第九章糖类物质的测定

第九章糖类物质的测定 西昌学院轻化工程学院

第一节概述 1、糖类的分类 • 单糖：葡萄糖、果糖等。 • 低聚糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖、麦芽低聚糖、低聚果糖、低聚半乳糖等。 • 多糖：同多糖和杂多糖。

2、如以能否被人类消化利用来分类，则可分为：2、如以能否被人类消化利用来分类，则可分为： • 有效糖类物质（有效碳水化合物）－－葡萄糖、果糖等单糖、普通低聚糖及淀粉等多糖； • 无效糖类物质（无效碳水化合物）－－果胶、半纤维素、纤维素等多聚糖及有些低聚糖，如水苏糖等。

3、食品中糖类物质测定意义 • 食品中主要含量指标； • 标志着食物的热量，提供能量； • 食品中的风味物质（质构、形态、口感、物化性质等）； • 食品工业生产中重要控制参数和指标。

4、食品中糖类物质的测定方法 • 直接法：根据糖类物质的理化性质作为分析原理制定的各种分析方法。 • 间接法：根据已知食品的组成，扣除测定的水分、蛋白质、粗脂肪、总灰分等含量以后，利用差减法计算出来的，通常以无氮抽提物或总碳水化合物来表示。

物理法：相对密度法、旋光法、折光法 • 化学法：还原糖法、碘量法、比色法 • 色谱法：纸层析、薄层层析、GC、HPLC • 酶法：利用酶的专一性 • 发酵法：测不可发酵糖 • 重量法：测果胶、纤维素、膳食纤维素

第二节可溶性糖类的测定 一、可溶性糖的提取和澄清（一）提取 • 目的：将被测组分（可溶性糖）提取完全，非糖成分（干扰组分）尽量排除。 • 常用提取剂：水（40-50℃）、70%-75%乙醇溶液

主要考虑： • 提取液含糖量最好控制在0.05—0.35g/100g左右； • 含脂肪样品，如乳酪、巧克力、蛋黄酱、调味品等，需先经脱脂后再用水提取； • 含有大量淀粉及糊精的食品，宜用70%—75%乙醇溶液提取； • 鲜活产品，如谷物、薯类、果蔬等，应避免提取过程中淀粉酶的水解（先经灭酶）； • 含酒精和二氧化碳的样品，先除去酒精和二氧化碳后再处理。 • 提取过程如用水提取，还要加入HgCl2, 防低聚糖被酶水解。

（二）澄清 • 目的：除去提取液中存在的干扰物质，使提取液清亮透明，达到准确的测量糖类。 • 可能存在的干扰物：色素、蛋白质、单宁质、有机酸、氨基酸、果胶质、可溶性淀粉等。

1、糖类澄清剂的要求： • 能较完全地除去干扰物质； • 不吸附或沉淀被测糖分，也不改变被测糖分的理化性质； • 过剩的澄清剂应不干扰后面的分析操作，或易于除掉。

2、常用的澄清剂 • 中性乙酸铅 • 乙酸锌-亚铁氰化钾溶液 • 硫酸铜-氢氧化钠溶液 • 碱性乙酸铅 • 氢氧化铝溶液（铝乳） • 活性炭

3、澄清剂的用量： • 用量适当,用量太少，杂质除去不完全；用量太多可能造成较大误差。 • 一般先向样液中加入1～3 ml 澄清剂，充分混合后静置。 • 用醋酸铅作澄清剂时要除铅。但除铅剂在保证使铅完全沉淀的前提下尽量少用。

二、还原糖的测定 （一）直接滴定法（GB法） 1、原理：葡萄糖（样品溶液,约0.1%浓度）+碱性铜试剂→产物 2、方法：2min内加热至沸腾，在1min内，以1滴/2s的速度滴至终点。 3、指示剂：次甲基蓝（分子式见书P115）氧化态（蓝色）→ 还原态（无色） ←

4、计算： 还原糖含量（以葡萄糖计)= 式中：m1—10ml碱性酒石酸钾钠铜溶液相当的葡萄糖质量(由标定时求出，mg）； m2—样品质量（g）； V0—样品溶液总体积，ml； V—测定时平均消耗样品溶液的体积，ml。

