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07 第七章 食品中糖类的测定.ppt

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本课件讲解食品中糖类的测定,重点展开还原糖测定的高锰酸钾滴定法与直接滴定法,包括碱性酒石酸铜甲、乙液配制、氧化亚铜生成与测定、标定预测与终点判断,并介绍非还原糖与总糖计算、淀粉的三种测定方法及粗纤维与果胶测定原理。

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糖类概述页,涵盖糖类的分类性质、在食品中的含量与测定方法三个知识点
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第1页:糖类的测定学习目标

食品中糖类的测定——学习目标

  • 了解糖类的种类及性质
  • 掌握还原糖的测定方法及原理
  • 了解淀粉的测定过程
  • 了解纤维及果胶的性质及测定方法

第2页:糖类的测定内容

食品中糖类的测定内容

  • 一、概述
  • 二、可溶性糖类的测定
  • 三、淀粉的测定
  • 四、纤维及果胶的测定

第3页:糖类的概述

一、概述

  • 糖类的分类及性质
  • 糖类在食品中的含量
  • 糖类的测定方法

第4页:可溶性糖类的测定概述

二、食品中的可溶性糖的测定

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。一般须将样品磨碎、浸渍成溶液(提取液),经过滤后再测定。

第5页:高锰酸钾法测定还原糖流程

还原糖的测定——高锰酸钾法(费林试液法)

还原糖 + Cu²⁺ → Cu₂O↓;Cu₂O + Fe³⁺ + H⁺ → Cu²⁺ + Fe²⁺;Fe²⁺ + KMnO₄ → Fe³⁺ + Mn²⁺

过程:提取液的制备 → 氧化 → 过滤 → 溶解 → 滴定 → 空白试验 → 计算(由 Cu₂O 量查表 → 还原糖量)。

第6页:高锰酸钾滴定法原理

高锰酸钾滴定法

原理
将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。

第7页:碱性酒石酸铜甲液与乙液

试剂配制

高锰酸钾法碱性酒石酸铜溶液配制
试剂配制方法
碱性酒石酸铜甲液称取 34.639 g 硫酸铜(CuSO₄·5H₂O),加适量水溶解,加入 0.5 mL 盐酸,加水稀释至 500 mL,用精制石棉过滤
碱性酒石酸铜乙液称取 173 g 酒石酸钾钠与 50 g 氢氧化钠,加适量水溶解并稀释至 500 mL,用精制石棉过滤,贮存于橡胶塞玻璃瓶内

第8页:精制石棉的制备

精制石棉:取石棉先用 3 mol/L 盐酸浸泡 2~3 h,用水洗净,再用 100 g/L 氢氧化钠浸泡 2~3 h,倾去溶液,再用碱性酒石酸铜乙液浸泡数小时,用水洗净,再用 3 mol/L 盐酸浸泡数小时,用水洗至不呈酸性,加水振荡使之成为微细的浆状软纤维,用水浸泡并贮存于玻璃瓶中,即可用于填充古氏坩埚。

第9页:高锰酸钾法的其他试剂

高锰酸钾法其他试剂规格
试剂规格与配制
高锰酸钾标准溶液0.1 mol/L
氢氧化钠溶液1 mol/L
酸性硫酸铁溶液称取 50 g 硫酸铁,加入 200 mL 水溶解后,慢慢加入 100 mL 硫酸,冷却后加水稀释至 1000 mL
盐酸3 mol/L

第10页:高锰酸钾法的仪器

仪器

  • 25 mL 古氏坩埚或 G4 垂融坩埚
  • 真空泵或水泵

第11页:循环水式多用真空泵

循环水式多用真空泵:本页展示用于古氏坩埚抽滤氧化亚铜沉淀的循环水式多用真空泵设备。

第12页:高锰酸钾法操作方法

操作方法

  • 样品处理
  • 测定

第13页:高锰酸钾法测定操作

测定:吸取 50 mL 处理后的样品溶液于 400 mL 烧杯内,加入碱性酒石酸铜甲液、乙液各 25 mL。于烧杯上盖一表面皿,加热,控制在 4 min 内沸腾,再准确加热 2 min,趁热用铺好石棉的古氏坩埚或 G4 垂融坩埚抽滤,并用 60 ℃ 热水洗涤烧杯及沉淀,至洗液不呈碱性为止。

