掌握容量分析法的要點

一、

糕點、糖果中還原糖的測定

1、高錳酸鉀法

該法是國家標準分析方法，它適用于各類食品中還原糖的測定，對于深色樣液也同樣適用。這種方法的主要特點是準確度高，重現(xiàn)性好，這兩方面都優(yōu)于直接滴定法。但操作復雜、費時，需查特制的高錳酸鉀法糖類檢索表(見附錄)

1)原理：將還原糖與過量的堿性酒石酸銅溶液反應，還原糖使二價銅還原為氧化亞銅。經(jīng)過濾取得氧化亞銅，用Fe2(SO4)3溶液將其氧化溶解，而三價鐵鹽被還原為亞鐵鹽，再用高錳酸鉀標準液滴定所產(chǎn)生的亞鐵鹽。根據(jù)高錳酸鉀標準溶液的消耗量計算氧化亞銅的質(zhì)量，從附錄中查得與氧化亞銅量相當?shù)倪€原糖量，再計算樣品中的還原糖含量。
2)試劑：堿性酒石酸銅甲液：稱取35.639g硫酸銅(CuSO4·5H2O)，加適量水溶解，加0.5ml濃H2SO4，再加水稀釋至500ml，用精制石棉過濾；堿性酒石酸銅乙液：稱取173g酒石酸鉀鈉及50gNaOH，加適量水溶解，并稀釋至500ml，用精制石棉過濾，貯存于橡膠塞玻璃瓶內(nèi)；精制石棉：先將石棉用3mol/LHCl浸泡2～3h，用水洗凈;再用100g/LNaOH溶液浸泡2～3h，傾去溶液，之后用堿性酒石酸銅乙液浸泡數(shù)小時，用水洗凈;再以3mol/LHCl浸泡數(shù)小時，以水洗至不呈酸性。然后加水振搖，使其成微細的漿狀軟纖維，用水浸泡并貯存于玻璃瓶中，即可用作填充古氏坩堝用；0.02mol/L高錳酸鉀標準溶液：稱取3.3g高錳酸鉀溶于1050ml水中，緩緩煮沸20～30min，冷卻后置于暗處密閉保存數(shù)日，用垂融漏斗過濾，保存于棕色瓶中。用基準草酸鈉標定其準確濃度；1mol/LNaOH溶液：稱取4gNaOH，加水溶解并稀釋至100ml；Fe2(SO4)3溶液：稱取50g Fe2(SO4)3，加入200ml水溶解后，慢慢加入100ml H2SO4，冷卻后加水稀釋至1000ml；3mol/LHCl:量取30ml濃HCl，加水稀釋至120ml

3)儀器：25ml古氏坩堝或G4垂融坩堝；真空泵或水力真空管

4)測定方法

①樣品處理

A、乳及乳制品、含蛋白質(zhì)的冷食類：稱取約2～5g固體樣品(25～50ml液體樣品)置于250ml容量瓶中，加50ml水，搖勻后加10ml堿性酒石酸銅甲液及4ml1mol/LNaOH溶液至刻度，混勻，靜置30min，用干燥濾紙過濾，棄去初濾液，濾液供測定用。

B、酒精性飲料：吸取100ml樣品，置于蒸發(fā)皿中，用1mol/LNaOH溶液中和至中性，蒸發(fā)至原體積的1/4后，移入250ml容量瓶中。加50ml水，混勻。以下按A項“加10ml堿性酒石酸銅甲液”起，依同樣方法操作。

C、含淀粉較多的食品：稱取10～20g樣品，置于250ml容量瓶中，加200ml水，在45℃水浴中加熱1h，并時時振搖，冷卻后加水至刻度，混勻，靜置。吸取20ml上清液置于另一250ml容量瓶中。以下按A項“加10ml堿性酒石酸銅甲液”起，依同樣方法操作。

D、汽水等含CO2的飲料：吸取100ml樣品置于蒸發(fā)皿中，在水浴上除去CO2后，移入250ml容量瓶中，并用水洗滌蒸發(fā)皿，洗液并入容量瓶中，再加水至刻度，混勻后備用。

