糖類物質(zhì)的測定

1、第六節(jié) 糖類物質(zhì)的測定食品檢驗學(xué) 樓 明本節(jié)教學(xué)要求4h要求掌握食品中糖類物質(zhì)的測定方法；熟悉可溶性糖類的測定、淀粉的測定、粗纖維的測定、果膠物質(zhì)的測定；了解食品中糖類物質(zhì)的分布與含量、食品中糖類物質(zhì)測定的意義。重點內(nèi)容：食品中糖類物質(zhì)的測定方法。難點內(nèi)容：可溶性糖類的測定。 第一節(jié) 概述 一、糖類物質(zhì)的定義和分類(一)概念 1.碳水化合物：這名詞來源于這類物質(zhì)由三種元素組成，而早期發(fā)現(xiàn)的這類化合物中氫與氧的比例恰與水相同故稱。由于是習(xí)慣稱法，故現(xiàn)在廣泛被使用。 2.有效碳水化合物：能被人體消化吸收并利用的這類碳水化合物。如葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、糊精、淀粉、糖原等。 3.無效碳水化合物：不能被

2、人體消化吸收并利用的這類碳水化合物。如半纖維素、木質(zhì)素、果膠、纖維素等。 4.總碳水化合物100(水分粗蛋白灰分粗脂肪) 總碳水化合物 6.無氮抽出物(水分粗蛋白灰分粗脂肪粗纖維)%二、食品中糖類物質(zhì)的分布與含量三、食品中糖類物質(zhì)的測定意義1.營養(yǎng)學(xué)意義2.指導(dǎo)生產(chǎn)意義四、食品中糖類物質(zhì)的測定方法1.物理方法：折光法、相對密度法、旋光法。2.化學(xué)方法：氧化還原滴定法(如鐵氰化鉀法、斐林氏法、高錳酸鉀法)。3.儀器分析法：高效液相色譜法、氣相色譜法、比色法等。 第二節(jié) 可溶性糖類的測定、可溶性糖類的提取和澄清食品中可溶性糖類通常是指葡萄糖、果糖等游離單糖及蔗糖等低聚糖。單糖：食品中最主要單糖有：

3、葡萄糖、果糖。低聚糖：蔗糖、乳糖(動物乳中)、麥芽糖(酶解產(chǎn)生)和棉子糖。(一)提取 1.常用的提取劑(1)有水及乙醇溶液。 (2)澄清劑的用量 2.提取液的制備(可溶性糖) (1)溫度4050為宜，過高會使淀粉糊化而被帶出。(2)pH應(yīng)為中性。偏酸或偏堿都會引起低聚糖及部分淀粉水解。尤其是加熱情況下這種作用更加強烈。(3)防止酶解作用：在提取液中加入HgCl2滅酶。(4)根據(jù)實驗需要有時可用7580%的乙醇水溶液提取糖類。這樣提取液中由于蛋白質(zhì)被沉淀，含量減少，可以提得較純的糖液。但實際應(yīng)用中幾乎不用此法。有時在方法研究中有應(yīng)用。(二)提取液的澄清 1.澄清劑具有吸附和沉淀蛋白質(zhì)、色素等干擾

4、物質(zhì)，但不吸附糖。不會改變糖的比旋光度等理化性質(zhì)的一類物質(zhì)。2.常用澄清劑(1)中性醋酸鉛Pb(Ac)2.3H2OA.原理B.特點(2)堿性醋酸鉛3Pb(Ac)2.2PbO A.原理 B.特點 (3)醋酸鋅溶液和亞鐵氰化鉀溶液A.原理 B.特點(4)其他沉淀劑(很少使用，作一般了解)A.硫酸銅氫氧化鈉溶液B.磷鎢酸C.10%鎢酸鈉溶液 Na2WO4.2H2O+2/3(NH3)2SO4D.Al(OH)3飽和溶液，效果一般。E.活性碳：吸附色素效果最好。二、還原糖的測定()堿性銅鹽法1.直接滴定法(國標(biāo)第一法)(1)原理：樣品經(jīng)除去蛋白質(zhì)后，在加熱條件下，直接滴定標(biāo)定過的堿性酒石酸銅液，以次甲基蘭

