直接滴定法测定还原糖的原理与主要影响因素266.pdf

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1、直接滴定法测定还原糖的原理与主要影响因素 日常食品检测中,还原糖是一个常规理化检验项目，涉及 的样品种类很广，如乳制品、肉制品、发酵酒及果蔬制品叶等。目 前还原糖的检测分二大类，一类是具体检测某一还原糖含量，如葡 萄糖、果糖等;一类是测定还原糖总量,还原糖总量目前应用较多 的是化学滴定法，食品检测中最常用的是国标GB/T 5009.7-2008 中的第一法：直接滴定法。本文讨论的是后者。检测原理(1)碱性酒石酸铜甲液与乙液混合后，生成蓝色氢氧 化铜沉 淀，此沉淀立即与酒石酸钾钠反应生成深蓝色的酒石酸钾钠铜络合 物(2)当碱性酒石酸铜甲、乙液与还原糖共热时，酒石酸钾钠 铜被还原生成红色的氧化亚铜

2、沉淀物，而还原糖的醛基或酮基则被 氧化为竣基，生成还原糖酸。(3)当还原糖将溶液中酒石酸钾钠铜耗尽时，稍微过量的还 原糖可将亚甲基蓝还原而呈无色，指示滴定终点的到来。(4)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氤化钾，与红色的氧化亚 铜发生络合反应，生成可溶性无色络合物，利于终点的判定 检测原理的补充性解释 酒石酸钾钠作用。既然实验须在碱性条件下进行，那么硫酸 铜遇碱生成氢氧化铜沉淀后，不利于实验正常进行，必须使其（铜 离子）在可溶状态下才行，酒石酸钾钠与铜离子 络合物酒石酸钾钠 铜是可溶的，从而达到了目的。亚铁氟化钾作用。当样品中存在大量的如铁、猛、钻等

3、金属 离子，或样品处理时,沉淀剂乙酸锌过量了，都会消耗 碱性酒石酸 铜乙液中的亚铁氤化钾，当亚铁氤化钾被过量消耗时，不能有效络 合氧化亚铜，致使滴定终点不显无色而显 暗红色。可另配制亚铁氧 化钾溶液，滴定时往锥形瓶中适量添加，标准与样液添加量一样。定量标准物质。碱性酒石酸铜甲液中的硫酸铜的铜离子（Cu2+）为此滴定反应的定量标准物质，碱性酒石酸铜乙液中氢 氧化钠提供了强碱性环境，故国标GB/T 5009.7-2008中5.2:“吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液”的体积量取精度应改为“5.00mL”，否?t检测结果的有效位数达不到该标准的要求：“还原糖含量10g/100g时计算结果保留三位有效数字

4、”。还原糖被氧化反应式。还原糖与酒石酸钾钠铜的反应，以葡 萄糖为例，常见的有下面 3式，（6）式中，电子转移数 为2，葡萄糖被氧化为葡萄糖酸；（7）式中，电子转移数为6，葡萄糖被氧化为葡萄糖二酸；（8）式中，电子转移数为6，葡 萄糖被氧化为葡萄糖酸，伴随脱竣基反应，有碳酸根产生。笔者 严格按国标操作，标定5.00mL碱性酒石酸铜溶液，耗去葡萄糖 标准溶液的量为10.20mL左右，葡萄糖为 0.00555mol/L1.00g/(180.16g/mol)/1L,Cu2+为 0.0602 mol/L15.00g/(249.69g/mol)/1L)，计算二者的摩尔比:Cu2+:葡萄糖=(0.0602X

5、5.00)：(0.00555 X 10.20)=5.32:1。故(6)式明显不成立 Cu2+/Cu+=0.158V，表明Cu2+是个中等偏弱氧化剂，在 本实验条件下，不易将葡萄糖氧化为葡萄糖二酸，故(7)式也不成立。文献中提到滴定反应液的实测结果中，证实有 CO32-产 生，故认为(8)式最为合理。主要影响因素反应液碱度。碱度不同，反应速度不同，碱度 越高，反应速度越快，还原糖绝对量消耗也越多，故不同批次的碱 性酒石酸铜甲乙液消耗的葡萄糖标准溶液量因碱度的不同也会有 些许差别。下面其他各影响因素也都与反应液的碱度变化有矢。加热功率。为了加快反应速度，标准选择了电炉加热。加热 功率不同，样液沸腾

6、时间不同、时间短样液消耗多，同时反应液蒸 发速度不同，即时碱度的变化也就不同，故实验的平行性也就受影 响。实验中，可以使用普通的1000W电热丝电炉，在总共6 档功率的选择中，我们发现选择第四或第五档，都能得到较满意的 滴定结果。加热前,电炉先预热10min左右，待稳定后再开始滴定 实验。反应液沸腾。亚铜离子与还原型的次甲基兰都可被空气中的 氧气氧化,故滴定过程必须保持沸腾状态,产生足够的水蒸汽以防 止空气进入锥形瓶内，避免结果偏高。由于还原糖与铜离子的氧化 反应速度相对较慢，国标中，采取预加入较预滴定少的样 液，加热至沸后才开始滴定剩余样液至终点。这里的“加热至 沸”，应有个“一致性”，可一

7、律等待锥形瓶内的液体完全沸腾 后，否则，会影响滴定结果的精密度。锥形瓶规格不同规格的锥形瓶受热的面积不同，其不同 的瓶壁厚度，传热速率也不同。我们采用同一批次同一规格的 150mL锥形瓶，使用前，用0.01g精度的天平剔除个别质量偏差 较大的瓶子，以消除因锥形瓶的差异引起的误差。如我们测定还原 糖的150mL三角瓶，重量在87g90g之间，超过范围的则另作他 用。尖键试剂的配制 葡萄糖标准溶液。市售葡萄糖试剂有一水葡萄糖与无水葡萄 糖，二者在储存期间都易吸收水分，故在配制前需按标准98C 100C加热2h,去除结晶水与游离水分。定容前，力a 5mL盐酸是 为了防止细菌繁殖，延长使用期限。碱性酒石酸铜甲液。市售硫酸铜试剂有五水硫酸铜与无 水硫酸铜，二者也皆易吸水，最好在 250 C（脱去最后一结 晶水温度）560C（熔点）的条件下烘2h以上，以彻底去除结 晶水与游离水分、然后换算为五水硫酸铜，如此配制的碱性酒石酸 铜甲液，批次间的浓度波动较小，利于新旧试剂溶液的比较观察，提升检测质量。作者简介：黄莉来（1976-），女，工程师，从事食品检验研究