糖类物质的测定

1、第六节 糖类物质的测定食品检验学 楼 明本节教学要求4h要求掌握食品中糖类物质的测定方法；熟悉可溶性糖类的测定、淀粉的测定、粗纤维的测定、果胶物质的测定；了解食品中糖类物质的分布与含量、食品中糖类物质测定的意义。重点内容：食品中糖类物质的测定方法。难点内容：可溶性糖类的测定。 第一节 概述 一、糖类物质的定义和分类(一)概念 1.碳水化合物：这名词来源于这类物质由三种元素组成，而早期发现的这类化合物中氢与氧的比例恰与水相同故称。由于是习惯称法，故现在广泛被使用。 2.有效碳水化合物：能被人体消化吸收并利用的这类碳水化合物。如葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、糊精、淀粉、糖原等。 3.无效碳水化合物：不能被

2、人体消化吸收并利用的这类碳水化合物。如半纤维素、木质素、果胶、纤维素等。 4.总碳水化合物100(水分粗蛋白灰分粗脂肪) 总碳水化合物 6.无氮抽出物(水分粗蛋白灰分粗脂肪粗纤维)%二、食品中糖类物质的分布与含量三、食品中糖类物质的测定意义1.营养学意义2.指导生产意义四、食品中糖类物质的测定方法1.物理方法：折光法、相对密度法、旋光法。2.化学方法：氧化还原滴定法(如铁氰化钾法、斐林氏法、高锰酸钾法)。3.仪器分析法：高效液相色谱法、气相色谱法、比色法等。 第二节 可溶性糖类的测定、可溶性糖类的提取和澄清食品中可溶性糖类通常是指葡萄糖、果糖等游离单糖及蔗糖等低聚糖。单糖：食品中最主要单糖有：

3、葡萄糖、果糖。低聚糖：蔗糖、乳糖(动物乳中)、麦芽糖(酶解产生)和棉子糖。(一)提取 1.常用的提取剂(1)有水及乙醇溶液。 (2)澄清剂的用量 2.提取液的制备(可溶性糖) (1)温度4050为宜，过高会使淀粉糊化而被带出。(2)pH应为中性。偏酸或偏碱都会引起低聚糖及部分淀粉水解。尤其是加热情况下这种作用更加强烈。(3)防止酶解作用：在提取液中加入HgCl2灭酶。(4)根据实验需要有时可用7580%的乙醇水溶液提取糖类。这样提取液中由于蛋白质被沉淀，含量减少，可以提得较纯的糖液。但实际应用中几乎不用此法。有时在方法研究中有应用。(二)提取液的澄清 1.澄清剂具有吸附和沉淀蛋白质、色素等干扰

4、物质，但不吸附糖。不会改变糖的比旋光度等理化性质的一类物质。2.常用澄清剂(1)中性醋酸铅Pb(Ac)2.3H2OA.原理B.特点(2)碱性醋酸铅3Pb(Ac)2.2PbO A.原理 B.特点 (3)醋酸锌溶液和亚铁氰化钾溶液A.原理 B.特点(4)其他沉淀剂(很少使用，作一般了解)A.硫酸铜氢氧化钠溶液B.磷钨酸C.10%钨酸钠溶液 Na2WO4.2H2O+2/3(NH3)2SO4D.Al(OH)3饱和溶液，效果一般。E.活性碳：吸附色素效果最好。二、还原糖的测定()碱性铜盐法1.直接滴定法(国标第一法)(1)原理：样品经除去蛋白质后，在加热条件下，直接滴定标定过的碱性酒石酸铜液，以次甲基兰