5、作指示劑，根據(jù)樣品液消耗體積，計算還原糖量。 (2)適用范圍(3) 試劑及其作用(4)計算 (5)此法特點2.高錳酸鉀滴定法 (1)原理將一定量的樣液與一定量過量的堿性酒石酸銅溶液反應(yīng)，還原糖將：二價銅還原為氧化亞銅，經(jīng)過濾，得到氧化亞銅沉淀，加入過量的酸性硫酸鐵溶液將其氧化溶解，而三價鐵鹽被定量地還原為亞鐵鹽，用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定所生成的亞鐵鹽，根據(jù)高錳酸鉀溶液消耗量可計算出氧化亞銅的量，再從檢索表中查出與氧化亞銅量相當(dāng)?shù)倪€原糖量，即可計算出樣品中還原糖含量。 (3)計算(4)此法特點： (二)其他方法簡介 (非標(biāo)準(zhǔn)方法) 1.薩氏法(1)原理 2.碘量法(1) 原理(2)適用范圍 3.藍

6、一愛農(nóng)(Lane-Eynon)法 4.酚硫酸法(1)原理 (2)此法特點 5.蒽酮比色法(1)原理 (2)注意要點三、蔗糖的測定(一)鹽酸水解法1.原理樣品脫脂后，用水或乙醇提取，提取液經(jīng)澄清處理以除去蛋白質(zhì)等雜質(zhì)，再用鹽酸進行水解，使蔗糖轉(zhuǎn)化為還原糖。然后按還原糖測定方法分別測定水解前后樣品液中還原糖含量，兩者差值即為由蔗糖水解產(chǎn)生的還原糖量，乘以一個換算系數(shù)即為蔗糖含量。 GBT 5009.8-2003食品中蔗糖的測定 2.蔗糖的換算系數(shù)蔗糖含量0.95還原糖計算量 0.95 M蔗糖 342 M轉(zhuǎn)化糖 360 3.水解條件(1)6mol/LHCl用量為樣液的1/10。(2)水解溫度6870

7、。(3)水解時間15min。4.此法特點 (二)酶-比色法實際工作中很少用因試劑問題四、總糖的測定食品中的總糖通常是指具有還原性的糖(葡萄糖、果糖、乳糖、麥芽等)和在測定條件下能水解為還原性單糖的蔗糖的總量。(一) 直接滴定法1.直接滴定法原理樣品經(jīng)處理除去蛋白質(zhì)等雜質(zhì)后，加入鹽酸，在加熱條件下使蔗糖水解為還原性單糖，以直接滴定法測定水解后樣品中的還原糖總量。 (二)葸酮比色法 五、可溶性糖類的分離與定量主要方法： 1.紙色譜法分離效果差，操作時間長。2.GC法糖不易揮發(fā)。3.薄層色譜法(TLC)問題同紙色譜法。4.HPLC法特別是離子色譜法用高性能陰離子交換柱。 第三節(jié) 淀粉的測定一、直鏈淀

8、粉含量的測定(一)原理淀粉與碘形成碘淀粉復(fù)合物，并具有特殊的顏色反應(yīng)。支鏈淀粉與碘生成棕紅色復(fù)合物，直鏈淀粉與碘生成深藍色復(fù)合物。在淀粉總量不變條件下，將這兩種淀粉分散液按不同比例混合，在一定條件下與碘作用，生成由紫紅到深藍一系列顏色，代表其不同直鏈淀粉含量比例，在620nm波長下測定吸光度，計算直鏈淀粉含量。該方法簡便快速、靈敏、準(zhǔn)確度高，適用于稻米、玉米、谷子等食物二、淀粉化度的測定(一)原理已糊化的淀粉，在淀粉酶水解作用下，可水解成還原糖，化度越高，即糊化的淀粉越多，水解后生成的糖越多。先將樣品充分糊化，經(jīng)淀粉酶水解后，用碘量法測定糖。以此作為標(biāo)準(zhǔn)，糊化程度定為100。然后另取樣品，不糊

9、化，用淀粉酶直接水解，用同樣方法測定糖，通過計算可求出被測樣品的相對糊化程度，即樣品的化度。（二）說明與注意事項1.樣品脫脂預(yù)處理時，為防止樣品的糊化，不可加溫到50(2以上；2.樣液及試劑的移加，應(yīng)以相同的時間間隔，按照順序依次迅速加入；3.在反應(yīng)完畢后必須立即用硫代硫酸鈉溶液進行滴定。三、淀粉總量的測定(一)酸水解法(國標(biāo)第二法)1.原理：樣品經(jīng)除去脂肪及可溶性糖類后，其中淀粉用水解的方法將其水解成具有還原性的單糖，最后按還原糖測定法測定水解產(chǎn)生的還原糖并折算成淀粉。 換算關(guān)系：淀粉0.9葡萄糖 2.酸水解法 (二)酶水解法：(國標(biāo)第一法)1.原理：同上2.酶水解法(三)酶水解法與酸水解法

