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1、,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,食品分析,FOOD ANALYSIS,浙江科技学院,生物与化学工程学院,刘铁兵,tbliu,1,欢迎各位,同学和朋友！,浙江科技学院,生物与化学工程学院,刘 铁 兵,tbliu,食品分析,2,第,7,章 碳水化合物的测定,1,、食品中的糖类,（,1,）碳水化合物的概念：,（,2,）碳水化合物的分类：,按组成分,按功能分,从食品角度分：,有效碳水化合物,无效碳水化合物,什么是膳食纤维？,糖,+,蛋白质糖蛋白,糖,+,脂肪
2、糖脂,碳水化合物存在于各种食品的原料中（特别是植物性原料中）。,作为食品工业的主要原料和辅助材料。,3,在各种食品中存在形式和含量不一。,糖分为单糖、双糖、多糖。,有效碳水化合物,人体能消化利用的单糖、双糖、多糖中的淀粉。,无效碳水化合物,多糖中的纤维素、半纤维素、果胶等不能被人体消化利用的。,这些无效碳水化合物能促进肠道蠕动。,4,（,3,）食品中的碳水化合物,5,（,4,）食品中的碳水化合物的作用：,提供人类能量的约大部分：,5070%,提供适宜的质地、口感和甜味（如麦芽糖可作为增稠 剂与稳定剂；食品的,Maillard,反应需要糖的参与）有利于胃肠蠕动，促进消化（如纤维素被称为膳食纤维，
3、低聚糖可促进小孩双歧杆菌生长，促进消化）,（,5,）食品中常见碳水化合物的结构特点,（,6,）食品中常见碳水化合物的性质,还原性、水解性、发酵性,6,2,、食品中的碳水化合物的测定,物理法,化学法,色谱法,发酵法,酶 法,重量法,相对密度法,折光法,旋光法,物理法,7,化学法,还原糖法,碘量法,比色法,直接滴定法法,(,改良的兰,爱农法）,高锰酸钾法,萨氏法,3,，,5,二硝基水杨酸,酚,硫酸法,蒽酮法,半胱氨酸,咔唑法,8,色谱法,纸色谱,薄层色谱,GC,HPLC,半乳糖脱氢酶测半乳糖、乳糖,葡萄糖氧化酶测葡萄糖,发酵法,测不可发酵糖,重量法,测果胶、纤维素、膳食纤维素,酶法,9,（,1,）
4、糖类的提取与澄清：,1,）提取液的制备,常用提取剂：水和乙醇；,遵循的原则：,A,、取样量和稀释倍数：最终含糖量在,0.5-3.5g/ml,；,B,、含脂肪食品：先脱脂后水提取；,C,、含大量淀粉和糊精的食品：,70-75%,乙醇提取；,D,、含酒精和二氧化碳的液体食品：蒸发除气体，酸性食品先中和后提取；,E,、固体样品：可,40-50,加热，乙醇提取时要回流。,10,2,）提取液的澄清,提取液中除糖外，还有杂质：色素、蛋白质、可溶性果胶、可溶性淀粉、有机酸、氨基酸、单宁等；,澄清剂种类很多，根据不同需要加以选择：,应满足的条件：,A,、较完全除去干扰物质；,B,、不干扰糖分测定；,C,、不吸
5、附糖类物质；,D,、多余的澄清剂易除去或不干扰操作。,11,常用的澄清剂有：,A,、中性醋酸铅：能除去蛋白质、果胶、有机酸、单宁等，,缺点是脱色能力差、铅盐有毒；,B,、乙酸锌和亚铁氰化钾溶液：利用它们反应生成沉淀带走 或吸附干扰物质，除蛋白质能力强，脱色能力差，适合于乳制品、豆制品；,C,、硫酸铜和氢氧化钠溶液：在碱性条件下，铜离子使蛋白质沉淀，适合于富含蛋白质样品的澄清；,D,、活性炭：可除去色素，但对糖类有吸附。,12,硫酸铜和氢氧化钠溶液,中性醋酸铅,【Pb(CH,3,COO),2,3H,2,O】,乙酸锌和亚铁氢化钾溶液,还有碱性醋酸铅、,氢氧化铝溶液、活性炭等。,13,除此之外，还有
