业的主要原辅材料，是大多数食品的重要质量指标和营养指标。不同食品中的存在形态和含量不同，测定方法有很多。碳水化合物单糖双糖多糖葡萄糖果糖半乳糖蔗糖乳糖麦芽糖淀粉纤维素果胶有效碳水化合物无效碳水化合物碳水化合物测定方法：单糖和低聚糖物理法化学法色谱法：液相色谱法、气相色谱法、离子色谱法酶法相对密度法折光法旋光法还原糖法（斐林氏法、高锰酸钾法、铁氰化钾法）碘量法缩合反应法多糖淀粉：水解为单糖，再用单糖测定方法测定果胶和纤维素：多采用重量法4.5.2食品中还原糖的测定还原糖是指具有还原性的糖类。葡萄糖分子中含有游离醛基，果糖分子中含有游离酮基，乳糖和麦芽糖分子中含有游离的半缩醛羟基，因而它们都具有还原性，都是还原糖。其他非还原糖性糖类，如双糖、三糖、多糖等（常见的蔗糖、糊精、淀粉等都属此类），它本身不具有还原性，但可以通过水解而成具有还原性的单糖，再进行测定，然后换算成样品中的相应的糖类的含量。所以糖类的测定是以还原糖的测定为基础的。为什么说糖类的测定是以还原糖的定量基础？以水果糖为样品讲解和演示原理：将一定量的碱性酒石酸铜甲、乙液等量混合，立即生成天蓝色的氢氧化铜沉淀，这种沉淀很快与酒石酸钾钠反应，生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物。在加热条件下，以次甲基蓝作为指示剂，用样液滴定，样液中的还原糖与酒石酸钾钠铜反应，生成红色的氧化亚铜沉淀，待二价铜全部被还原后，稍过量的还原糖把次甲基蓝还原，溶液由蓝色变为无色，即为滴定终点。根据样液消耗量可计算还原糖含量。4.5.2.1直接滴定法测定还原糖（GB/T5009.7-2008第一法）适用范围及特点：本法是国家标准分析方法，又称斐林试剂容量法。其特点是试剂用量少，操作和计算都比较简便、快速，滴定终点明显。适用于各类食品中还原糖的测定。但测定深色样品时，因色素干扰，滴定终点常常模糊不清，影响准确性。反应式如下：（1）（2）（3）CuSO4+2NaOHCu(OH)2+Na2SO4Cu(OH)2+COONaCHOHCHOHCOOKCOONaCHOCHOCOOKCu+2H2OCOONaCHOCHOCOOKCu+2H2O2+CHOCHOH)4CH2OH(COOCHOH)4CH2OH(COONaCHOCHOCOOK++Cu2OHHH2S+NNCH3CH3NCH3CH3+2H+2OSNNCH3CH3NCH3CH3H+HCl无色（4）此时反应终点为Cu2O的砖红色，在乙液中加入亚铁氰化钾，则反应终点为蓝色褪去，溶液呈浅黄色至无色滴定反应：还原性单糖＋2酒石酸钾钠铜+2H2O→糖酸+2酒石酸钾钠+Cu2O↓+H2CO3指示反应：还原性单糖+亚甲基蓝盐（蓝色）+H2O→糖酸+亚甲基蓝（无色）+HCl终点：蓝色→无色红色Cu2O的干扰消除：加入少量亚铁氰化钾KOHCNFeCuKOHCNFeKOCu2)()(6222642注意：实际上，还原糖在此反应条件下将产生降解，形成多种活性降解产物，其反应过程极为复杂，并非反应方程式中所反映的那么简单。在碱性及加热条件下还原糖形成某些差向异构体的平衡体系。由上述反应看，1mol葡萄糖可以将2mol的Cu2+还原为Cu+。而实际上，从实验结果表明，lmol的葡萄糖只能还原1mol多点的Cu2+，且随反应条件的变化而变化。因此，不能根据上述反应直接计算出还原糖含量，而是要用已知浓度的葡萄糖标准溶液标定的方法，或利用通过实验编制的还原糖检索表来计算。试剂①碱性酒石酸铜甲液②碱性酒石酸铜乙液③219g/L乙酸锌溶液④106g/L亚铁氰化钾溶液⑤1g/L葡萄糖标准液亚铁氰化钾：消除Cu2O的干扰，使滴定终点为无色次甲基蓝：指示剂氧化剂澄清剂定量标准测定步骤：样品处理→碱性酒石铜溶液的标定→样品溶液的预测定→样品溶液的测定→结果计算①样品处理原则：主要是除去样品中的蛋白质、淀粉、脂肪等干扰成分。