淀粉和纤维素含量的测定
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食品中纤维素的含量测定方法研究引言食品中的纤维素含量对于人类的健康至关重要。
纤维素是一种不可溶性的多糖,具有增加饱腹感、促进肠道蠕动以及预防肥胖等作用。
本文将探讨食品中纤维素含量的测定方法。
一、温醣酚法温醣酚法是一种常用的食品中纤维素含量测定方法。
该方法利用温醣酚的溶液,在酸性条件下加热反应,纤维素会析出为沉淀。
通过过滤、洗涤、干燥等步骤,最终得到纤维素沉淀,进而计算出纤维素含量。
温醣酚法测定的结果准确可靠,被广泛应用于食品行业。
二、改良的酶解法改良的酶解法是近年来发展起来的一种食品中纤维素含量测定方法。
该方法使用特定的酶类,通过对纤维素的酶解作用,将纤维素水解为可溶性的多糖。
然后通过比色或色谱等分析技术,测定多糖的含量,从而推算出纤维素含量。
改良的酶解法具有快速、准确的特点,逐渐受到广泛关注。
三、红外光谱法红外光谱法是一种非破坏性的纤维素含量测定方法。
该方法利用红外光谱仪测定样品在红外光波段的吸收情况,纤维素含量与吸光度成正比关系。
红外光谱法无需额外处理样品,操作简单快捷。
然而,由于样品的多样性和复杂性,红外光谱法在测定不同类型食品中的纤维素含量时需要多次校正。
四、超声波法超声波法是一种应用超声波来测定纤维素含量的新兴技术。
该方法利用超声波在样品中产生共振效应,通过测量声波的传播速度和衰减程度,可以计算出纤维素含量。
超声波法在测定速度快、操作简单的同时,对样品的处理要求也较低。
然而,该方法的应用还需要进一步研究和验证。
结论食品中纤维素含量的测定方法多种多样,每种方法都有其优缺点。
在测定食品中纤维素含量时,可根据实际需要选择合适的方法。
温醣酚法和改良的酶解法目前是相对成熟和广泛应用的方法,而红外光谱法和超声波法则是近年来新兴的测定方法。
未来,可以通过不同方法的结合使用,进一步提高食品中纤维素含量的测定准确性和效率。
值得注意的是,在进行纤维素含量测定时,实验操作要规范严谨,遵守安全操作规程。
同时,不同食品在纤维素组分和含量上存在差异,因此需要针对特定食品选择合适的测定方法。
食品中纤维素含量的测定与分析在现代人的饮食结构中,纤维素成分占据着重要的地位。
纤维素是一种碳水化合物聚合物,存在于植物细胞壁中。
我们平时所说的“膳食纤维”或者“食物纤维”,其实就是指这种存在于食物中的纤维素。
在人体内,纤维素可以帮助消化道蠕动,促进肠道蠕动,预防便秘,并且对于控制体重和维持心血管健康也有很大的帮助。
因此,食品中纤维素含量的测定和分析是十分重要的。
食品中纤维素含量的测定方法多种多样,其中常用的方法有两大类:化学方法和理化方法。
化学方法是最常用的分析方法之一。
它主要是通过将样品在特定的酸溶液中进行加热处理,使得样品中的纤维素分解为单糖、醛酸和醇等化合物,然后使用分析仪器来测定这些化合物的含量以得出纤维素的含量。
另外,还可以通过浸提食品样品中的纤维素,使用纤维素酶来降解纤维素并测定酶解产物含量的方法来测定。
理化方法则是使用一系列的理化参数,通过样品在不同条件下的变化来测定纤维素含量。
比如,通过流变学方法可以测定纤维素的粘度、流变性质等;通过热分析方法可以测定纤维素的热稳定性和热解特性;通过红外光谱等光谱学方法可以判断纤维素的结构等。
除了测定纤维素的含量外,对纤维素的分析也是很有必要的。