6、碱性醋酸铅、氢氧化铝溶液、活性炭等，这些澄清剂缺点很多。选择澄清剂时应考虑测定方法：如直接滴定法不能用硫酸铜,-,氢氧化钠作澄清剂，以免混入铜离子，用高锰酸钾测定糖时不能用醋酸锌,-,亚铁氰化钾作澄清剂，以免混入亚铁离子。,澄清剂的用量：,视干扰物质的种类和含量而定；,样液除铅：,采用醋酸铅作澄清剂时，残留的铅离子在加热时与糖（特别是果糖）结合生成铅糖化合物，影响测定。,常用除铅剂有：草酸钠、草酸钾、硫酸钠、磷酸氢二钠等。,果蔬菜样品可采用中性醋酸铅溶液作为澄清剂；,乳制品则采用醋酸锌亚铁氰化钾溶液或碱性硫酸铜溶液。,14,兰埃农法测定还原糖（,Lane,Eynon,）,基本原理：,样品除蛋白
7、质后，以亚甲基蓝为指示剂，用样液直接滴,定标定过的菲林试剂，达到终点后稍过量的还原糖即可将,蓝色的亚甲基蓝指示剂还原成无色，而显示氧化亚铜的鲜,红色。,15,兰埃农法测定还原糖,反应方程式,16,主要试剂,17,操作方式：,（,1,）样品处理：提取,脱蛋白过滤得清液,（,2,）测定：,A,、标定菲林试剂：,吸取,5.0ml,酒石酸铜钾和,5.0ml,菲林试,剂乙，置于,150ml,锥形瓶，加水,10 ml,，从滴定管中加入标准,葡萄糖约,9.5ml,，加热使在,2min,内沸腾，趁热每,2,秒,1,滴速度,加葡萄糖标准溶液，至蓝色刚好褪去为终点，记录消耗葡萄,糖标准溶液的总体积，平行操作三次，
8、取平均值计算,10ml,（甲，乙各,5ml,）酒石酸铜溶液相当葡萄糖的质量,f,。,18,B,、预滴定：各,吸取,5.0ml,菲林试剂甲和乙，置于,150ml,锥,形瓶，加水,10 ml,，加入玻璃珠,2,粒，加热使在,2min,内沸腾，,趁热以先局面后慢速度加样品溶液，至蓝色刚好褪去为终,点，记录消耗样品溶液的总体积。,C,、正式滴定：,各,吸取,5.0ml,菲林试剂甲和乙，置于,150ml,锥形瓶，加水,10 ml,，加入玻璃珠,2,粒，从滴定管中加入比,预滴定少,0.5,1ml,的样品液，加热使在,2min,内沸腾，并维持,2min,，趁热每,2,秒,1,滴速度加样品溶液，至蓝色刚好褪去
9、为,终点，记录消耗样品的总体积。,19,（,3,）,计算：,X,，样品中还原糖的质量,%,，以葡萄糖计；,f,，与,10ml,菲林试剂相当的还原糖量，,mg,；,250,，样品处理后的总体积，,ml,；,V,，样品试液滴定量，,ml,；,m,，样品质量或体积，,g,，,ml,。,20,（,4,）,说明：,还原糖与菲林试剂的反应复杂,为使结果准确,严格按操作,条件进行,控制,2min,内沸腾,同时总沸腾时间不要超过,3min,；,由于亚甲基蓝被还原成无色后，若与空气接触会恢复成,蓝色，故整个滴定过程要在沸腾下进行。,因长时间加热，糖在酸性溶液中也会被破坏，特别是在,有蛋白质氨基酸共存时，因此脱蛋
