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1、第八章第八章 碳水化合物的测定碳水化合物的测定第一节第一节 概述概述第二节第二节 还原糖的测定还原糖的测定第三节第三节 蔗糖的测定蔗糖的测定第四节第四节 总糖的测定总糖的测定第五节 淀粉的测定第六节 粗纤维的测定第七节 果胶的测定糖类的测定方法糖类的测定方法物理法物理法相对密度法相对密度法(锤度计、波美计锤度计、波美计)折光法折光法旋光法旋光法化学法化学法蔗蔗 糖糖碘量法碘量法还原糖还原糖直接滴定法直接滴定法 KMnO4滴定法滴定法DNS比色法比色法还原糖法还原糖法 总总 糖糖直接滴定法直接滴定法蒽酮比色法蒽酮比色法淀淀 粉粉水解法水解法旋光法旋光法(物理法物理法)沉淀法沉淀法粗纤维粗纤维重量
2、法重量法果果 胶胶重量法重量法第一节第一节 概述概述一、碳水化合物一、碳水化合物统称为糖类，由统称为糖类，由C、H、O组成；组成；在食品工业中具有重要意义：在食品工业中具有重要意义：改善食品感官指标改善食品感官指标(形态、物化性质、风味等形态、物化性质、风味等);标示食品营养价值；标示食品营养价值；微生物主要碳源；微生物主要碳源；酶的底物。酶的底物。食品的重要质量指标；食品的重要质量指标；重要分析项目。重要分析项目。二、可溶性糖类的提取与澄清二、可溶性糖类的提取与澄清可溶性糖：可溶性糖：葡萄糖、果糖等单糖及蔗糖等低聚糖。葡萄糖、果糖等单糖及蔗糖等低聚糖。提取提取 (1)(1)取样量和稀释倍数的
3、确定：取样量和稀释倍数的确定：0.5-3.5mg/mL;0.5-3.5mg/mL;(2)(2)含脂肪：含脂肪：石油醚脱脂，再用水提取；石油醚脱脂，再用水提取；(3)(3)含大量淀粉和糊精：含大量淀粉和糊精：用用70-75%70-75%乙醇溶液加热回流提乙醇溶液加热回流提取，提取液蒸去溶剂；取，提取液蒸去溶剂；(4)(4)含酒精和含酒精和COCO2 2液体：液体：蒸发除去；用蒸发除去；用NaOHNaOH调节至中调节至中性性(原因原因?)?)；(5)(5)固体样品：固体样品：40-5040-50加热提取，不超过加热提取，不超过8080。中性醋酸铅：中性醋酸铅：Pb(CH3COO)23H2On铅离子
4、能与很多离子结合，生成难溶沉淀，铅离子能与很多离子结合，生成难溶沉淀，同时吸附除去部分杂质。可除去蛋白质、果同时吸附除去部分杂质。可除去蛋白质、果胶、有机酸、单宁等杂质。其作用可靠，不胶、有机酸、单宁等杂质。其作用可靠，不沉淀溶液中的还原糖，室温下也不会形成铅沉淀溶液中的还原糖，室温下也不会形成铅糖化合物。因而适用于还原糖样液的澄清。糖化合物。因而适用于还原糖样液的澄清。n缺点：缺点：脱色能力差，不适用于深色样液。脱色能力差，不适用于深色样液。铅盐有毒，使用时注意。铅盐有毒，使用时注意。乙酸锌乙酸锌-亚铁氰化钾溶液：亚铁氰化钾溶液：n利用乙酸锌利用乙酸锌Zn(CHZn(CH3 3COO)COO
5、)2 22H2H2 2O O 与亚铁氰与亚铁氰化钾反应生成的氰亚铁酸锌沉淀来带走或化钾反应生成的氰亚铁酸锌沉淀来带走或吸附干扰物。吸附干扰物。n优点：优点：除蛋白质能力强；除蛋白质能力强；n缺点：缺点：脱色能力差；脱色能力差；n适用范围：适用范围：浅色、蛋白质含量较高的乳制浅色、蛋白质含量较高的乳制品、豆制品等。品、豆制品等。硫酸铜硫酸铜-氢氧化钠溶液：氢氧化钠溶液：n5 5份硫酸铜溶液份硫酸铜溶液(69.28g CuSO(69.28g CuSO4 45H5H2 2O O溶于溶于1L1L水水中中)和两份和两份1mol/L1mol/L的氢氧化钠溶液组成。的氢氧化钠溶液组成。n碱性条件下，铜离子沉