通过分析纤维素的种类、比例和结构等信息,可以更好地了解食物中的纤维素含量。
纤维素主要分为可溶性纤维素和不溶性纤维素,可溶性纤维素主要存在于水果、蔬菜等食物中,而不溶性纤维素则主要存在于谷类食物、豆类食物等。
不同种类的纤维素在人体内的作用和效果也有所不同。
另外,纤维素的分子结构也会影响其在食物中的含量和性质。
比如,纤维素的分子量越大,其溶解性越差,对消化道的刺激作用也越强。
纤维素的含量和分析不仅对于食品行业来说很重要,对于消费者来说也是有很大帮助的。
消费者可以通过了解食物中纤维素的含量来做出更科学的膳食选择,以达到更健康、均衡的饮食。
此外,对于食品行业来说,了解食物中纤维素的含量和分析结果可以帮助其进行产品研发和市场定位。
纤维素的测定方法实验原理植物的主要化学成分是纤维素、半纤维素和木质素这三部分。
它们是构成植物细胞壁的主要组分。
其中,纤维素组成微细纤维,构成纤维细胞壁的网状骨架,而半纤维素和木质素是填充在纤维和微细纤维之间的“粘合剂”和“填充剂”。
1.纤维素生物制粉末在加热的情况下用醋酸和硝酸的混合液处理,在这种情况下,细胞间的物质被溶解,纤维素也分解成单个的纤维,木质素、半纤维素和其它的物质也被除去。
淀粉、多缩戊糖和其它物质受到了水解。
用水洗涤除去杂质以后,纤维素在硫酸存在下被重铬酸钾氧化成二氧化碳和水。
C6H10O5+4K2Cr2O7+16H2SO4=6CO2+4Cr2(SO4)3+4K2SO4+21H2O过剩的重铬酸钾用硫酸亚铁铵溶液滴定,再用硫酸亚铁铵滴定同量的但是未与纤维素反应的重铬酸钾,根据差值可以求得纤维素的含量。
2.半纤维素用沸腾的80%硝酸钙溶液使淀粉溶解,同时将干扰测定半纤维素的溶于水的其它碳水化合物除掉。
将沉淀用蒸馏水冲洗以后,用较高浓度的盐酸,大大缩短半纤维素的水解时间,水解得到的糖溶液,稀释到一定体积,用氢氧化钠溶液中和,其中的总糖量用铜碘法测定。
铜碘法原理:半纤维素水解后生成的糖在碱性环境和加热的情况下将二价铜还原成一价铜,一价铜以Cu2O的形式沉淀出来。
用碘量法测定Cu2O的量,从而计算出半纤维素的含量。
测定还原性糖的铜碱试剂中含有KIO3和KI,它们在酸性条件下会发生反应,也不会干扰糖和铜离子的反应。
加入酸以后,会发生反应释放出碘:KIO3+5KI+3H2SO4=3I2+3K2SO4+3H2O加入草酸以后,碘与氧化亚铜发生反应:Cu2O+I2+H2C2O4=CuC2O4+CuI2+H2O过剩的碘用Na2S2O3溶液滴定:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI3.木质素用1%的醋酸处理以分离出糖、有机酸和其它可溶性化合物。
然后用丙酮处理,分离出叶绿素、拟脂、脂肪和其它脂溶性化合物。
淀粉和纤维素的单体
淀粉和纤维素是两种常见的碳水化合物,在生物体中都具有重要的
生理功能。
淀粉由许多α-D-葡萄糖分子构成,而纤维素则是由β-D-葡
萄糖分子所组成。
下面将分别就淀粉和纤维素的单体进行详细介绍。
一、淀粉的单体
淀粉是一种多糖,由两种不同的多糖分子组成:支链淀粉和直链淀粉。
这两种淀粉分子都是由α-D-葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键连接而成,只不过支链淀粉还含有少量的α-1,6-糖苷键。
淀粉单体的分子式为
(C6H10O5)n,其中n为成分单元的数量。