②測定：吸取50ml處理后的樣品溶液置于400ml燒杯內(nèi)，加25ml堿性酒石酸銅甲液及25ml乙液，蓋上表面皿，置電爐上加熱，使在4min內(nèi)沸騰，再準確沸騰2min，趁熱用G4垂融坩堝或鋪好石棉的古氏坩堝抽濾，并用60℃熱水洗滌燒杯及沉淀，至洗液不呈堿性為止。將古氏坩堝或G4垂融坩堝放回400ml燒杯中，加25ml Fe2(SO4)3溶液及25ml水，用玻璃棒攪拌至氧化亞銅*溶解，以0.02mol/LKMnO4標準溶液滴定至微紅色為終點。同時吸取50ml水，加入與測樣品時相同量的堿性酒石酸甲液、乙液、Fe2(SO4)3溶液及水，按同一方法做試劑空白試驗。

5)結(jié)果計算

①根據(jù)滴定所消耗KMnO4標準溶液的體積，計算相當于樣品中還原糖的氧化亞銅的質(zhì)量，即

m=(v-v0)×c×143.08×5/2=(v-v0)×c×357.7式中 m——氧化亞銅的質(zhì)量(mg)　v——測定用樣品液所消耗KMnO4標準溶液的體積 (ml)　v0——試劑空白試驗消耗KMnO4標準溶液的體積 (ml)　c——KMnO4標準溶液的濃度(mol/l)　143.08——氧化亞銅的摩爾質(zhì)量(mg/m mol)

②根據(jù)上式計算所得氧化亞銅的質(zhì)量查附錄得出相當?shù)倪€原糖的質(zhì)量，再按下式計算樣品中還原糖的含量，即w(還原糖)=m1×100/〔(1000×m×v2/v1)〕=m1×v1/(10×m×v2)　式中： w(還原糖)——還原糖的質(zhì)量分數(shù)(%)　m——樣品的質(zhì)量 (g)　m1——查表得出的相當還原糖的質(zhì)量 (mg)　v1——樣品處理液的總體積(ml)　　v2——測定用樣品處理溶液的體積 (ml)

6)說明

①必須注意反應條件的控制，加入堿性酒石酸銅甲、乙液后必須控制在4min內(nèi)沸騰，維持沸騰2min，時間要準確，否則會引起較大誤差，重現(xiàn)性不好。

②煮沸過程中若發(fā)現(xiàn)溶液藍色消失，說明糖度過高，需減少樣品處理液的用量，重新操作，而不應增加堿性酒石酸銅溶液的用量。

③抽濾過程中應防止氧化亞銅沉淀暴露于空氣中，需使沉淀始終在液面下避免氧化。

④樣品處理中利用CuSO4在堿性條件下作為澄清劑，除去蛋白質(zhì)等成分。

2、直接滴定法

1)原理：樣品經(jīng)除去蛋白質(zhì)后，在加熱條件下，直接滴定經(jīng)標定的堿性酒石酸銅溶液，還原糖將二價銅還原為氧化亞銅。以亞甲基藍為指示劑，在終點稍過量的還原糖將藍色的氧化型亞甲基藍還原為無色的還原型亞甲基藍，根據(jù)試樣所消耗的體積計算還原糖的含量。

直接滴定法已經(jīng)過多次改進，只要嚴格遵守實驗條件，分析結(jié)果的準確度和重現(xiàn)性是能夠滿足定量分析的要求。

2)試劑

①費林氏劑甲液：稱取15g硫酸銅(CuSO4·5H2O)及0.05g四甲基藍，溶于水中并稀釋至1000ml

②費林氏劑乙液：稱取50g酒石酸鉀鈉及75gNaOH，溶于水中，再加入4g亞鐵氰化-鉀，*溶解后，用水稀釋至1000ml，貯存于橡膠塞玻璃瓶內(nèi)。

③乙酸鋅溶液：稱取乙酸鋅結(jié)晶21.9g，加3ml冰醋酸，加水溶解至100ml

④106g/l亞鐵氰化-鉀溶液

⑤葡萄糖標準溶液：準確稱取1.0000g經(jīng)過96±2℃干燥2h的純葡萄糖，加水溶解后加入5mlHCl,并以水稀釋至1000ml。此溶液每1ml相當于1.0mg葡萄糖。