6、淀蛋白质，适用于蛋碱性条件下，铜离子沉淀蛋白质，适用于蛋白质含量高的样品。白质含量高的样品。n其他澄清剂：应用较少其他澄清剂：应用较少n碱性醋酸铅：碱性醋酸铅：会沉淀还原糖；会沉淀还原糖；n氢氧化铝：氢氧化铝：澄清效果差；澄清效果差；n活性炭：活性炭：主要用于脱色，能吸附糖类；主要用于脱色，能吸附糖类；第二节第二节 还原糖的测定还原糖的测定一、直接滴定法一、直接滴定法原理原理1.碱性酒石酸铜甲液碱性酒石酸铜甲液(硫酸铜硫酸铜+次甲基蓝次甲基蓝)、乙液、乙液(NaOH+酒石酸酒石酸钾钠钾钠+亚铁氰化钾亚铁氰化钾)等量混合等量混合立即生成天蓝色立即生成天蓝色Cu(OH)2沉淀沉淀2.Cu(OH)2
7、很快与酒石酸钾钠反应，生成深蓝色可溶性酒石酸很快与酒石酸钾钠反应，生成深蓝色可溶性酒石酸钾钠铜络合物钾钠铜络合物(沉淀很快消失，成透明深蓝色沉淀很快消失，成透明深蓝色)3.加热加热用含还原糖的样液滴定用含还原糖的样液滴定还原糖与酒石酸钾钠铜反应，还原糖与酒石酸钾钠铜反应，生成红色的生成红色的Cu2O沉淀沉淀4.稍过量的还原糖把稍过量的还原糖把次甲基蓝次甲基蓝(指示剂指示剂)还原还原溶液由蓝色变为溶液由蓝色变为无色无色即为滴定终点。即为滴定终点。3.加热加热用含还原糖的样液滴定用含还原糖的样液滴定还原糖与酒石酸钾钠铜反应，还原糖与酒石酸钾钠铜反应，生成红色的生成红色的Cu2O沉淀沉淀4.稍过量的
8、还原糖把稍过量的还原糖把次甲基蓝次甲基蓝(指示剂指示剂)还原还原溶液由蓝色变为溶液由蓝色变为无色无色即为滴定终点。即为滴定终点。样液样液二、二、KMnOKMnO4 4滴定法滴定法原理原理1.将将一定量样液与过量的碱性酒石酸铜甲乙液一定量样液与过量的碱性酒石酸铜甲乙液(配方与直接滴定配方与直接滴定法区别法区别)反应反应还原糖将二价铜还原为氧化亚铜还原糖将二价铜还原为氧化亚铜过滤得沉淀过滤得沉淀;(1)CuSO4 +2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4样液样液甲液甲液甲液：甲液：硫酸铜硫酸铜+硫酸，溶解定容硫酸，溶解定容乙液：乙液：酒石酸钾钠酒石酸钾钠+氢氧化钠，溶解定容氢氧化钠，溶解定容2.
9、沉淀沉淀加过量酸性硫酸铁溶液加过量酸性硫酸铁溶液(氧化溶解氧化亚铜氧化溶解氧化亚铜沉淀，沉淀，Fe3+被定量还原为被定量还原为Fe2+)用高锰酸钾标准溶液用高锰酸钾标准溶液滴定滴定(氧化生成的氧化生成的Fe2+)计算氧化亚铜量计算氧化亚铜量查检索表查检索表得出还原糖含量。得出还原糖含量。适用范围适用范围 国标分析方法之一，适用于各类食品中还原糖的测定；国标分析方法之一，适用于各类食品中还原糖的测定；优缺点优缺点准确度高、重现性好（均优于直接滴定法）；有色样品溶准确度高、重现性好（均优于直接滴定法）；有色样品溶液不受限制液不受限制(原因原因?)。操作复杂、费时、需查表。操作复杂、费时、需查表。操