淀粉是植物体内主要的贮藏多糖,是植物体所有部位的重要能量来源,也是人体中主要的碳水化合物来源之一。
在植物中,淀粉可以存在于叶、茎、根、果实和种子等不同的组织中。
除此之外,淀粉还具有许
多重要的工业和药物应用,如食品添加剂、造纸和药物控释剂等。
二、纤维素的单体
纤维素是一种天然的高分子多糖,由β-D-葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接成长链。
纤维素单体的分子式为(C6H10O5)n,其中n为葡萄糖
分子的数量。
纤维素是植物细胞壁中最主要的成分,为维持植物结构的稳定性和抵
御各种外界压力提供了重要的支撑作用。
纤维素在生物界中也具有广泛的应用,如造纸、纺织品、生物燃料等。
除此之外,纤维素还是一种重要的生物材料,在生物医学领域有着广泛的应用前景。
总之,淀粉和纤维素是具有重要生理功能和工业应用价值的碳水化合物。
深入了解它们的单体成分对于深入研究生命科学和推动工业进步都有着重要的意义。
食品中的纤维素含量测定方法研究食品中的纤维素是我们日常饮食不可或缺的一部分,它对人体健康有着重要的影响。
然而,准确测定食品中的纤维素含量并不是一件容易的事情。
本文将探讨一些常用的纤维素含量测定方法,以及其优缺点和适用范围。
从营养学角度来看,膳食纤维是指那些不能被人体内酶解的多糖和半纤维素。
它包括了植物细胞壁中的纤维素、半纤维素以及可溶性纤维,对促进肠道运动、调节血糖和血脂有着重要作用。
因此,准确测定食品中的纤维素含量对于评估其营养价值至关重要。
目前常用的纤维素含量测定方法主要包括经典重量法、酶解法和高效液相色谱法等。
经典重量法是最早用于测定纤维素含量的方法之一。
该方法的原理是通过一系列溶剂提取和酶解步骤去除非纤维素物质,然后通过加热干燥、冷却和称重来确定纤维素的含量。
这种方法简单而直接,适用于各种食品样品。
然而,由于该方法涉及到多个步骤的处理,容易受到人为误差的影响,并且操作过程需要较长时间,不适用于大样本量的测定。
酶解法是近年来广泛使用的一种纤维素含量测定方法。
该方法主要是利用酶解纤维素,将其转化为可溶性的糖类物质,再通过酶活测定方法来确定纤维素的含量。
这种方法相对于传统的重量法更加准确和迅速,同时可以避免重量法中的一些误差。
然而,酶解法对于不同类型的纤维素具有不同的酶适应性,因此在样品处理过程中需要选择适当的酶类来提高测定的准确性。
高效液相色谱法是一种较为精确的纤维素含量测定方法。
该方法通过将样品中的纤维素分离出来,然后通过色谱柱的分离和检测来确定纤维素的含量。
相比于前两种方法,高效液相色谱法不需要多个步骤的样品处理,操作也更为简便。
同时,该方法对于不同类型的纤维素具有较好的检测能力,可以准确测定各种食品样品中的纤维素含量。
但是,高效液相色谱法需要相应的仪器设备和专业知识,对于一般实验室来说可能较难操作。
除了上述几种方法外,还有一些其他的纤维素含量测定方法,如红外光谱法、核磁共振法等。
这些方法在一定程度上可以提高测定的准确性和效率,但在实际应用中仍存在一些限制和挑战。
食品中纤维素含量的测定方法研究在日常生活中,食品的营养成分对于人体的健康至关重要。
其中,纤维素是一种重要的成分,它对于维持肠道健康、控制血糖、预防心血管疾病等方面都有着积极的作用。
因此,准确测定食品中的纤维素含量成为了食品科学领域的热门研究课题之一。
本文将就食品中纤维素含量的测定方法进行探讨。
首先,传统的纤维素测定方法主要采用物理化学方法。
