第五章 还原糖分的测定

第五章 还原糖分的测定 还原糖通常是指具有还原性的糖类。在糖类中，凡具有醛基或酮基的单糖(如茄萄精、果树等)和具有潜醛基的双糖(如麦芽糖、乳精等)都有还原性。蔗糖是由1分子葡萄糖和1分子果糖去水缩合而成的双糖。因不含潜醛基，故没有还原性。但蔗糖在酸或酶的作用下，可水解生成1分子葡萄糖和1分子果糖(此种混合物称为转化糖)。其它的双糖、三糖乃至如糊稻、淀粉等多焙类，都可通过水解而生成相应的单糖。因此测定样品水解液的还原糖含量就可求得样品中相应糖类的含量。因此，还原糖的测定是一般糖类定量的基础。 在制糖工业中，从原料、中间制品到成品，或多或少都含有还原糖．其中，主要是含葡萄糖和果糖。这些物料的还原糖含量及其变化情况是值得重视的。因为，它在一定程度上可以反映原料和产品的质量以及制糖生产过程是否正常．例如：测定甘蔗的还原糖分可了解甘蔗的成熟度；分析保藏甜菜的还原糖分可了解甜菜是否变质；在生产过程中，糖汁在酸性情况下加热，蔗糖会发生水解而使还原糖增加；在强碱性情况下，还原糖容易分解，共分解产物使糖汁颜色加深，影响产品质量。白砂糖中还原糖含量高时，会降低其贮存性．因此，还原糖分的测定是制糖工业分析的一个重要项目。 还原糖分是指物料中含还原糖的重量百分数。在糖厂的物料中，除还原搪外，还含有其他具有还原性的物质。一般分析方法未能把还原糖与其他还原性物质加以区分，故测得的结果是物料中还原性物质的重量百分数，而以相当量的转化糖来表示． 测定还原糖的方法甚多。其中最常用的方法是以铜盐碱性溶液与还原糖的作用为基础的。如兰—艾农法、典夫奈尔法、克奈特—阿连法等。也有基于还原糖能还原某些显色剂，通过比色测定还原糖含量的。例如埃默利希法。此外，还有用色谱法、酶法定量还原糖的。 第一节 兰—艾农(Lane—EyMon)法 (一)基本原理 此法基于贸林试剂与还原糖的氧化还原反应。贸林试剂是一种铜盐的碱性溶液，由硫酸铜、酒石酸钾钠和氢氧化钠组成。 在测定中，所起的反应如下：