3)操作方法

①樣品處理：準確稱取樣品(粉碎后的)2.5~5.0g置于250ml容量瓶中，加水50ml，搖勻后慢慢加入5ml乙酸鋅溶液，混勻后再慢慢加入5ml亞鐵氰-化鉀溶液，振搖，加水定容并搖勻后靜置30min，用干濾紙過濾，棄去初始濾液，過濾液備用。

②標定堿性酒石酸銅溶液：吸取5.00ml堿性酒石酸銅甲液及5.00ml堿性酒石酸銅乙液，置于250ml錐形瓶中，加水10ml，加入玻璃珠3粒，從滴定管加約9ml標準葡萄糖液，使其在2min內(nèi)加熱至沸。趁熱以0.5滴/s的速度繼續(xù)滴加糖液，直至溶液顏色剛好褪去為終點，記錄消耗葡萄糖液的體積。平行操作3次，得m平均消耗葡萄糖液的體積。

計算每10ml(甲、乙各5ml)堿性酒石酸銅溶液相當于葡萄糖的質(zhì)量(mg)，即

m=v×c

式中 m——10ml堿性酒石酸銅溶液相當于葡萄糖的質(zhì)量(mg)

v——標定時消耗葡萄糖標準溶液的總體積

c——葡萄糖標準溶液的濃度(mg/ml)

③樣品溶液的預測定：吸取費林氏甲、乙液各5ml，置于150ml三角瓶中，加水10ml、玻璃珠2粒，控制在2min內(nèi)加熱至沸，趁沸以先快后慢的速度，從滴定管中加樣液，趁沸以0.5滴/s的速度繼續(xù)滴定至藍色剛好褪去為終點，記錄消耗樣液的體積。

④樣品溶液的測定：吸取費林氏甲、乙液各5ml，置于150ml三角瓶中，加水10ml、玻璃珠2粒，從滴定管中加入比預測定體積少1ml的樣液，使其在2min內(nèi)加熱至沸，趁沸以0.5滴/s的速度繼續(xù)滴定至藍色剛好褪去為終點，記錄消耗樣液的體積。同法平行操作3次，得出平均消耗樣液的體積。

4)結(jié)果計算

w(還原糖)=m1×100×250/(m×v×1000)=25×m1/(m×v)

式中： w(還原糖)——還原糖的質(zhì)量分數(shù)(%)

m——樣品的質(zhì)量 (g)

v——測定時平均消耗樣品溶液的體積 (ml)

m1——10ml堿性酒石酸銅溶液相當于葡萄糖的質(zhì)量 (mg)

250——樣品溶液的總體積 (ml)

5)說明

①醋酸鋅及亞鐵氰化-鉀作為蛋白沉淀劑;堿性酒石酸銅甲、乙液應分別配制，分別儲存，不能事先混合儲存。

②測定中的滴定速度、加熱時間及熱源穩(wěn)定程度、錐形瓶壁厚度對測定精密度影響很大，在預測及正式測定過程中試樣條件應力求一致。平行測定的樣品溶液所消耗體積相差應不超過0.1ml

③整個滴定過程應保持在微沸狀態(tài)下進行，繼續(xù)滴定終點的體積應控制在0.5~1ml之內(nèi)，否則應重做。

④樣品中還原糖的質(zhì)量分數(shù)不宜過高或過低，需根據(jù)預測加以調(diào)節(jié)，以0.1%為宜。

⑤滴定至終點，指示劑被還原糖所還原，藍色消失，呈淡黃色，稍放置，接觸空氣中的氧，指示劑被氧化，會重新變成藍色，此時不應再滴定

⑥配制標準液的葡萄糖應先在50～60℃下干燥30min然后置于98～100℃烘箱中烘至恒重

⑦堿性酒石酸銅的氧化能力較強，可將醛糖和酮糖都氧化，所以測得的是總還原糖的質(zhì)量

⑧本法對糖進行定量的基礎(chǔ)是堿性酒石酸銅溶液中Cu2+的量，所以，樣品處理時不能采用CuSO4，NaOH作為澄清劑，以免樣液中誤入Cu2+得出錯誤的結(jié)果

⑨在堿性酒石酸銅乙液中加入亞鐵氰-化鉀，是為了使所生成的Cu2O紅色沉淀與之形成可溶性的無色絡(luò)合物，使終點便于觀察。

⑩次甲基藍也是一種氧化劑，但在測定條件下其氧化能力比Cu2+弱，故還原糖先與Cu2+反應，待Cu2+*反應后，稍過量的還原糖才會與亞甲基藍發(fā)生反應，溶液顏色消失，指示到達終點。