第14页:氧化亚铜的溶解与滴定

将古氏坩埚或垂融坩埚放回原 400 mL 烧杯中,加 25 mL 酸性硫酸铁溶液及 25 mL 水,用玻棒搅拌使氧化亚铜完全溶解,用 0.1000 mol/L(1/5 KMnO₄)溶液滴定至微红色为终点。吸取 50 mL 水代替样品溶液,在同样条件下做空白试验。

第15页:高锰酸钾法结果计算

计算

氧化亚铜质量 M₁ =(V - V₀)× C × 71.54

还原糖含量 X = M₁ /(m × v/250)× 100

源文本该页计算式排版残缺、符号断行,此处按高锰酸钾法通用表达整理:V 为滴定样品消耗高锰酸钾体积(mL),V₀ 为空白体积(mL),C 为高锰酸钾浓度(mol/L),71.54 为 Cu₂O 的摩尔质量换算系数,v 为测定所取滤液体积(mL),m 为样品质量(g),请以现行标准核对。

第16页:非还原糖与总糖

非还原糖的测定:非还原糖 → 水解为还原糖 → 按还原糖方法测定(Cu₂O 量查表)→ 折算为非还原糖量。

总糖 = 还原糖量 + 非还原糖量。

第17页:直接滴定法原理

直接滴定法

原理
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钠反应,生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物。

第18页:直接滴定法的滴定终点

在加热条件下,以次甲基蓝作为指示剂,用标液滴定,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出还原糖含量。

第19页:直接滴定法的试剂

直接滴定法碱性酒石酸铜溶液配制
试剂配制方法
碱性酒石酸铜甲液称取 15 g 硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)及 0.05 g 次甲基蓝,溶于水中并稀释至 1000 mL
碱性酒石酸铜乙液称取 50 g 酒石酸钾钠及 75 g 氢氧化钠,溶于水中,再加入 4 g 亚铁氰化钾,完全溶解后用水稀释至 1000 mL,贮存于橡皮塞玻璃瓶中

第20页:直接滴定法的其他试剂

直接滴定法其他试剂配制
试剂配制方法
乙酸锌溶液称取 21.9 g 乙酸锌,加 3 mL 冰醋酸,加水溶解并稀释至 100 mL
亚铁氰化钾溶液106 g/L,称取 10.6 g 亚铁氰化钾溶于水中并稀释至 100 mL
盐酸—
葡萄糖标准溶液准确称取 1.000 g 经 98~100 ℃ 干燥至恒重的纯葡萄糖,加水溶解后加入 5 mL 盐酸,用水稀释至 1000 mL,此溶液每毫升相当于 1 mg 葡萄糖

第21页:直接滴定法的测定方法

测定方法

  • 样品处理
  • 碱性酒石酸铜溶液的标定

第22页: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 5.0 mL,置于 250 mL 锥形瓶中,加水 10 mL,加入玻璃珠 2 粒。从滴定管中加约 9 mL 葡萄糖标准溶液,加热使其在 2 min 内沸腾,趁热以每 2 s 1 滴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,平行操作三次取其平均值。

第23页:样品溶液的测定

准确吸取碱性酒石酸铜甲液和乙液各 5.0 mL,置于 250 mL 锥形瓶中,加水 10 mL,加入玻璃珠 2 粒,从滴定管滴加比预测体积少 1 mL 的样品溶液,加热使其在 2 min 内沸腾,趁热继续以每 2 s 1 滴的速度滴定,直至蓝色刚好退去为终点。记录消耗样液的体积,同法平行操作三次,取其平均值。

第24页:直接滴定法结果计算

结果计算

F = ρ × V

F
10 mL 碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量,mg
ρ
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总体积,mL

也可不标定,直接查表求 ρ 值。

第25页:滴定终点的注意事项

注意:滴定结束,锥形瓶离开热源后,由于空气中氧的氧化,使溶液又重新变蓝,此时不应再滴定。

第26页:样品溶液预测的目的

样品溶液必须进行预测

  • 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,浓度过大或过小应加以调整,使预测时消耗样液量在 10 mL 左右。
  • 通过预测可知道样液大概消耗量,便于正式测定时预先加入比实际用量少 1 mL 左右的样液,只留下 1 mL 左右样液在继续滴定时加入,以保证在规定时间内完成滴定,提高准确度。