10、作步骤操作步骤样品处理样品处理样品样品提取提取澄清澄清(硫酸铜硫酸铜-氢氧化钠氢氧化钠)过过滤滤标定标定样液与甲乙液反应样液与甲乙液反应抽滤抽滤沉淀加硫沉淀加硫酸铁酸铁KMnO4滴定。滴定。注意事项注意事项样液预测定以调整含糖量；样液预测定以调整含糖量；不能用铁系澄清剂；不能用铁系澄清剂；4min内沸腾；内沸腾；煮沸后应呈蓝色煮沸后应呈蓝色(?)；过滤及洗涤中沉淀应在液面以下；过滤及洗涤中沉淀应在液面以下；不能根据反应式定量，而需要查表不能根据反应式定量，而需要查表(?)。三、碘量法三、碘量法原理原理测定醛糖测定醛糖1.样液中的醛糖与碘液和过量的氢氧化钠反应，被氧化成醛糖酸钠样液中的醛糖与碘液
11、和过量的氢氧化钠反应，被氧化成醛糖酸钠;2.过量的碘和氢氧化钠反应生成次碘酸钠，在酸性条件下析出碘；过量的碘和氢氧化钠反应生成次碘酸钠，在酸性条件下析出碘；3.用硫代硫酸钠标准溶液滴定析出的碘，记录用量；用硫代硫酸钠标准溶液滴定析出的碘，记录用量；4.反应按化学反应式定量进行，可按比例计算出醛糖的含量。反应按化学反应式定量进行，可按比例计算出醛糖的含量。I2+2Na2S2O3=Na2S4O6 +2NaI适用范围适用范围醛糖和酮糖共存时测定醛糖。适用于各类食品中葡萄糖的测定。醛糖和酮糖共存时测定醛糖。适用于各类食品中葡萄糖的测定。注意事项注意事项本法改良的本法改良的2个目的：防止共存的酮糖氧化；
12、个目的：防止共存的酮糖氧化；保证反应按反应式定量进行；保证反应按反应式定量进行；样品中乙醇、丙酮等也消耗碘，应除去；样品中乙醇、丙酮等也消耗碘，应除去；配合直接滴定法，可分别测定葡萄糖和果糖含量：配合直接滴定法，可分别测定葡萄糖和果糖含量：先用碘量法滴定测出葡萄糖含量，反应液再用直接滴定法先用碘量法滴定测出葡萄糖含量，反应液再用直接滴定法测定果糖含量。测定果糖含量。四、四、3,5-3,5-二硝基水杨酸二硝基水杨酸(DNS)(DNS)比色法比色法原理原理 在氢氧化钠和丙三醇存在下，还原糖将在氢氧化钠和丙三醇存在下，还原糖将DNS中的硝基还中的硝基还原为氨基，生成氨基化合物，在氢氧化钠碱性溶液中呈
13、桔红原为氨基，生成氨基化合物，在氢氧化钠碱性溶液中呈桔红色，色，540nm有最大吸收，吸光度与还原糖含量呈线性关系。有最大吸收，吸光度与还原糖含量呈线性关系。第三节第三节 蔗糖的测定蔗糖的测定原理原理 样品经提取样品经提取(水或乙醇水或乙醇)、澄清后，用盐酸水解，使蔗、澄清后，用盐酸水解，使蔗糖转化为还原糖，然后按还原糖测定方法测定；同时做糖转化为还原糖，然后按还原糖测定方法测定；同时做不水解的对照，以测定样品本身含有的还原糖；两者差不水解的对照，以测定样品本身含有的还原糖；两者差值即为蔗糖水解产生的还原糖量，换算成蔗糖含量。值即为蔗糖水解产生的还原糖量，换算成蔗糖含量。注意事项注意事项严格控
14、制水解条件；严格控制水解条件；换算系数：换算系数：0.95；酒石酸铜甲乙液用标准转化糖溶液标定。酒石酸铜甲乙液用标准转化糖溶液标定。第四节第四节 总糖的测定总糖的测定总糖定义总糖定义具有还原性的具有还原性的(葡萄糖、果糖、乳糖、麦芽糖等葡萄糖、果糖、乳糖、麦芽糖等)单糖和蔗单糖和蔗糖糖(在测定条件下能水解为还原性单糖在测定条件下能水解为还原性单糖)的总量。的总量。测定意义测定意义是食品生产中常规分析项目；是食品生产中常规分析项目；反映了食品中可溶性单糖和低聚糖的总量；反映了食品中可溶性单糖和低聚糖的总量；对食品的风味、营养价值、成本均有影响；对食品的风味、营养价值、成本均有影响；糕点、果蔬罐头