二、糕點、糖果中總糖的測定

測定總糖通常以還原糖的測定方法為基礎(chǔ)，將食品中的非還原性雙糖，經(jīng)酸水解成還原性單糖，再按還原糖的測定法測定，測出以轉(zhuǎn)化糖計的總糖量。若需要單純測定食品中的蔗糖量，可分別測定樣品水解前的還原糖量及水解后的還原糖量，兩者之差再乘以校正系數(shù)0.95即為蔗糖量，即1g轉(zhuǎn)化糖量相當于0.95g蔗糖量。在食品加工生產(chǎn)過程中，也常用相對密度法、折光法等簡易的物理方法測定總糖量。

1、原理：樣品除去蛋白質(zhì)后，加入稀HCl，在加熱條件下使蔗糖水解轉(zhuǎn)化為還原糖，再以直接滴定法或高錳酸鉀法測定。
2、儀器：1)恒溫水浴箱2)其他儀器同還原糖的測定
3、試劑：1)6mol/LHCl溶液2)甲基紅指示劑：稱取0.1g甲基紅溶于100ml60%(體積分數(shù))乙醇中3)200g/LNaOH溶液
4、測定方法

1)樣品處理：按還原糖測定法中的方法進行

2)樣品中總糖量的測定：吸取50ml樣品處理液置于100ml容量瓶中，加6mol/LHCl溶液5ml，在68~70℃水浴中加熱15min，冷卻后加2滴甲基紅指示劑，用200g/LNaOH溶液中和至中性，加水至刻度線，混勻，按還原糖測定法中直接滴定法或高錳酸鉀法進行測定

5、結(jié)果計算

樣品中總糖質(zhì)量分數(shù)的計算公式為　w(總糖)=m1×100/〔(1000×m×(50/v1)×(v2/100)〕=m1×v1/(5×m×v2)

式中： w(總糖)——總糖的質(zhì)量分數(shù)(%)　m——樣品的質(zhì)量 (g)　m1——直接滴定法中10ml堿性酒石酸銅相當于轉(zhuǎn)化糖的質(zhì)量 (mg)　或高錳酸鉀法中查表得出相當?shù)霓D(zhuǎn)化糖質(zhì)量(mg)　v1——樣品處理液的總體積(ml)　v2——測定總糖量取用水解液的體積 (ml)

6、說明

1)分析結(jié)果的準確性及重現(xiàn)性取決于水解的條件，要求樣品在水解過程中，只有蔗糖被水解而其他化合物不被水解。

2)在用直接滴定法測定蔗糖時，為減少誤差，堿性酒石酸銅溶液的標定需采用蔗糖標準液，按測定條件水解后進行標定。

3)堿性酒石酸銅溶液的標定

①稱取105℃烘干至恒重的純蔗糖1.0000g，以蒸餾水溶解，移入500ml容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。此標準液1ml相當于純蔗糖2mg

②吸取蔗糖標準液50ml置于100ml容量瓶中，加6mol/LHCl溶液5ml，在68~70℃水浴中加熱15min，冷卻后加2滴甲基紅指示劑，用200g/LNaOH溶液中和至中性，加水至刻度線，混勻，此標準液1ml相當于蔗糖1mg

③取經(jīng)水解的蔗糖標準液，按直接滴定法標定堿性酒石酸銅溶液，則10ml堿性酒石酸銅溶液相當于轉(zhuǎn)化糖的質(zhì)量為m2=v×m1/0.95       式中： m1——1ml蔗糖標準水解液相當于蔗糖的質(zhì)量(mg)　m2——10ml堿性酒石酸銅液相當于轉(zhuǎn)化糖的質(zhì)量(mg)　v——標定中消耗蔗糖標準水解液的體積(ml)　0.95——蔗糖換算為轉(zhuǎn)化糖的系數(shù)

4)利用酶的專一性也可進行酶法水解，如采用β-果糖苷酶(轉(zhuǎn)化糖)進行水解，這種方法的應用，關(guān)鍵在于酶制劑本身的純度及活力，目前較少采用。