第27页:亚铁氰化钾的作用

说明

  • 为消除氧化亚铜沉淀对滴定终点观察的干扰,在碱性酒石酸铜乙液中加入少量亚铁氰化钾,使之与 Cu₂O 生成可溶性的无色络合物,而不再析出红色沉淀:Cu₂O↓ + K₄Fe(CN)₆ + H₂O → K₂Cu₂Fe(CN)₆ + 2KOH
  • 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。

第28页:滴定须在沸腾条件下进行

滴定必须在沸腾条件下进行

  • 一是可以加快还原糖与 Cu²⁺ 的反应速度;
  • 二是次甲基蓝变色反应可逆,还原型次甲基蓝遇空气中氧又会被氧化为氧化型;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。

第29页:测定条件的影响

测定条件的影响:反应液碱度、热源强度、加热时间、滴定速度、反应进行的程度等均会对测定结果造成影响,因此应严格按照规定的条件操作。

第30页:直接滴定法的适用范围与特点

适用范围及特点:本法又称快速法,是在蓝—爱农容量法基础上发展起来的,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。

测定酱油、深色果汁等样品时,因色素干扰,滴定终点常常模糊不清,影响准确性。本法是国家标准分析方法。

第31页:淀粉测定的方法

三、淀粉测定:淀粉的测定方法有多种,都是根据淀粉的理化性质而建立的。常用的方法有酸水解法、酶水解法、旋光法。

第32页:淀粉测定的基本思路

淀粉测定:淀粉 → 水解为还原糖(酶水解或酸水解)→ 按还原糖方法测定 → 还原糖折算成淀粉含量。

第33页:酸水解法原理

酸水解法

原理
样品经乙醚除去脂肪,乙醇除去可溶性糖类后,用盐酸水解淀粉为葡萄糖,按还原糖测定方法测定还原糖含量,再折算为淀粉含量。

第34页:酸水解法的适用范围

适用范围及特点:此法适用于淀粉含量较高,而半纤维素等其他多糖含量较少的样品。该法操作简单、应用广泛,但选择性和准确性不及酶法。

第35页:酶水解法流程

酶水解法:酶解 → 酸解 → 测定还原糖(与酸水解比较时间短)。

第36页:酶水解法的适用范围

适用范围:淀粉酶有严格的选择性,只水解淀粉而不会水解其他多糖,水解后通过过滤可除去其他多糖。所以该法不受半纤维素、多缩戊糖、果胶质等多糖的干扰,适合于这类多糖含量高的样品,分析结果准确可靠,但操作复杂费时。

第37页:旋光法测定淀粉

旋光法

原理
淀粉具有旋光性,在一定条件下旋光度的大小与淀粉的浓度成正比。用氯化钙溶液提取淀粉,使之与其他成分分离,用氯化锡沉淀提取液中的蛋白质后,测定旋光度,即可计算出淀粉含量。

第38页:旋光法的适用范围

适用范围及特点:本法适用于淀粉含量较高,而可溶性糖类含量很少的谷类样品,如面粉、米粉等。操作简便、快速。

第39页:粗纤维的概念

四、纤维及果胶的测定

粗纤维
主要成分是纤维素、半纤维素、木质素及少量含氮物,集中存在于谷类的麸、糠、秸秆、果蔬的表皮等处,对稀酸、稀碱难溶,为人体不能消化利用的部分。

第40页:粗纤维的测定原理

粗纤维测定原理: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。

第41页:膳食纤维

膳食纤维(食物纤维)
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。

课件此处主要说明膳食纤维的生理作用,未展开其测定方法。

第42页:果胶物质及其测定

果胶物质
由半乳糖醛酸、乳糖、阿拉伯糖、葡萄糖醛酸等组成的高分子聚合物,是一种植物胶,平均分子量达 5~30 万,存在于果蔬类植物组织中,是构成植物细胞的主要成分之一。

果胶的测定方法:称量法、咔唑比色法、果胶酸钙滴定法、蒸馏滴定法。

第43页:本章小结

本章小结

  • 重点掌握还原糖的测定方法及原理(高锰酸钾法、直接滴定法)
  • 了解淀粉的测定过程(酶水解法、酸水解法)
  • 作业
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