10、方法比較鹽酸水解法比淀粉酶水解法簡單易行，鹽酸能一次將淀粉水解至葡萄糖，目前已被國外廣泛采用。鹽酸易得，而淀粉酶不易保存。鹽酸的專一性不如淀粉酶，鹽酸可以將樣品中的半纖維素水解成葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、糠醛等還原性物質(zhì)，會虛假地提高還原糖的測定結(jié)果。酸水解法對含有半纖維素較多的食品不宜使用。如麩皮、稻殼、谷糠、高粱糖或含殼皮較多的食品。 (四)干擾物質(zhì)的排除1.可溶性糖類：用乙醇提取掉。2.蛋白質(zhì)去除：加沉淀劑。3.纖維素去除：酶解過濾。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.適用范圍及待點 第四節(jié) 粗纖維的測定 纖維素葡萄糖以1.4或1.6糖苷鍵連接而成。

11、半纖維素混合多糖，由木糖、阿拉 伯糖、半乳糖、甘露糖等 粗纖維 聚合而成。 木質(zhì)素：芳香族聚合物。 含氮非蛋白物質(zhì) 2.木質(zhì)素:不是碳水化合物，是一種復(fù)雜的芳香族聚合物，是纖維素的伴隨物。難以用化學(xué)手段或酶法降解，在個別有機溶劑中緩慢溶解。3.膳食纖維(食物纖維)它是指食品中不能被人體消化酶所消化的多糖類和木質(zhì)素的總和。 一、粗纖維的測定(稱量法) 1.原理在熱的稀硫酸作用下，樣品中的糖、淀粉、果膠等物質(zhì)經(jīng)水解而除去，再用熱的氫氧化鉀處理，使蛋白質(zhì)溶解、脂肪皂化而除去。然后用乙醇和乙醚處理以除去單寧、色素及殘余的脂肪，所得的殘渣即為粗纖維，如其中含有無機物質(zhì)，可經(jīng)灰化后扣除。2.適用范圍及特點

12、(國標(biāo)第一法)二、纖維素測定儀法(一)原理(二)適用范圍及特點本法是美國谷物化學(xué)家協(xié)會(AACC)審批的方法，適用于谷物及其制品、飼料、果蔬等樣品，對于蛋白質(zhì)、淀粉含量高的樣品，由于易形成大量泡沫，黏度大，過濾困難，使此法應(yīng)用受到限制。本法設(shè)備簡單、操作容易、準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好。所測結(jié)果包括食品中全部的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素，最接近于食品中膳食纖維的真實含量。三、不溶牲膳食纖維的測定(中性洗滌纖維(NDF)的測定)1.原理樣品經(jīng)熱的中性洗滌劑浸煮后，殘渣用熱蒸餾水充分洗滌，除去樣品中游離淀粉、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)，然后加入淀粉酶溶液以分解結(jié)合態(tài)淀粉，再用蒸餾水、丙酮洗滌，以除去殘存的脂肪、色素等，

13、殘渣經(jīng)烘干，即為中性洗滌纖維(不溶性膳食纖維)。 2.適用范圍及特點第五節(jié) 果膠物質(zhì)的測定一、概述1.果膠：由D半乳糖醛酸以1.4鍵結(jié)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。這類物質(zhì)稱為果膠。2.果膠分類(1)原果膠：脂化程度低(50%以下)不溶于水的果膠稱原果膠。(2)果膠脂酸(通常所稱的果膠)：脂化程度高，能溶于水的果膠稱果膠脂酸。(3)果膠酸：果膠脂酸水解脫去甲氧基而成。甲氧基含量1%。(4)按甲氧基含量不同，一般所稱的果膠可分為。 A.高甲氧基果膠：甲氧基7%。 B.低甲氧基果膠：甲氧基7%。3.果膠的性質(zhì)二、果膠含量測定前處理1.醇處理沉淀果膠，破