其中一种常用的方法是粗纤维测定法。
该方法通过将样品加热、提取和干燥,去除多余的蛋白质、脂肪和矿物质等物质,然后用酸溶解蛋白质,用洗涤法去除纤维,最后烘干称重以得到样品中的纤维素含量。
这种方法简单易行,但无法准确测定不同类型的纤维素,且需要较长的处理时间。
随着科学技术的发展,新的纤维素测定方法不断涌现。
其中一种重要的方法是酶解法。
酶解法通过使用酶来分解纤维素,然后用色谱或光度计等测定仪器来测定纤维素的含量。
这种方法具有准确度高、反应时间短等优点,尤其适用于测定食品中的水溶性纤维素。
然而,酶解法也存在一些问题,例如需要专业的仪器和设备,成本较高,对样品处理的要求较高等。
除了以上两种常用方法外,现代科技的发展也为纤维素测定方法带来了新的突破。
例如,近年来,高效液相色谱法(HPLC)得到了广泛的应用。
该方法通过将样品与溶液混合,然后通过高压驱动溶液在色谱柱中流动,最后通过检测器检测组分浓度的变化。
对于纤维素的测定,HPLC方法能够提供高灵敏度和分辨率,且对于不同类型的纤维素有较好的选择性。
然而,该方法需要高昂的设备和维护成本,对于一些小型实验室来说可能不太适用。
此外,近年来也有学者提出使用近红外光谱法来测定食品中的纤维素含量。
这种方法利用近红外光谱仪器测量样品中的光谱信息,然后通过建立数学模型来预测纤维素含量。
近红外光谱法具有快速、非破坏性等特点,能够对多个样品进行同时测定,并且不需要复杂的样品处理过程。
这种方法有着广阔的应用前景,但仍需进一步的研究和验证。
综上所述,食品中纤维素含量的测定方法具有多样性和差异化。
纤维素的测定------比色法纤维素由葡萄糖基组成,它是组成植物细胞壁的基本成分。
其含量的多少关系到植物的机械组织是否发达,作物抗倒伏、抗病虫害的能力是否较强,并且影响到粮食作物、纤维作物和蔬菜作物等的产量和品质。
在各种粮食中纤维素的含量各不相同,与籽粒皮层厚薄成正比。
同种粮食中,原粮纤维素维素含量最高,加工粗加工精度越高,纤维素含呈越少,如小麦标准粉约O.7%.稻谷约9.0%,糙米约1.0%,白米约0 4%。
因此,根据纤维素的含量的测定,可以判别籽粒皮层的厚薄,粮食加工精度高低和营养价值评估。
纤维素的测定方法有酸碱醇醚法、酸性洗涤剂法、碘量法与比色法。
第一个是国标法,但比较繁琐,后者操作比较简单。
一、方法原理纤维素是由葡萄糖基组成的多糖,在酸性条件下加热使其水解成葡萄糖。
然后在浓硫酸作用下,使单糖脱水生成糠醛类化合物。
利用蒽酮试剂与糠醛类化合物的蓝绿色反应即可进行比色测定。
二、仪器和试剂1.主要仪器恒温水浴、冰罐、电炉、玻璃坩埚、漏斗、定时钟、分光光度计等。
2.试剂60%H2SO4溶液、浓H2SO4。
2%蒽酮试剂:2g蒽酮溶解于100rnl乙酸乙酯中,贮置于棕色试剂瓶中。
纤维素标准液:准确称取100mg纯纤维素,放入100Inl量瓶中,将量瓶放入冰浴中,然后加冷的60%H2SO460—70ml,在冷的条件下消化处理20—30min,然后用60%H2SO4稀释至刻度,摇匀。
吸取此液5.0ml放入另一50ml 量瓶中,将量瓶放入冰浴中,加蒸馏水稀释刻度,则每毫升含100μg纤维素。
三、操作步骤1.绘制纤维素标准曲线(1)取6支小试管,分别放入0、0.40、0.80、1.20、1.60、2.00ml纤维素标准液。
然后分别加入2.00、1.60、1.20、0.80、0.40、0ml蒸馏,摇匀。
则每管依次含纤维素0、40、80、120、160、200μg。