样品处理共分两大步骤：提取样品液→澄清样品液提取样品液（取样→预处理→加提取剂→过滤或倾出提取液）,预处理过程中加入水或乙醇作提取剂提取可溶性糖。经过预处理的样品液，还含有色素、少量蛋白质、可溶性果胶、有机酸、氨基酸、单宁等，使提取液混浊，影响滴定，需要进一步澄清处理。澄清样品液（加一定量澄清剂入提取液中混匀→静置→过滤，得待测液）如何进行样品的预处理？①一般食品：加适量水，加入乙酸锌和亚铁氰化钾溶液，过滤。②含淀粉的食品：加热、静置、沉淀，取上清液加入乙酸锌和亚铁氰化钾溶液，过滤。③含酒精、CO2多的，要除酒精、CO2：加热蒸发。如何对样品提取液进行澄清？为了除去色素、少量蛋白质、可溶性果胶、有机酸、氨基酸等物质，需加入一定量澄清剂，混匀沉淀，静置后过滤得到澄清的提取液。常用的澄清剂有：①乙酸锌和亚铁氰化钾溶液：用于澄清除蛋白质。②硫酸铜和氢氧化钠溶液：用于澄清除蛋白质。③中性醋酸铅：饱和浓度为30%，使用浓度自定。用于除蛋白质、可溶性果胶、有机酸、单宁等。④其它不常用的澄清剂：碱性醋酸铅、氢氧化铝溶液、活性炭等。使用澄清剂要注意的问题：应根据样液的种类、干扰成分的种类及含量进行选择，同时还要考虑所采用的分析方法。如用直接滴定法测定时不能用硫酸铜－氢氧化钠溶液，以免在样液中引入Cu2+；用高锰酸钾滴定法测定时不能用乙酸锌－亚铁氰化钾溶液，以免在样液中引入Fe2+。澄清剂的用量要适当。用量太少，达不到澄清的目的；用量太多，会使检测结果产生误差。用醋酸铅作澄清剂时要除铅。但除铅剂在保证使铅完全沉淀的前提下尽量少用。②碱性酒石酸铜溶液的标定准确吸取碱性酒石酸铜甲液和乙液各5mL，置于250mL锥形瓶中，加水10mL，加玻璃珠3粒。从滴定管中滴加约9mL葡萄糖标准溶液，加热使其在2min沸腾，趁沸以l滴/2s的速度继续用葡萄糖标准溶液滴定，直至蓝色刚好退去为终点。记录消耗葡萄糖标准溶液的体积，平行操作3次，取其平均值。标定的目的是什么？•计算：每10mL（甲、乙液各5mL）碱性酒石酸铜溶液，相当于葡萄糖的质量：式中：---葡萄糖标准溶液的浓度，mg/mL；V----标定时消耗葡萄糖标准溶液的体积，ml；m1---10mL碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量mg。1m③样品溶液预测吸取碱性酒石酸铜甲液及乙液各5mL，置于250mL锥形瓶中，加水10mL，加玻璃珠3粒。加热使其在2min内沸腾，趁沸以先快后慢的速度从滴定管中滴加样品液，须始终保持溶液的沸腾状态，待溶液蓝色变浅时，趁热以每2秒一滴的速度滴定，直至溶液蓝色刚好褪去为终点。记录消耗溶液的体积。④样品溶液测定吸取碱性酒石酸铜甲液和乙液各5mL，置于250mL锥形瓶中，加水10mL，加玻璃珠3粒。从滴定管加入比预测时样品溶液消耗总体积少1mL的样品液，使其在2min内加热至沸，趁热以每2秒一滴的速度继续滴定，直至蓝色刚好褪去为终点。记录消耗样品液的体积。平行操作3次，取其平均值(5)结果计算式中：----还原糖（以葡萄糖计）质量百分数，%m----样品质量,g；m1----10ml碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量，mg；V1----测定时平均消耗样品溶液的体积，ml；250-----样品溶液的总体积，ml。(%)100100025011Vmm通过预滴定:若样品浓度过高：进行稀释，使样品溶液消耗体积接近10mL;若样品浓度过低：直接加入10mL样品溶液，免去加10mL水，再用还原糖标准溶液滴定至终点，记录消耗还原糖标液的体积（V2）与标定时消耗的体积（V）之差，则10mL样品溶液中还原糖的量为：样品中还原糖的含量为：)(22VVm(%)1001000250102mm说明与讨论①碱性酒石酸铜甲液和乙液应分别贮存，用时才混合，否则酒石酸钾钠铜络合物长期在碱性条件下会慢慢分解析出氧化亚铜沉淀，使试剂有效浓度降低。