10、白质要完全，预滴定可,以减少加热时间。,含脂肪较多的样品，先用乙醚或石油醚处理脱脂。,菲林甲液与乙液分别贮藏，使用时才混合，以免酒石酸钾,钠铜络合物在碱性条件下分解析出氧化亚铜。,21,高锰酸钾滴定法测定还原糖,基本原理：,脱蛋白后的样品与过量的菲林试剂反应，将生成的氧化亚,铜过滤出来，用酸性硫酸铁处理，生成硫酸亚铁和硫酸铜，,再用高锰酸钾滴定生成的亚铁盐，根据高锰酸钾的消耗量,可知氧化亚铜的量，再查表求得还原糖的量。,22,23,说明：,A,、国家标准分析方法；适用于各类食品测定，包括深色食品；此法比直接滴定法准确、重现性好，但比较费时、操作复杂,。,B,、取样量视糖含量而定，,25-100
11、0mg,；,C,、样品处理时不能用乙酸锌和亚铁氰化钾用澄清剂，以免混入二价铁；,D,、必需控制热强度，在,4,分钟内沸腾；,E,、煮沸后样液应呈蓝色，否则碱性酒石酸铜不够；,F,、保证在洗涤和过滤时沉淀氧化亚铜始终在液面以下；,G,、样品中的还原性双糖会影响测定结果；,H,、因反应十分复杂，且不同的还原糖还原能力不一样，因此不能用反应式来定量。,24,肖氏法测定还原糖,基本原理：,以过量的菲林试剂氧化还原糖后，剩余的菲林试剂中的,Cu,2+,用,KI,还原，然后用,Na,2,S,2,O,3,标准溶液滴定析出的,I,2,。根据试,样与空白所消耗的标准溶液量的体积可计算出铜的量，查表,求得还原糖的
12、量。,25,肖氏法测定还原糖,计算：,（,1,）计算氧化,10ml,提取液中还原糖所相当的铜的,mg,数。,（,2,）根据铜重查表计算还原糖量：,说明：,（,1,）该法适合于各类食品中还原糖测定，尤其是果蔬及植,物性样品；,（,2,）该法不需要在沸腾条件下滴定。,26,萨氏,(Somogyi),法,原理,将一定量的样液与过量的碱性铜盐溶液共热，样液中的还原糖定量地将二价铜还原为氧化亚铜，生成的氧化亚铜在酸性条件下溶解为一价铜离子，并能定量地消耗游离碘，碘被还原为碘化物，而一价铜被氧化为二价铜。剩余的碘用硫代硫酸钠标准溶液滴定，同时做空白试验，根据硫代硫酸钠标准溶液消耗量可求出与一价铜反应的碘量
13、，从而计算出样品中还原糖含量。各步反应式如下：,2Cu,+,+I,2,=2Cu,2+,+2 I,-,I,2,+2 Na,2,S,2,O,3,=Na,2,S,4,O,6,+2 NaI,27,直接滴定测定还原糖,基本原理：,样品经除蛋白后，在加热条件下直接滴定标定碱,性酒石酸铜溶液，以次甲基蓝为指示剂，根据样品消耗体,积计算出还原糖量。,该法是在兰埃农法基础上发展起来的，区别是所用试剂量,更少，同时因乙液中加了少量的亚铁氰化钾，使其与氧化,亚铜生成可溶性的无色络合物，故不再析出红色沉淀。,28,说明：,此法测定的是总还原糖；因为碱性酒石酸钾钠氧化性强；,反应体系中铜离子是定量的基础，因此不能用铜盐
14、作澄,清剂；,次甲基兰也是一种氧化剂，但在测定条件下比二价铜离,子要弱；,在碱性酒石酸铜乙液中加入少量亚铁氰化钾的目的是消,除氧化亚铜的红色干扰，生成无色的可溶性络合物；,碱性酒石酸铜甲液和乙液临用时才混合,。,滴定必需在沸腾条件下进行，因为一、加快还原糖与二价,铜的反应；二、可逆的次甲基兰变色反应，遇空气后会氧化还原型次甲基兰；三、氧化亚铜不稳定，沸腾可避免氧气进入；,29,操作时要避免空气混入；,样品预滴定的目的：一、了解样品溶液浓度是否合适；,二、可知大概消耗量，以确保,1,分钟内完成滴定，提高准,确度；,影响测定结果的主要操作因素：,反应液碱度、热源强度、煮沸时间、滴定速度,将预滴定样