5、作指示剂，根据样品液消耗体积，计算还原糖量。 (2)适用范围(3) 试剂及其作用(4)计算 (5)此法特点2.高锰酸钾滴定法 (1)原理将一定量的样液与一定量过量的碱性酒石酸铜溶液反应，还原糖将：二价铜还原为氧化亚铜，经过滤，得到氧化亚铜沉淀，加入过量的酸性硫酸铁溶液将其氧化溶解，而三价铁盐被定量地还原为亚铁盐，用高锰酸钾标准溶液滴定所生成的亚铁盐，根据高锰酸钾溶液消耗量可计算出氧化亚铜的量，再从检索表中查出与氧化亚铜量相当的还原糖量，即可计算出样品中还原糖含量。 (3)计算(4)此法特点： (二)其他方法简介 (非标准方法) 1.萨氏法(1)原理 2.碘量法(1) 原理(2)适用范围 3.蓝

6、一爱农(Lane-Eynon)法 4.酚硫酸法(1)原理 (2)此法特点 5.蒽酮比色法(1)原理 (2)注意要点三、蔗糖的测定(一)盐酸水解法1.原理样品脱脂后，用水或乙醇提取，提取液经澄清处理以除去蛋白质等杂质，再用盐酸进行水解，使蔗糖转化为还原糖。然后按还原糖测定方法分别测定水解前后样品液中还原糖含量，两者差值即为由蔗糖水解产生的还原糖量，乘以一个换算系数即为蔗糖含量。 GBT 5009.8-2003食品中蔗糖的测定 2.蔗糖的换算系数蔗糖含量0.95还原糖计算量 0.95 M蔗糖 342 M转化糖 360 3.水解条件(1)6mol/LHCl用量为样液的1/10。(2)水解温度6870

7、。(3)水解时间15min。4.此法特点 (二)酶-比色法实际工作中很少用因试剂问题四、总糖的测定食品中的总糖通常是指具有还原性的糖(葡萄糖、果糖、乳糖、麦芽等)和在测定条件下能水解为还原性单糖的蔗糖的总量。(一) 直接滴定法1.直接滴定法原理样品经处理除去蛋白质等杂质后，加入盐酸，在加热条件下使蔗糖水解为还原性单糖，以直接滴定法测定水解后样品中的还原糖总量。 (二)葸酮比色法 五、可溶性糖类的分离与定量主要方法： 1.纸色谱法分离效果差，操作时间长。2.GC法糖不易挥发。3.薄层色谱法(TLC)问题同纸色谱法。4.HPLC法特别是离子色谱法用高性能阴离子交换柱。 第三节 淀粉的测定一、直链淀

8、粉含量的测定(一)原理淀粉与碘形成碘淀粉复合物，并具有特殊的颜色反应。支链淀粉与碘生成棕红色复合物，直链淀粉与碘生成深蓝色复合物。在淀粉总量不变条件下，将这两种淀粉分散液按不同比例混合，在一定条件下与碘作用，生成由紫红到深蓝一系列颜色，代表其不同直链淀粉含量比例，在620nm波长下测定吸光度，计算直链淀粉含量。该方法简便快速、灵敏、准确度高，适用于稻米、玉米、谷子等食物二、淀粉化度的测定(一)原理已糊化的淀粉，在淀粉酶水解作用下，可水解成还原糖，化度越高，即糊化的淀粉越多，水解后生成的糖越多。先将样品充分糊化，经淀粉酶水解后，用碘量法测定糖。以此作为标准，糊化程度定为100。然后另取样品，不糊

9、化，用淀粉酶直接水解，用同样方法测定糖，通过计算可求出被测样品的相对糊化程度，即样品的化度。（二）说明与注意事项1.样品脱脂预处理时，为防止样品的糊化，不可加温到50(2以上；2.样液及试剂的移加，应以相同的时间间隔，按照顺序依次迅速加入；3.在反应完毕后必须立即用硫代硫酸钠溶液进行滴定。三、淀粉总量的测定(一)酸水解法(国标第二法)1.原理：样品经除去脂肪及可溶性糖类后，其中淀粉用水解的方法将其水解成具有还原性的单糖，最后按还原糖测定法测定水解产生的还原糖并折算成淀粉。 换算关系：淀粉0.9葡萄糖 2.酸水解法 (二)酶水解法：(国标第一法)1.原理：同上2.酶水解法(三)酶水解法与酸水解法