②此法所用的氧化剂碱性酒石酸铜的氧化能力较强，醛糖和酮糖都可被氧化，所以测得的是总还原糖量。③本法是根据经过标定的一定量的碱性酒石酸铜溶液（Cu2+量一定）消耗的样液来计算样液中还原糖含量，反应体系中Cu2+的含量是定量的基础，所以在样品处理时，不能用铜盐作为澄清剂，以免样液中引入Cu2+，得到错误的结果。④次甲基蓝也是一种氧化剂，但在测定条件下氧化能力比Cu2+弱，故还原糖先与Cu2+反应，Cu2+完全反应后，稍过量的还原糖才与次甲基蓝指示剂反应，使之由蓝色变为无色，指示到达终点。⑤滴定必须在沸腾条件下进行，使上升的蒸汽阻止空气侵入滴定反应体系中。原因：一是可以加快还原糖与铜离子的反应速度；二是次甲基蓝变色反应是可逆的，还原型次甲基蓝遇空气中氧时又会被氧化为氧化型。此外，氧化亚铜也极不稳定，易被空气中氧所氧化。保持反应液沸腾可防止空气进入，避免次甲基蓝和氧化亚铜被氧化而增加耗糖量。滴定时不能随意摇动锥形瓶，更不能把锥形瓶从热源上取下来滴定，以防空气进入反应液中。⑥测定中还原糖液浓度、反应液碱度、滴定速度、热源强度及煮沸时间等都对测定精密度有很大的影响。反应液碱度的碱度直接影响Cu2+与还原糖反映的速度、反应进行的程度及测定结果。在一定时间内，溶液的碱度越高，Cu2+的还原越快。因此必须严格控制反应液的体积，还原糖液浓度要求在0.1％左右，与标准葡萄糖溶液的浓度相近，标定和测定时消耗的体积应接近，使反应体系碱度一致；继续滴定至终点的体积数应控制0.5～lml以内，以保证在lmin内完成续滴定的工作，目的是使绝大多数样液与碱性酒石酸铜在完全相同的条件下反应，减少因滴定操作带来的误差；热源一般采用800W电炉，热源强度和煮沸时间应严格按照操作中规定的执行，否则，加热至煮沸时间不同，蒸发量不同，反应液的碱度也不同，从而影响反应的速度、反应进行的程度及最终测定的结果。⑦预测定与正式测定的检测条件应一致。平行实验中消耗样液量之差应不超过0.1mL。样品溶液预测的目的：一是本法对样品溶液中还原糖浓度有一定要求（0.1%左右），测定时样品溶液的消耗体积应与标定葡萄糖标准溶液时消耗的体积相近，通过预测可了解样品溶液浓度是否合适，浓度过大或过小应加以调整，使预测时消耗样液量在10mL左右；二是通过预测可知道样液大概消耗量，以便在正式测定时，预先加入比实际用量少1mL左右的样液，只留下1mL左右样液在继续滴定时加入，以保证在短时间内完成续滴定工作，提高测定的准确度。讨论1.滴定达到终点后，离开热源，放置一段时间，溶液的颜色有什么变化？为什么？是否要继续滴定？2.为什么滴定必须在沸腾条件下进行？3.为什么要求预备滴定和正式滴定的反应条件应一致？4.为什么碱性酒石酸铜甲液和乙液要分别贮存，用时才能混合？5.为什么在正式滴定时要预加比预备滴定少0.5-1mL的标准葡萄糖溶液或样品溶液？6.为什么要用还原糖标液进行标定？7.实验过程中用到哪些试剂？各有什么作用？测定过程中有哪些注意事项？4.5.2.2高锰酸钾法原理：高锰酸钾法是将还原糖与过量的碱性酒石酸铜溶液反应，还原糖使二价铜还原为氧化亚铜。经过滤取得氧化亚铜，用硫酸铁溶液将其氧化溶解，而三价铁盐被还原为亚铁盐，再用高锰酸钾标准液滴定所产生的亚铁盐。根据高锰酸钾标准溶液消耗量计算得氧化亚铜量，从检索表中查得与氧化亚铜量相当的还原糖量，即可计算样品中的还原糖含量。此法测定结果准确性、重现性较好，但较费时。Cu2O+Fe2(SO4)3+H2SO4→2CuSO4+2