或 兰—艾农法是—种容量分析法。它是在煮沸的情况下，用

含还原糖的样液滴定一定量的费林试剂。因定量的费林试剂中Cu2+量为一定，只能与相当量的还原糖起作用。为了判别终点，加入四甲基蓝作指示剂。四甲基蓝本身也是一种氧化剂，但其氧化能力较Cu2+弱，所以还原糖先把Cu2+全部还原以后，过剩的才与四甲基蓝作用，使之由蓝色变为无色。此即为滴定的终点. 四甲基蓝的变色反应如下： 上述反应是可逆的，当无色的四甲基蓝与空气中的氧结合时，又变为蓝色。所以滴定时不要离开热源，使溶液保持沸腾， 让上升的蒸汽阻止空气侵入溶液中。 由于此法是用四甲基蓝作为指示剂，所以，兰—艾农法又称为四甲基亚法。 从前面所列的反应式可知，还原糖与费林试剂作用的结果是生成氧化亚铜的红色沉淀。 1分子葡萄糖可以将6个二价铜离子还原为一价铜离子。但实验结果证明： 1分子葡萄糖只能将5个多二价铜离子还原，而且随条件而改变。正是由于多方面因素的影响，因此，不能根据上述反应式直接计算出还原糖员，而是用实验方法制出还原地检索表。在测定物料还原糖时，应严格遵照制表时所规定的条件(例如铜此碱性溶液的成分、用量、还原糖的种类以及加热温度和时间等)，并根据指定的还原糖分检索表进行汁算。 (二)试 剂 (1)费林试剂 费林甲掖：称取69．278克结晶硫酸铜(CuSO4，溶解后，移入1000毫升容员瓶中，加水至标线，用水摇匀，过滤即可 费林乙液：称取346克酒石酸钾钠(NaKC4H4O6·4H2O)溶于约500毫升水小；另称取氢氧化钠l00克镕于约200毫升水中。 将二者混合，移入l000毫升容员瓶中，加水至标线。放置两日，如液面降低，须再加水至标线，然后揭匀，过滤即成。 在本法中，费林试液的含铜量是定量还原糖的关键。在配制时CuSO4·5H2O的量要称桩确。甲液和乙液要分别配配置，事先不能将其混合贮存。原因是：在碱性溶液中，硫酸铜会变成氢氧化铜，氢氧化铜在碱性溶液中，又会慢慢地被酒石酸钾钠还原，而析出氧化亚铜。费林试液乙液中的氢氧化钠是使溶液呈碱性的，因为二价铜离子作为氧化剂是要在碱性情况下进行的，其反应速率是随碱性增强硕加快。所以，加入的氢氧化钠以不含碳酸盐为宜。酒石酸钾钠的作用是使铜离子形成稳定的可溶性的酒石酸钾钠铜络合物，以利于反应顺利进行。如果没有酒石酸钾钠试剂。也可用甘油代替，但测定的结果会偏高些。 由于费林试剂中的铜量是定量还原糖的关键，而铜量与费林试剂的浓度及用量有关，故目前统一规定l0毫升费林试剂(其中5毫升甲液和5毫升乙液)用0.200％转化糖液滴定，若耗用转化糖液为25．64毫升(实验数据)时，该费林试剂的浓度为1个“当量”。如果试剂很纯，又严格按照规定配制，则配成的费林试剂浓度恰为一个“当量”。但往往不是这样理想，故配成的费林试剂应进行标定，以确定其‘当量”或浓度校正系数。 费林试剂是用0.200％的标准转化糖溶液进行标定的，而配制标准转化糖溶液须用纯蔗糖(关于纯蔗犊制备请参阅《甘蔗制犊化学管理统一分析方法》或本章第五节有关部分)。 标准转化糖液配制：称取所制备的纯蔗糖9．5000克，用100毫升蒸馏水溶解后，移入1000毫升容量瓶中，摇匀，加入5毫升浓盐酸，混匀，在室温(20一25℃)静置一星期使其转化完全。然后，在不断摇荡下，加入lN氢氧化钠溶液以调节其pH至约3.0(所加入的碱量可先用下法确定：另取浓盐酸5毫升注入l00毫升水内，以甲基橙为指示剂，用1N氢氧化钠溶液筋定至由红色恰好变为格红色为止，所耗用的量即为要加入的碱量)。取2克苯甲酸先用少量乙醇溶解后，再用热水溶解，作为防腐剂加进已调节好pH的糖液中，用蒸馏水将糖液稀释至l000毫升。此液每l00毫升含转化糖1克，即1％(体积重量百分浓度)。 费林试剂的标定：用吸量管分别吸取费林甲液和乙液各5毫升，注入250毫升锥形瓶混匀。从滴定管加入24毫升上述已中和的0.200％转化糖液。将烧瓶置于电炉或酒精灯上加热使溶液沸腾，准确煮沸2分钟，加入四甲基蓝指示剂3滴。在糖液保持沸腾的情况下小心从滴定管续加转化糖液，至四甲基蓝的蓝色刚刚消失为止即为终点。如果费林试剂浓度准确，则滴定用去的0.200％转化糖液的为25．64毫升，即费林试剂的浓度洽为1 当量。否则，应按下列公式计算其浓度校正系数。

式中 V——滴定时实际耗用o．200％标准转化糖液(毫升) 为了计算方便，当费林试剂的当量不等于l时，可采用下面的方法调整其浓度：例如，浦定耗用o．200％转化糖液25．20毫升．其浓度校正系数； 说明试剂浓度不足，需加入硫酸饲，其量按下式计算： 1升费林试剂中有硫酸铜X＝68．09(克)。因此，应在1升费林试剂中再加入硫酸铜69．278—68．09＝1．188克。浓度不足一般是因为硫酸铜不纯或其所含结晶水比分子式为多。 又如，滴定耗用o．200％转化糖液25．80毫升，其浓度校正系数为：