15、、饮料等许多食品的重要质量指标。糕点、果蔬罐头、饮料等许多食品的重要质量指标。测定方法测定方法通常以还原糖测定方法为基础，常用方法：通常以还原糖测定方法为基础，常用方法：直接滴定法直接滴定法和和蒽酮比色法蒽酮比色法。二、蒽酮比色法二、蒽酮比色法原理原理单糖单糖+双糖双糖+淀粉淀粉单糖遇浓硫酸，脱水生成糠醛衍生物，后者可与蒽酮缩合成单糖遇浓硫酸，脱水生成糠醛衍生物，后者可与蒽酮缩合成蓝绿色的化合物，糖含量在蓝绿色的化合物，糖含量在20-200mg范围内时，呈色强度与范围内时，呈色强度与溶液中糖含量成正比，故可比色定量。溶液中糖含量成正比，故可比色定量。双糖、淀粉等在浓硫酸中先水解为单糖，再与蒽酮
16、发生显色双糖、淀粉等在浓硫酸中先水解为单糖，再与蒽酮发生显色反应。反应。选择性测定选择性测定如要求测定结果包括淀粉如要求测定结果包括淀粉用用52高氯酸作提取剂；高氯酸作提取剂；如要求测定结果不包括淀粉如要求测定结果不包括淀粉用用80乙醇作提取剂。乙醇作提取剂。操作步骤操作步骤将空白、样液、葡萄糖标准溶液分别放入具塞比色管将空白、样液、葡萄糖标准溶液分别放入具塞比色管加入蒽酮试剂加入蒽酮试剂摇匀摇匀沸水浴加热反应沸水浴加热反应冷却，暗处显冷却，暗处显色色比色测定比色测定作标准曲线作标准曲线计算。计算。注意事项注意事项微量法，适合含微量碳水化合物的样品；灵敏度高、试微量法，适合含微量碳水化合物的样
17、品；灵敏度高、试剂用量少；剂用量少；操作条件组合操作条件组合(样液量、样液量、蒽酮试剂量、蒽酮试剂量、硫酸浓度、沸水硫酸浓度、沸水浴时间、显色时间浴时间、显色时间)；蒽酮试剂不稳定，一般现配现用；蒽酮试剂不稳定，一般现配现用；样液需澄清透明。样液需澄清透明。第五节第五节 淀粉的测定淀粉的测定淀粉的性质淀粉的性质水溶性：水溶性：直链淀粉溶于热水；支链淀粉加热加压时溶于水；直链淀粉溶于热水；支链淀粉加热加压时溶于水；水解性：水解性：酸或酶的作用下水解生成葡萄糖酸或酶的作用下水解生成葡萄糖酸酸/酶水解法酶水解法；旋光性：旋光性：淀粉水溶液具有右旋光性淀粉水溶液具有右旋光性旋光法旋光法；醇不溶性：醇不
18、溶性：不溶于不溶于30%以上乙醇以上乙醇乙醇沉淀法乙醇沉淀法；测定方法测定方法 酸水解法酸水解法 酶水解法酶水解法 旋光法旋光法 沉淀法沉淀法一、酸水解法一、酸水解法原理原理样品经乙醚除去脂肪、乙醇除去可溶性糖，加酸将淀粉水解为样品经乙醚除去脂肪、乙醇除去可溶性糖，加酸将淀粉水解为葡萄糖，按照还原糖测定方法测定还原糖含量，折算为淀粉。葡萄糖，按照还原糖测定方法测定还原糖含量，折算为淀粉。操作步骤操作步骤样品样品乙醚除脂肪乙醚除脂肪乙醇除可溶性糖乙醇除可溶性糖加盐酸沸水浴回流水解加盐酸沸水浴回流水解冷却冷却加甲基红加甲基红用用NaOHNaOH中和中和加入醋酸铅加入醋酸铅除杂除杂加硫酸加硫酸钠钠除
19、铅除铅定容定容过滤过滤测定还原糖含量。测定还原糖含量。注意事项注意事项脂肪含量低时可不用乙醚；脂肪含量低时可不用乙醚；回流的目的：回流的目的：防止长时间水解过程盐酸或水分挥发。防止长时间水解过程盐酸或水分挥发。二、酶水解法二、酶水解法原理原理样品经乙醚除去脂肪、乙醇除去可溶性糖，样品经乙醚除去脂肪、乙醇除去可溶性糖，加淀粉酶将淀粉水解为加淀粉酶将淀粉水解为麦芽糖和糊精，再用盐酸水解为葡萄糖，按照还原糖测定方法测定麦芽糖和糊精，再用盐酸水解为葡萄糖，按照还原糖测定方法测定还原糖含量，折算为淀粉含量。还原糖含量，折算为淀粉含量。操作步骤操作步骤样品样品乙醚除脂肪乙醚除脂肪乙醇除可溶性糖乙醇除可溶性