5、说明与讨论 • 碱性酒石酸铜甲液和乙液应分别贮存，用时才混合; • 不能使用硫酸铜-氢氧化钠作为澄清剂 • 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了少量亚铁氰化钾 • 本法以测定过程中的Cu2＋量为计算依据，因此，在样品处理时，不能用硫酸铜和氢氧化钠溶液作为澄清剂 • 滴定必须在沸腾条件下进行 • 样品溶液必须进行预测

（二）高锰酸钾法 1、原理：还原糖在碱性溶液中使铜盐还原成氧化亚铜，在酸性条件下，氧化亚铜能使硫酸铁还原为硫酸亚铁，再用KMNO4溶液滴定硫酸亚铁，即可标出还原糖的量。 • 还原糖+碱性铜试剂（斐林试剂）→ Cu2O(沉淀) →过滤（古氏坩埚）→ 洗涤（热水，60℃）→ 溶解（酸性硫酸铁溶液）→Fe2+（与Cu2+等当量）（用KMnO4标准溶液滴定生成的Fe2+，根据消耗的ml数，计算Cu2O量）

反应式： Cu2O+ Fe2(SO4)3+H2SO4=2CuSO4+2FeSO4+H2O 10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3+2MnSO4+K2SO4+8H2O 根据以上反应式，1mol Cu2+生成molFe2+,10molFe2+消耗 2molKMnO4,故1molCu2+相当于1/5molKMnO4。

2、测定方法 • 取50ml处理的样液→于400ml烧杯→加A、B液各25ml→加热在4min左右沸腾→再煮2min→趁热抽滤→用60℃水洗烧杯和沉淀→直到洗液不成碱性→将抽滤的纸（或者石棉）及Cu2O→转入原来烧杯→用25ml硫酸铁溶液冲洗抽滤瓶→使冲洗液全部洗入原烧杯中→加水25ml→使Cu2O溶解→用0.1N KMnO4标液滴定至微红色.

3、结果计算：计算还原糖时，先计算出生成的Cu2O量，再根据糖量表（附表11，也称为门森-瓦尔格糖量表），查出相应的还原糖量。还原糖（%）

4、注意事项 • 本法所用的碱性酒石酸铜溶液配制方法与直接滴定法不同； • 样品处理时，不能用乙酸锌和亚铁氰化钾作为澄清剂； • 测定时必须按规定的操作条件进行，必须控制好热源强度，保证在4分钟内加热至沸腾；

三、蔗糖的测定———盐酸水解法 1、原理：样品除蛋白质后，其中的蔗糖经盐酸水解转化为还原糖，用还原糖的测定方法，确定样品中蔗糖的含量。蔗糖含量＝（x2-x1）×0.95

2、操作方法 • 吸还原糖样品处理稀释液50mL→于100ML容量瓶→加→于68-70℃水浴上15分→冷却→加甲基红2滴→中和→定容→取此溶液按还原糖的测定方法测定。

3、注意事项 • 严格控制水解条件 • 用测定还原糖法来测定蔗糖时，为了减少误差，测得的还原糖应以转化糖表示。

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。 • 总糖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。 • 总糖的测定是以还原糖的测定为基础。 • 常用方法有直接滴定法，蒽酮比色法，以转化糖计。

（一）直接滴定法 1、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，再按下式计算总糖的含量。

2、测定 • 取样液50ml于100ml容量瓶中→加入5ml 6mol/L 盐酸 →68-70 ℃水浴中加热15分钟→冷却加入2滴甲基红→用20%NaOH溶液调至中性→加水至刻度定容→用其滴定斐林试剂(同还原糖的测定)