(2)向每管加0.5ml%蒽酮试剂,再沿管壁加5.0ml浓H2SO4,塞上塞子,微微摇动,促使乙酸乙酯水解,当管内出现蒽酮絮状物时,再剧烈摇动促进蒽酮溶解,然后立即放入沸水浴中加热10min ,取出冷却。
一、淀粉含量的测定(旋光法)
(一)实验目的
1.熟习旋光仪的使用方法。
2.了解旋光仪测定淀粉的原理并掌握其具体方法。
(二)实验原理
淀粉(starch)是植物的主要能量贮藏物质,主要存在于种子、块根和块茎中。
淀粉不仅是重要的营养物质,并且在工业上的应用也很广泛。
将磨细的含淀粉样品与酸性氯化钙溶液共煮,可使样品中淀粉轻度水解,同时由于钙离子与淀粉分子上的羟基络合,使淀粉分子充分地分散到溶液中,成为淀粉溶液。
淀粉分子具有不对称碳原子,因而具有旋光性,利用旋光仪测定淀粉溶胶的旋光度(α),旋光度的大小与淀粉的浓度成正比,据此可以求出淀粉含量。
应注意的是,酸性氯化钙溶液必须保持pH 值2.30,密度1.30,加时间的长短也要控制在一定范围,以保证各种不同来源的淀粉溶液的比旋度[α]恒定不变(20℃)。
样品中其他旋光性物质(如糖分)必须预先除去。
(三)仪器、原料和试剂
仪器
植物样品粉碎机、离心机、分析天平;粗天平、旋光仪及附件、三角瓶、分样筛(100目)、布氏漏斗、抽滤瓶及真空泵、离心管、小电炉。
原料
面粉或其他风干样品
试剂
1. 醋酸—氯化钙溶液:
500g 氯化钙溶于600mL 蒸馏水中,过滤至澄清,用比重计在20℃条件下调节比重
1.3左右,再滴加冰乙酸调pH 为
2.3。
2. 30%ZnSO4溶液
3. 15%K4Fe(CN)溶液
(四)操作步骤
1.样品准备
(1)称样脱脂:将样品风干、研磨,通过100目筛,精确称取约2.5g 样品细粉(要求含
淀粉约2g),置于离心管内,加乙醚数mL 到离心管内,用细玻棒充分搅拌,离心,倾出上清液,再加入乙醚如此操作数次,以去除样品的大部分油脂、色素等成分(因油脂的的存在会使以后淀粉溶液的过滤困难)。
收集上清液以备回收乙醚。
大多数谷物样品含脂肪较少,可免去这个脱脂手续。
(2)抑制酶活性:加含有氯化高汞的乙醇溶液10mL 到离心管内,充分搅拌,然后离心,
倾去上清液,得到沉淀物。
(3)脱糖:加80%乙醇10mL 到离心管中,充分搅拌以洗涤沉淀物(每次都用同一玻棒),
离心,倾去下清液。
重复洗涤数次以去除可溶性糖分。
2. 溶提淀粉
(1)加醋酸-氯化钙:先用醋酸氯化钙溶液约10mL 加到装有脱脂样品的离心管中,搅
拌后全部倾入250mL 三角瓶内,再用醋酸氯化钙溶液50mL 分数次洗涤离心管,洗涤液并入三角瓶内,搅拌玻棒也转移到三角瓶内。
(2)煮沸溶解:先用蜡笔标记液面高度,直接置于加有石棉网的小电炉上,在5min 内
快速煮沸,保持沸腾15~17min,立即取下三角瓶,置流水中冷却。
煮沸过程中要时加搅拌并调节温度,防止烧焦或泡沫涌出瓶外,必要时加水保持液面高度。
3.沉淀杂质和定容
(1)加沉淀剂:将三角瓶内的水解液转入100mL 容量瓶,用醋酸氯化钙溶液充分洗涤三
角瓶瓶,并入容量内,加30%ZnSO41mL 混合后,再加15%K4Fe(CN)1mL,用水稀释至接近刻度时,加95%乙醇数滴以破坏泡沫,然后稀释到刻度,混合、静置,以使蛋白充分沉淀。
(2)过滤:布氏漏斗(加一层滤纸)抽气过滤。
先倒上清溶液约10mL 于漏斗滤纸上使完
全湿润,待溶液流干后,弃去滤液,再倒溶液进行过滤,用干燥的容器接受此滤液,收集约50mL,供测定之用。