20、糖加热糊化加热糊化加淀粉酶保温水加淀粉酶保温水解解碘液检验不显蓝色碘液检验不显蓝色加热沸腾加热沸腾冷却定容冷却定容过滤过滤滤液滤液加酸回加酸回流水解流水解冷却冷却加甲基红加甲基红用用NaOHNaOH中和中和定容定容测定还原糖含量测定还原糖含量。适用范围及特点适用范围及特点适用于杂多糖含量高的样品；适用于杂多糖含量高的样品；选择性好，结果准确可靠，但操作复杂费时。选择性好，结果准确可靠，但操作复杂费时。注意事项注意事项脂肪含量低时可不用乙醚；脂肪含量低时可不用乙醚；糊化的作用是使淀粉酶易于作用；糊化的作用是使淀粉酶易于作用；实验前应检测淀粉酶活力。实验前应检测淀粉酶活力。三、旋光法三、旋光法原理
21、原理淀粉具有旋光性，一定条件下旋光度与浓度成正比。用淀粉具有旋光性，一定条件下旋光度与浓度成正比。用氯化钙提取淀粉，用氯化锡沉淀蛋白质，过滤后测定滤氯化钙提取淀粉，用氯化锡沉淀蛋白质，过滤后测定滤液旋光度，即可计算出淀粉含量。液旋光度，即可计算出淀粉含量。操作步骤及注意事项操作步骤及注意事项适用范围及特点适用范围及特点适用于淀粉含量较高，可溶性糖含量较少的样品；适用于淀粉含量较高，可溶性糖含量较少的样品；操作简便、快速。操作简便、快速。四、乙醇沉淀法四、乙醇沉淀法原理原理样品与氢氧化钾的乙醇溶液共热样品与氢氧化钾的乙醇溶液共热(蛋白质、脂肪溶解，淀粉和蛋白质、脂肪溶解，淀粉和粗纤维不溶粗纤维不
22、溶)。沉淀过滤后用氢氧化钾水溶液溶解淀粉。沉淀过滤后用氢氧化钾水溶液溶解淀粉(粗纤粗纤维不溶维不溶)，再过滤，滤液加醋酸酸化的乙醇沉淀淀粉，过滤，再过滤，滤液加醋酸酸化的乙醇沉淀淀粉，过滤，沉淀烘干沉淀烘干(淀粉淀粉+矿物质矿物质)、灰化、灰化(矿物质矿物质)，灰化前后重量差即，灰化前后重量差即为淀粉。为淀粉。适用范围及特点适用范围及特点适用于蛋白质、脂肪含量较高的熟肉制品；适用于蛋白质、脂肪含量较高的熟肉制品；结果准确，但操作费时。结果准确，但操作费时。第六节第六节 粗纤维的测定粗纤维的测定重量法重量法原理原理在热的稀硫酸作用下，样品中的糖、淀粉、果胶等经水解除去，再用热的在热的稀硫酸作用下
23、，样品中的糖、淀粉、果胶等经水解除去，再用热的氢氧化钾处理，使蛋白质溶解、脂肪皂化除去。然后用乙醇和乙醚处理以氢氧化钾处理，使蛋白质溶解、脂肪皂化除去。然后用乙醇和乙醚处理以除去单宁、色素及残余脂肪，所得残渣即为粗纤维。除去单宁、色素及残余脂肪，所得残渣即为粗纤维。操作步骤操作步骤 注意事项注意事项样品预处理样品预处理酸水解酸水解(加热回流加热回流)过滤过滤沉淀加碱煮沸回流沉淀加碱煮沸回流过滤过滤沉淀依次用乙醇、乙醚处理沉淀依次用乙醇、乙醚处理烘干烘干灰化灰化。适用范围及特点适用范围及特点适用于各类食品，应用广泛；适用于各类食品，应用广泛；操作简便快速；但结果不够准确，重现性差。操作简便快速；
24、但结果不够准确，重现性差。第七节第七节 果胶的测定果胶的测定重量法重量法原理原理用用70%乙醇沉淀果胶，再依次用乙醇、乙醚洗涤沉淀除去可乙醇沉淀果胶，再依次用乙醇、乙醚洗涤沉淀除去可溶性糖、脂肪、色素等，残渣用酸溶性糖、脂肪、色素等，残渣用酸/水水提取总果胶提取总果胶/水溶性果胶水溶性果胶。果胶加碱皂化生成果胶酸钠，再经醋酸酸化生成果胶酸，加果胶加碱皂化生成果胶酸钠，再经醋酸酸化生成果胶酸，加入钙盐生成果胶酸钙沉淀，烘干后称重。入钙盐生成果胶酸钙沉淀，烘干后称重。操作步骤及注意事项操作步骤及注意事项适用范围及特点适用范围及特点适用于各类食品。稳定可靠，但操作繁琐费时，选择性差。适用于各类食品。稳定可靠，但操作繁琐费时，选择性差。