15、液所需体积大部分先加入碱性酒石酸铜溶液,中共沸，仅留,1mL,时由滴定方式加入，其目的是减少操作 误差，同时加快速度，提高准确度；,30,碘量法测定还原糖,基本原理：,以上反应在一定范围内定量进行。以过量的,NaOH,使反应的,I,2,全部消耗，然后酸化，用标定过的硫代硫酸钠滴定生成的,I,2,量，消耗的体积与空白消耗体积之差即为还原糖与,I,2,反应,的量。所以最后滴定,1mmol,的碘相当于,180mg,葡萄糖、,360,mg,乳糖、,342mg,麦芽糖。适用于醛糖和酮糖共同存在时单独,测定醛糖，适用于各类食品中葡萄糖的测定。,31,醛糖,+I2+3 NaOH=,醛糖酸钠,+2 NaI+2
16、H2O,I2+2 NaOH=NaIO+NaI+H2O,NaIO +NaI+2 HCl=I2+2 NaCl+H2O,(2),适用范围,本法用于醛糖和酮糖共存时单独测定醛糖。适用于各类食品，如硬糖、异构糖、果汁等样品中葡萄糖的测定。,32,碘量法测定还原糖,说明：,自创建以来，进行了多次改进，其目的是：一是防止酮糖氧化；其二是使碱性条件下醛糖与碘的反应完全按当量反应式进行；,应除去样品中的乙醇、丙酮，因它们会消耗碘，影响测定；,分常量法和微量法，主要差别在于样液用量、试剂浓度及用量不同；,此法与直接滴定法结合，可以用于测定葡萄糖与果糖共存时的果糖测定。,33,3,，,5,二硝基水杨酸比色法测定还原
17、糖,基本原理：,在,NaOH,和丙三醇存在时，还原糖能与,3,，,5,二硝基水杨酸中的硝基还原为氨基，生成氨基化合物，此化合物在过量的氢氧化钠碱性条件下呈桔红色，在,540nm,有最大吸收，其吸光度与还原糖含量成正比。,适用范围：,各类食品中还原糖的测定，具有准确度高、重现性好、操作简便、快速等优点。,34,半胱氨酸,咔唑法测定还原糖,基本原理：,单糖与强酸反应，生成糠醛或其衍生物，再与显色剂半胱氨酸及咔唑缩合成有色络合物，此络合物在,650nm,处有最大吸收。,适用范围：,微量法；适用于果糖与葡萄糖共存时果糖的测定；虽然果糖与葡萄糖均能与显色剂反应，但果糖显色程度要远大于葡萄糖。但不适用于有
18、蔗糖存在时果糖的测定。,35,蒽酮比色法测定总糖含量,基本原理：,单糖遇浓硫酸时，脱水生成糠醛衍生物，后者可与蒽酮缩合成蓝色化合物，可在,620nm,比色测定。,试剂：,系列葡萄糖标准溶液：,0.1%,蒽酮溶液；,72%,硫酸溶液；,36,蒽酮比色法测定总糖含量,说明：,本法是微量法，具有灵敏度高、试剂用量少特点；,操作条件，主要是硫酸浓度、取样量、蒽酮用量、沸水中,时间、显色时间之间具有联系，不能随意更改；,浓硫酸可使淀粉、双糖等水解，因此在测定前要除去，用,52%,高氯酸作提取剂则结果包括淀粉，用,80%,乙醇作提取,剂则结果不包括淀粉糊精；同时要除去纤维素，因纤维素,也能与试剂发生反应；