3、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。

（二）蒽铜的比色法 1、原理： • 糖与硫酸反应脱水生成羟甲基呋喃甲醛，生产物再与蒽铜缩合成兰绿色化合物，其颜色深浅与溶液中糖的浓度成正比，可比色定量。

2、操作方法 • 样品测定: • 吸取样品液1ml（含糖量20－80mg/L） • 系列标准溶液 →于比色管中 • 蒸馏水1mL（作参照） →加5ml蒽铜试剂→摇匀→盖塞→沸水浴加热10分钟→冷却→在620nm处比色 • 标准曲线绘制 • 总糖含量（以葡萄糖计）＝ρ×稀释倍数×10－4（％）

3、注意事项 • 蒽酮试剂应试验当天配制 • 样液必须清澈透明，加热后不应有蛋白质沉淀 • 样品颜色较深时，可用活性炭脱色后再进行测定 • 此法与所用的硫酸浓度和加热时间有关

五、可溶性糖类的分离与定量 • 主要方法： • 纸色谱法——分离效果差，操作时间长。 • GC法——糖不易挥发。 • 薄层色谱法（TLC）——问题同纸色谱法。 • HPLC法特别是离子色谱法（IC法）——用高性能阴离子交换柱。

第三节淀粉的测定 • 淀粉的单体成分为葡萄糖，聚合度为100-3000。按聚合形式可分为直链淀粉和支链淀粉。一般淀粉均含有这两种淀粉，但糯大米、糯玉米、糯高梁几乎100%为支链淀粉。这两种淀粉的比例不同，改变了淀粉或作用的食用品质。

淀粉具有晶体结构，不同来源的淀粉，其形状和大小各不相同。淀粉具有晶体结构，不同来源的淀粉，其形状和大小各不相同。 • 水溶性：直链淀粉不溶于冷水，可溶于热水，支链淀粉常压下不溶于水，只有在加热并加压时才能溶解于水。 • 醇溶性：淀粉不溶于30%以上浓度的乙醇溶液。 • 旋光性：淀粉水溶液具有旋光性，比旋光度为+201.5。—+205。。 • 水解性：淀粉可在酸或酶的作用下水解，最终产物是葡萄糖。 • 与碘有呈色反应（是碘量法的专属指示剂）

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，按还原糖法得出葡萄糖总量后，乘以系数162/180=0.9后，即为淀粉含量。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，按还原糖法得出葡萄糖总量后，乘以系数162/180=0.9后，即为淀粉含量。（C6H1005）n+nH2O=nC6H12O6 162 180 • 本法适用于淀粉含量较高，半纤维素、果胶、多缩戊糖等其他多糖成分较少的样品。因为后者在酸性条件下也可被水解生成木糖，戊糖等还原糖，造成结果偏高。一、酸水解法（通常用盐酸水解（GB/T5009.9））

淀粉水解：准确称取0.5g样品置入250mL三角瓶中，加50mL 1＋4盐酸溶液，瓶口接上回流冷凝管或长玻璃管，于沸水浴中回流水解半小时，取出，迅速冷却，并用20％氢氧化钠溶液中和至中性或微酸性。脱脂棉过滤，滤液用250ml容量瓶接收。用水充分洗涤残渣，然后用水定容至刻度，摇匀，为供试糖液。

酸解液化糖化淀粉酶水解含淀粉样品葡萄糖糊精、麦芽糖有选择性二、酶水解法 • 如含有上述非淀粉成分物质较多的麸皮、米糠、粗淀粉应选用酶水解法：样品经除去脂肪和可溶性糖类后，在淀粉酶的作用下，淀粉水解为麦芽糖和低分子量的糊精（水溶性），过滤后，再用盐酸进一步水解成葡萄糖，然后用还原糖法测定。

适用范围及特点： • 因为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。

说明与讨论： • 酶水解开始要使淀粉糊化 • 将烧杯置沸水浴上加热15分钟，冷至60℃以下，然后再加入20mL淀粉酶溶液，在55—60℃保温1小时，并不时搅拌。 • 取1滴此液于白色点滴板上，加1滴碘液应不呈蓝色，若呈蓝色，再加热糊化，冷却至60℃以下，再加20mL淀粉酶溶液，继续保温，直至酶解液加碘液后不呈蓝色为止，加热至沸使酶失活，冷却后移入250mL容量瓶中，加水定容。混匀后过滤，弃去初滤液，收集滤液备用。