4.测定旋光度
以空白液(乙酸—氯化钙溶液:蒸馏水=6:4)调旋光仪零点,再将旋光测定管装满滤液,小心地按照旋光仪使用说明,进行旋光度的测定。
(五)计算
淀粉%=(α *100)/(L*W*203*(1-H))*100
式中:
α—用钠光时观测到的旋光度;
203—20℃时淀粉的比旋度;
L—旋光管长度(dm);
W—样品重量(g);
H—样品水分含量。
也可以不用上列公式计算,改用工作曲线来求得淀粉含量,这样准确度高些
二、纤维素含量的测定
(一)实验目的
纤维素是植物细胞壁的主要成分之一,纤维素含量的多少,关系到植物细胞机械组织发达与否。
因而影响作物的抗倒伏,抗病虫害能力的强弱。
测定粮食、蔬菜及纤维作物产品中纤维素含量是鉴定其品质好坏的重要指标。
(二)实验原理
纤维素(cellulose)为β-葡萄糖残基组成的多糖,在酸性条件下加热能分解成β-葡萄糖。
β-葡萄糖在强酸作用下,可脱水生成β-糠醛类化合物。
β-糠醛类化合物与蒽酮脱水缩合,生成黄色的糠醛衍生物。
颜色的深浅可间接定量测定纤维素含量。
(三)仪器、实验材料和试剂
仪器
小试管、量筒、烧杯、移液管、容量瓶、布氏漏斗、分析天平、水浴锅、电炉、分光光度计。
实验材料
烘干的米、面粉或风干的棉、麻纤维。
试剂
1. 60%H2SO4溶液
2. 浓H2SO4(AR)
3. 2%蒽酮试剂:将2g 蒽酮溶解于100mL 乙酸乙酯中,贮放于棕色试剂瓶中。
4. 纤维素标准液:准确称取100mg 纯纤维素,放入100mL 量瓶中,将量瓶放入冰浴中,然后加冷的60%H2SO460~70mL,在冷的条件下消化处理20~30min;然后用60%H2SO4稀释至刻度,摇匀。
吸取此液5.0mL 放入另一50mL 量瓶中,将量瓶放入冰浴中,加蒸馏水稀释至刻度,则每mL 含100μg纤维素。
(四)操作步骤
1. 求纤维标准回归方程
⑴6支小试管,分别放入0、0.40、0.80、1.20、1.60、2.00mL 纤维素标准液,然后分别加入2.00、1.60、1.20、0.80、0.40、0mL 蒸馏水,摇匀,则每管依次含纤维素
0、40、80、120、160、200μg。
⑵向每管加0.5mL2%蒽酮,再沿管壁加5.0mL 浓H2SO4,塞上塞子、摇匀,静置1min。
然后在620nm 下,求测不同含量纤维素溶液的吸光度。
⑶以测得的吸光度为Y 值,对应的纤维素含量为X 值,求得Y 随X 而变的回归方程。
2. 样品纤维素含量的测定
(1)称取风干的棉花纤维0.2g 于烧杯中,将烧杯置冷水浴中,加入60%H2SO460mL,并消化30min,然后将消化好的纤维素溶液转入100mL 容量瓶,并用60%H2SO4定容至刻度,摇匀后用布氏漏斗过滤于另一烧杯中。
(2)上述滤液5mL 放入100mL 容量瓶中,在冷水浴上加蒸馏水稀释至刻度,摇匀后用。
(3)取2中的溶液2mL 于具塞试管中,加入0.5mL2%蒽酮试剂,并沿管壁加5mL 浓H2SO4,塞上塞子,摇匀,静置12min,然后在620nm 波长下,求测吸光度。
(五)计算
根据测得的吸光度按回归方程求出纤维素的量,然后按下式计算样品纤维素的含量:
Y(%)=X*10-6*a*100*w
式中:
X—按回归方程计算出的纤维素含量(ug);10-6—将ug换算成g的系数;
a—样品稀释倍数
W—样品重量(g);
Y(%)-样品中纤维素含量(%)。