19、,蒽酮试剂不稳定，应当天使用，并加硫脲作稳定剂；,要求样液需清澈透明，若样液颜色较深可用活性炭脱色。,37,GB/T 5009.7,2003,食品中还原糖的测定,1.,直接滴定法（先标定再测定）,2.,高锰酸钾法,GB/T 5009.8,2003,食品中蔗糖的测定,转化为还原糖再测定,38,蔗糖含量的测定,（,1,）蔗糖广泛分布植物中，在食品工业中常作为甜味剂；,（,2,）测定方法有：,相对密度法、折光法、旋光法、还原糖法；,（,3,）通常用还原糖法，即蔗糖与酸共热或在酶作用下，水,解生成葡萄酒和果糖，再按还原糖测定方法测定转化,产物。,39,（,4,）转化方法的选择,酶转化：利用,-,果糖苷
20、酶（转化酶）的选择性水解，该法干扰少，但成本大，过程复杂。,酸转化：用盐酸水解，应用最广的一种水解方法。,（,5,）说明：,在本法的水解条件下蔗糖可完全水解，而其它双糖和淀,粉水解很少，可忽略；,严格控制水解条件；（样液体积、酸浓度与用量、水解,温度、水解时间）,40,（,5,）说明：,根据：,蔗糖（,342,）,+,水,=,葡萄糖（,180,）,+,果糖（,180,）；即,1,分子蔗糖水解后得到,1,分子葡萄糖与,1,分子果糖，因此，换算系数为,342/,（,180+180,）,=0.95,；,为减少误差，测得的还原糖应以转化糖表示，因此直接,滴定法时应以,0.1%,转化糖标准液标定碱性酒石
21、酸铜溶,液。高锰酸钾滴定时也应查转化糖项。,41,乳粉中蔗糖和乳糖含量的测定,基本原理与步骤：,（,1,）脱蛋白：醋酸锌和亚铁氰化钾脱蛋白质；,（,2,）用兰埃农法测定还原糖含量，近似于乳糖含量；但当,蔗糖与乳糖比超过,3:1,时，需要在滴定量中加上一个校,正数后再计算。,（,3,）利用测定乳糖的数据，查附录表得测定蔗糖前转化糖,的量（,w,1,）。,（,4,）用盐酸水解样品液，再进行还原糖含量测定，得转化,糖含量（,w,2,）。,故蔗糖含量为（,w,2,-w,1,）*,0.9 (,以转化糖表示,),42,淀粉含量的测定,（,1,）淀粉的结构与性质,43,淀粉含量的测定,（,1,）淀粉的结构与
22、性质,淀粉的物理性质,白色粉末，在热水中溶胀。,纯支链淀粉能溶于冷水中，而直链淀粉不能，直链淀粉能溶于热水。,化学性质,无还原性,遇碘呈蓝色，加热则蓝色消失，冷后呈蓝色。,水解：酶解酸解,44,淀粉含量的测定,（,1,）淀粉的结构与性质,糊化,淀粉粒在适当温度下，在水中溶胀，分裂，形成均匀的,糊状溶液的过程被称为糊化。其本质是微观结构从有序,转变成无序。,糊化温度,指双折射消失时的温度。,糊化温度不是一个点，而是一段温度范围。,影响糊化的因素,结构：直链淀粉小于支链淀粉。,45,Aw,：,Aw,提高，糊化程度提高。,糖：高浓度的糖水分子，使淀粉糊化受到抑制。,盐：高浓度的盐使淀粉糊化受到抑制；
23、低浓度的盐存在，对,糊化几乎无影响。但对马铃薯淀粉例外，因为它含有磷,酸基团，低浓度的盐影响它的电荷效应。,脂类：脂类可与淀粉形成包合物，即脂类被包含在淀粉螺旋,环内，不易从螺旋环中浸出，并阻止水渗透入淀粉粒。,酸度：,pH60,或,7%,；,低甲氧基果胶：甲氧基含量低于,7%,；,羧基若,100%,被甲酯化，甲氧基理论含量为,16.3%,。,74,果胶类物质测定,形成凝胶的三个条件：糖浓度达,60-65%,以上；,pH2-3.5,；果胶浓度,0.3-0.7%,以上；（低甲氧基果胶还需二价金属离子作交联剂）,果胶质在食品工业中的应用：生产果冻；作稳定剂；作增稠,剂；作乳化剂；络合金属离子功能饮