三、其他方法 • 旋光法：普通淀粉的比旋光度常用203计，豆类淀粉200。 • 称量法：把样品与氢氧化钾酒精溶液共热，使蛋白质、脂肪溶解，而淀粉、粗纤维不溶。过滤后，用氢氧化钾溶液溶解淀粉，使之与粗纤维分离。然后用酸性乙酸（用乙酸酸化）使淀粉重新沉淀，过滤、洗涤（乙醇）、干燥（105℃），扣除灰分后即为淀粉含量。 • 此法常用于午餐肉，红肠等食品中淀粉含量的测定。 • 其他（加压硫酸水解法，酶—比色法、蒽酮比色法等）

四、淀粉其他性质的测定 1、直链淀粉含量比例的测定 • 原理：直链淀粉与碘溶液形成深蓝色复合物，支链淀粉则生成棕红色复合物，在淀粉总量一定，改变直链—支链淀粉的比例，可制成一毓由深蓝到紫红的不同色阶，在620nm测吸光度制作标准曲线，可得出样品中直链淀粉的质量分数。见教材P142或GB/T15684。

2、淀粉α化度的测定 • 淀粉的α化度也叫糊化程度，即食植物性食品（方便面）有此指标。 • α化的淀糊（已糊化淀粉）可被淀粉酶水解生成还原糖，而生淀粉（未糊化）不被淀粉酶作用（不能生成还原糖），可被过滤除去。由二者之差，可计算出淀粉的α化程度。

第四节粗纤维的测定 • 食品中的粗纤维在化学上不是单一组分的物质，包括有纤维素、半纤维素、木质素等多种组分的混合物，常指不被稀酸、稀碱所溶解的一类物质。 • 膳食纤维：指不被人的消化系统所消化、分解、吸收的一类物质，包括纤维素、半纤维素、木质素、戊聚糖、果胶、树胶等。 • 纤维或膳食纤维有生理功能，所以引起人们的重视。

一、粗纤维的测定 • 定义：用热的稀酸、稀碱依次处理，除去蛋白质、脂肪，再用乙醇或乙醚除去单宁、色素及脂肪，扣除灰分，即为粗纤维。 • 方法：物理处理过程，称量测定（纤维素测定仪）。

(一）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 • 该法操作简便、迅速，适用于各类食品，是应用最广泛的经典分析法。目前，我国的食品成分表中“纤维”一项的数据都是用此法测定的，但该法测定结果粗糙，重现性差。由于酸碱处理时纤维成分会发生不同程度的降解，使测得值与纤维的实际含量差别很大，这是此法的最大缺点。

3、操作步骤： • 称样2-5g（鲜样20-30g）→用乙醚提脂肪后（无脂肪可省略）→转入500ml锥型瓶→加煮沸的200ml→连接回流冷凝后→加热煮沸→保持30mim→30min后取下→立即用布氏漏斗过滤→用沸水洗至不显酸性（用甲基红检查）。

用煮沸的0.3N NaOH200ml冲洗滤布上的残物于烧杯中→（连接回流冷凝管）→微沸30分钟→取出过滤→沸水洗2-3次→洗到酚酞指示剂不呈碱性反应为止→用蒸馏水把滤布上的残存物洗入100ml烧杯内→倒入有石棉的古氏坩埚内→抽去水份→用10-20mlC2H5OH洗一次→抽干（或用乙醚洗几次）→将坩埚与内容物→于105℃烘干箱烘2-4h→移入干燥器30min→称重（恒重）→于700℃灼烧1hr→使残留物全部灰化→干燥冷却→称重（损失重量即为粗纤维的含量）。

4、计算 • 粗纤维%=(a-b)×100/W • a：在105℃下经干燥后称得的恒重（g） • b：灼烧后称得的重量（g） • w：样品重量（g） • 用这种方法测出不完全是粗纤维，还有部分半粗纤维素，戊乳粉及含氮物质。

（二）纤维素测定仪法 纤维素测定仪

第九章 糖类物质的测定