14、壞果膠酶。2.醚處理洗去共存的脂類，色素等脂溶性物質(zhì)。3.提取(1)水溶性果膠用水提取。(2)總果膠用稀鹽酸提取。4.除淀粉-淀粉酶處理液化淀粉，然后用乙醇沉淀果膠使之分離。三、測定方法 (一)稱量法測定果膠含量1.原理：果膠經(jīng)皂化脫甲氧基，加入Ca+使其成為果膠酸鈣沉淀，經(jīng)洗滌過 濾烘干后稱重可計算出果膠含量。 2.計算 果膠酸0.9233果膠酸鈣 0.9233為換算系數(shù)。(二)咔唑比色法(與糖的比色測定相似)1.原理：果膠與強酸共熱(H2SO4) 生成糠醛類化合物，使用酚類或苯胺類作縮合劑產(chǎn)生有色化合物，具以比色測定。2.用半乳糖醛酸作標(biāo)準(zhǔn)樣品測定。3.計算 果膠%A半乳糖醛酸 A為換算系

15、數(shù)。一般用1.37，相當(dāng)于蘋果的果膠。4.此法特點第六節(jié) 碳水化合物的分離與鑒定 一、氣相色譜法 (一)原理樣品經(jīng)處理后，進行衍生使之生成揮發(fā)性TMS衍生物，然后注入色譜儀器，在一定色譜條件下進行分離，用火焰電離檢測器檢測，得出色譜圖，再與標(biāo)準(zhǔn)樣品的色譜圖比較，根據(jù)峰的保留時間定性，根據(jù)峰面積與內(nèi)標(biāo)物峰面積之比，查標(biāo)準(zhǔn)曲線得出試樣中糖的含量。 (二)適用范圍及特點此法適用于果汁、果醬、餅干、糕點等加工食品以及水果、蔬菜，不適用含乳糖的乳制品 (三)色譜條件色譜柱：3Silicone DCQF1，ChronosorbW(AW，DMOS)6080目。溫度：柱溫，120240；進樣口、檢測器溫度25

16、0；升溫速度，6min。流速：氮氣流量，60mLmin；氫氣50mLmin；空氣1Lmin。 一、氣相色譜法 (四)說明與注意事項(1)脂肪含量高的樣品，應(yīng)先用正己烷脫脂。含脂肪較低的樣品不必脫脂。淀粉含量較高的樣品應(yīng)該用80乙醇提取，一般樣品可用水提取。(2)糖類的異構(gòu)體較多，進行氣相色譜法分析時，各異構(gòu)體被分離，得出各自的峰 (見圖61)，定量時要把這些峰值加起來計算。二、高效液相色譜法(一)原理樣品經(jīng)適當(dāng)?shù)那疤幚砗螅瑢⑻穷惖乃芤鹤⑷敕聪嗷瘜W(xué)鍵合相色譜體系，用乙腈和水作為流動相，糖類分子按其相對分子含量由小到大的順序流出，經(jīng)示差折光檢測器檢測。(二)適用范圍及特點本法廣泛應(yīng)用于食品中糖的

17、測定。由于萃取與提取步驟、色譜條件和檢測類型有著寬廣的范圍，因此，幾乎所有含游離糖的樣品都可以使用這種分析技術(shù)。測定不同的食品時，應(yīng)根據(jù)待測糖的種類，改變流動相乙腈溶液的濃度，采取適當(dāng)?shù)臉悠诽幚矸椒ǖ龋岣叻椒ǖ倪x擇性、靈敏度和準(zhǔn)確度，擴大其適用范圍。(三)色譜條件色譜柱：ixBondapakCarbohydrate(4mmX300mm)；流動相：乙腈+水(80+20)；流速：25mLmin；進樣量：20uL；溫度：室溫。(四)說明與討論(1)本方法可以在15min內(nèi)完成5種糖的分離，精密度和準(zhǔn)確度都很好，變異系數(shù)小于2。(2)lxBondapak Carbohydrate色譜柱的壽命有限，應(yīng)

18、用uxBondapak PorasilB填充的保護柱可延長柱的使用壽命。三、離子色譜法(一)原理 糖是一種多羥基醛或酮的化合物，具有弱酸性，當(dāng)pH在1214時，會發(fā)生解離，所以能被陰離子交換樹脂(HPAC)保留，用pH為12或堿性更大的氫氧化鈉溶液淋洗，可實現(xiàn)糖的分離，再以脈沖安培檢測器(PAD)檢測，以峰保留時間定性，以峰高外標(biāo)法定量。(二)適用范圍及特點本法適用于果汁、蜂蜜、牛乳及其制品、飲料、黃酒、大豆粉等多種食品，具有靈敏度高(檢測下限可達109gkg級)、選擇性好、操作簡單、樣品不必經(jīng)過復(fù)雜的前處理等優(yōu)點。(三)色譜條件色譜柱：HPLCAS6陰離子分離柱，保護柱為HPLCAG6。檢測器：脈沖安培檢測器。(四)說明與