24、料；,主要测定方法有：,重量法；咔唑比色法；,果胶酸钙滴定法（适用于纯果胶测定，且样液颜色深时不易确定滴定终点）；,蒸馏滴滴法：此法回收率较低，不常用。,75,重量法测定果胶,基本原理：,样品,70%,乙醇处理,果胶沉淀,乙醇洗涤 乙醚洗涤,沉淀,酸提取,水提取,总果胶,水溶性果胶,皂化,果胶酸钠,醋酸化,果胶酸,钙盐,果胶酸钙,烘干称重,可溶性糖、脂肪、色素,76,适用范围与特点：,各类食品；方法可靠、但操作较烦琐；同时果胶酸钙沉淀夹杂其它胶态物质；,说明：,换算系数为,0.9233,，它是果胶酸钙中果胶酸的理论含量；,新鲜试样中含有果胶酶，它会分解果胶，因此要钝化，即,将切片放入乙醇中；,
25、检验糖分用苯酚,-,硫酸法：,加入氯化钙时要不断搅拌以减少过饱和；,采用热过滤和热水洗涤沉淀，目的是降低粘度，加快过滤,速度和洗涤速度，并增大杂质的溶解度，使其容易被洗涤。,77,咔唑比色法测定果胶,基本原理：,果胶,水解,半乳糖醛酸,强酸条件,咔唑试剂,缩合成紫红色化合物,530nm,比色,适用范围与特点：,各类食品；操作简单、快速、准确度高、重现性好等；,测定步骤：,样品处理：,果胶的提取：,标准曲线绘制：,测定：,78,咔唑比色法测定果胶,说明：,1,）结果以半乳糖醛酸表示，若要换成果胶含量，则乘,以一系数（不同来源果胶系数不同）；,2,）糖的存在对呈色影响较大，故应洗涤除去；,3,）硫
26、酸浓度对呈色影响较大，故测定与标准曲线浓度,要一致；,4,）显色迅速、稳定，,10,分钟内可完成。,79,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。,总糖是食品生产中常规分析项目。它反映的是食品中可溶性单糖和低聚糖的总量，其含量高低对产品的色、香、味、组织形态、营养价值、成本等有一定影响。,80,总糖是麦乳精、糕点、果蔬罐头、饮料等许多食品的重要质量指标。,总糖的测定通常是以还原糖的测定方法为基础的，常用的是直接滴定法，此外还有蒽酮比色法等。,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，
27、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。,81,说明与讨论,总糖测定结果一般以转化糖计，但也可以以葡萄糖计，要根据产品的质量指标要求而定。如用转化糖表示，应该用标准转化糖溶液标定碱性酒石酸铜溶液，如用葡萄糖表示，则应该用标准葡萄糖溶液标定。,在营养学上，总糖是指能被人体消化、吸收利用的糖类物质的总和，包括淀粉。这里所讲的总糖不包括淀粉，因为在测定条件下，淀粉的水解作用很微弱。,82,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（,IC,法）,用高性能阴离子交换柱。,83,TMS,糖的三氯硅烷衍生物,84,HPLC,法,85,离子色谱法图谱,86,重点,化学法测定还原糖有几种方法？,直接滴定法、高锰酸钾法的测定原理？,可溶性糖提取澄清剂的种类、三种要求？,总糖的测定方法？,淀粉的测定方法？,名词解释：粗纤维、纤维素、半纤维素、木质素、膳食纤维素。,粗纤维的测定。,膳食纤维的测定。,87,谢谢！,浙江科技学院,生物与化学工程学院,刘 铁 兵,tbliu,食品分析,88,