10、方法比较盐酸水解法比淀粉酶水解法简单易行，盐酸能一次将淀粉水解至葡萄糖，目前已被国外广泛采用。盐酸易得，而淀粉酶不易保存。盐酸的专一性不如淀粉酶，盐酸可以将样品中的半纤维素水解成葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、糠醛等还原性物质，会虚假地提高还原糖的测定结果。酸水解法对含有半纤维素较多的食品不宜使用。如麸皮、稻壳、谷糠、高粱糖或含壳皮较多的食品。 (四)干扰物质的排除1.可溶性糖类：用乙醇提取掉。2.蛋白质去除：加沉淀剂。3.纤维素去除：酶解过滤。4.脂肪去除：用石油醚或乙醚提去。三、其它方法(一)旋光法 1.原理 2.适用范围及待点 第四节 粗纤维的测定 纤维素葡萄糖以1.4或1.6糖苷键连接而成。

11、半纤维素混合多糖，由木糖、阿拉 伯糖、半乳糖、甘露糖等 粗纤维 聚合而成。 木质素：芳香族聚合物。 含氮非蛋白物质 2.木质素:不是碳水化合物，是一种复杂的芳香族聚合物，是纤维素的伴随物。难以用化学手段或酶法降解，在个别有机溶剂中缓慢溶解。3.膳食纤维(食物纤维)它是指食品中不能被人体消化酶所消化的多糖类和木质素的总和。 一、粗纤维的测定(称量法) 1.原理在热的稀硫酸作用下，样品中的糖、淀粉、果胶等物质经水解而除去，再用热的氢氧化钾处理，使蛋白质溶解、脂肪皂化而除去。然后用乙醇和乙醚处理以除去单宁、色素及残余的脂肪，所得的残渣即为粗纤维，如其中含有无机物质，可经灰化后扣除。2.适用范围及特点

12、(国标第一法)二、纤维素测定仪法(一)原理(二)适用范围及特点本法是美国谷物化学家协会(AACC)审批的方法，适用于谷物及其制品、饲料、果蔬等样品，对于蛋白质、淀粉含量高的样品，由于易形成大量泡沫，黏度大，过滤困难，使此法应用受到限制。本法设备简单、操作容易、准确度高、重现性好。所测结果包括食品中全部的纤维素、半纤维素、木质素，最接近于食品中膳食纤维的真实含量。三、不溶牲膳食纤维的测定(中性洗涤纤维(NDF)的测定)1.原理样品经热的中性洗涤剂浸煮后，残渣用热蒸馏水充分洗涤，除去样品中游离淀粉、蛋白质、矿物质，然后加入淀粉酶溶液以分解结合态淀粉，再用蒸馏水、丙酮洗涤，以除去残存的脂肪、色素等，

13、残渣经烘干，即为中性洗涤纤维(不溶性膳食纤维)。 2.适用范围及特点第五节 果胶物质的测定一、概述1.果胶：由D半乳糖醛酸以1.4键结合的D半乳糖醛酸作骨架的羧酸甲脂混合物，含有不同比例的L阿拉伯糖和D半乳糖。这类物质称为果胶。2.果胶分类(1)原果胶：脂化程度低(50%以下)不溶于水的果胶称原果胶。(2)果胶脂酸(通常所称的果胶)：脂化程度高，能溶于水的果胶称果胶脂酸。(3)果胶酸：果胶脂酸水解脱去甲氧基而成。甲氧基含量1%。(4)按甲氧基含量不同，一般所称的果胶可分为。 A.高甲氧基果胶：甲氧基7%。 B.低甲氧基果胶：甲氧基7%。3.果胶的性质二、果胶含量测定前处理1.醇处理沉淀果胶，破