说明试剂过浓，需加入蒸馏水，加水虽可按下式计算， 1000：25．64＝X：25．80 X＝l006．2(毫升) 应在l”升试别中加水N06．2一1000＝6．2(毫升)。 (2)54。Bx中性醋酸铅溶液 称取500克中性醋酸铅，置于looo毫升水中，充分搅拌使其洽解，静量，帧取上层清液，过滤．在滤波中逐墒加入醋酸，使对石蕊试纸呈中性或微酸性。最后用不含二氧化碳的水稀秆至54。ux(比重1．25)． (3)除铅剂(见第一章)． (4)1％四中基蓝洽液。 (三)测定方法 1．糖汁、树浆或糖蜜中还原糖分的测定以混合汁为例，其他样品测定方法相同，仅在样品的稀释上稍有不同。 样品处理：用移液管吸取经细密铜网过滤的混合汁50毫升，移入250毫升容量瓶中。加入适量(约1毫升)54。Bx中性酷酸铅溶液，充分摇匀。加入约3毫升除铅剂，掘勾。加水至标线，充分摇匀。过滤，弃去最初滤波约15毫升。此滤液便是配制糖液，每100毫升含有样品20毫升。将此糖浓装入50毫升浦定管内，供测定用。 预检：用吸量管分别吸取费林HH液和乙液各5毫升，注入250毫升银瓶中。从淌定管加入配制糖液15毫升．将锥瓶放在石棉铁丝网上，用电炉或酒精灯加热使溶液沸腾，并准确控制煮沸2分钟，加入四中基监指示剂3滴。在树液保持沸腾情况下．从滴定管小心地淌加配制糖液至四甲基此的蓝色刚刚消失为止，即为终点。此项滴加工作，不可超过1分钟，使整个煮沸时问在3分钟之内。记下用去配制糖液毫升数(包括顶先放入的15毫升配制糖液)． 复核：同样用吸虽管分别吸取费林甲液和乙液各5毫升，注入250毫升锥瓶中，从淌定管加入配制糖掖，其量比预检时所耗用的配制糖液少约l毫升(例如，预检时用去配制糖液24毫升，此时，则加入22—23毫升)，将锥瓶登于电炉或酒精灯上加热，使溶液沸腾，共沸腾时间亦应准确控制为2分钟，加入四甲基蓝指示剂3滴，继续从而定管中加入糖液，至四甲基蓝的蓝色刚刚消失为止。此项续加工作，亦不得超过1分钟。记录耗用配制糖液 毫升数。 计算：计算的一般步骤 (1)算出100毫升配制糖掖含样品毫升数(V9)； (2)算出100毫升配制糖液含蔗糖量(克)＝V。x d(20℃) ×S％ 式中 d(20℃)——样品的视密度(20℃) 5——样品的蔗糖分 (3)根据100毫刀配制糖液含蔗糖量(克)和滴定耗用配 制糖液量(毫升)查附表9得还原糖因数F。 还原糖因数F是10毫升费林试剂所相当的转化糖毫克数。例如，滴定10毫升级林试剂用去0.2％(即100毫升中含200毫克)的转化糖液25．64毫升，则还原糖因数

F值随被测溶液还原糖浓度和蔗糖含量不同而略有变化。通过实验测出了在不同的蔗糖浓度(每100毫升配制糖液含蔗糖。一25克)下滴定消耗配制糖液15—50毫升所相当的还原糖因数，制成了还原糖因数表。已知l00毫升配制糖液含蔗糖量和滴定消耗配制糖液毫升数(V)，就可从还原数因数表中查出F值。 (4)算l00毫升配制糖液含还原糖量I(毫克)

5)计算样品还原糖分(R．S．％) 例：混合汁观测锤度为15.0·Dx，蔗糖分为13．49．吸取50毫升稀释至250毫升。若费林试剂浓度校正系数付为0．975，滴定耗