14、坏果胶酶。2.醚处理洗去共存的脂类，色素等脂溶性物质。3.提取(1)水溶性果胶用水提取。(2)总果胶用稀盐酸提取。4.除淀粉-淀粉酶处理液化淀粉，然后用乙醇沉淀果胶使之分离。三、测定方法 (一)称量法测定果胶含量1.原理：果胶经皂化脱甲氧基，加入Ca+使其成为果胶酸钙沉淀，经洗涤过 滤烘干后称重可计算出果胶含量。 2.计算 果胶酸0.9233果胶酸钙 0.9233为换算系数。(二)咔唑比色法(与糖的比色测定相似)1.原理：果胶与强酸共热(H2SO4) 生成糠醛类化合物，使用酚类或苯胺类作缩合剂产生有色化合物，具以比色测定。2.用半乳糖醛酸作标准样品测定。3.计算 果胶%A半乳糖醛酸 A为换算系

15、数。一般用1.37，相当于苹果的果胶。4.此法特点第六节 碳水化合物的分离与鉴定 一、气相色谱法 (一)原理样品经处理后，进行衍生使之生成挥发性TMS衍生物，然后注入色谱仪器，在一定色谱条件下进行分离，用火焰电离检测器检测，得出色谱图，再与标准样品的色谱图比较，根据峰的保留时间定性，根据峰面积与内标物峰面积之比，查标准曲线得出试样中糖的含量。 (二)适用范围及特点此法适用于果汁、果酱、饼干、糕点等加工食品以及水果、蔬菜，不适用含乳糖的乳制品 (三)色谱条件色谱柱：3Silicone DCQF1，ChronosorbW(AW，DMOS)6080目。温度：柱温，120240；进样口、检测器温度25

16、0；升温速度，6min。流速：氮气流量，60mLmin；氢气50mLmin；空气1Lmin。 一、气相色谱法 (四)说明与注意事项(1)脂肪含量高的样品，应先用正己烷脱脂。含脂肪较低的样品不必脱脂。淀粉含量较高的样品应该用80乙醇提取，一般样品可用水提取。(2)糖类的异构体较多，进行气相色谱法分析时，各异构体被分离，得出各自的峰 (见图61)，定量时要把这些峰值加起来计算。二、高效液相色谱法(一)原理样品经适当的前处理后，将糖类的水溶液注入反相化学键合相色谱体系，用乙腈和水作为流动相，糖类分子按其相对分子含量由小到大的顺序流出，经示差折光检测器检测。(二)适用范围及特点本法广泛应用于食品中糖的

17、测定。由于萃取与提取步骤、色谱条件和检测类型有着宽广的范围，因此，几乎所有含游离糖的样品都可以使用这种分析技术。测定不同的食品时，应根据待测糖的种类，改变流动相乙腈溶液的浓度，采取适当的样品处理方法等，提高方法的选择性、灵敏度和准确度，扩大其适用范围。(三)色谱条件色谱柱：ixBondapakCarbohydrate(4mmX300mm)；流动相：乙腈+水(80+20)；流速：25mLmin；进样量：20uL；温度：室温。(四)说明与讨论(1)本方法可以在15min内完成5种糖的分离，精密度和准确度都很好，变异系数小于2。(2)lxBondapak Carbohydrate色谱柱的寿命有限，应

18、用uxBondapak PorasilB填充的保护柱可延长柱的使用寿命。三、离子色谱法(一)原理 糖是一种多羟基醛或酮的化合物，具有弱酸性，当pH在1214时，会发生解离，所以能被阴离子交换树脂(HPAC)保留，用pH为12或碱性更大的氢氧化钠溶液淋洗，可实现糖的分离，再以脉冲安培检测器(PAD)检测，以峰保留时间定性，以峰高外标法定量。(二)适用范围及特点本法适用于果汁、蜂蜜、牛乳及其制品、饮料、黄酒、大豆粉等多种食品，具有灵敏度高(检测下限可达109gkg级)、选择性好、操作简单、样品不必经过复杂的前处理等优点。(三)色谱条件色谱柱：HPLCAS6阴离子分离柱，保护柱为HPLCAG6。检测器：脉冲安培检测器。(四)说明与