还原糖的测定.doc
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1、 情境四 农产品中碳水化合物含量的测定根据所给出的产品选择、设计合适的检测方法,并进行正确的检测操作;测定结果的精密度应达到相关标准规定要求。工作任务一 明确检测任务,获取检测方法信息项目1 熟悉硬糖中还原糖含量测定的意义通过网络搜集、相关参考书的查阅等手段,了解我国各种糖类产品中还原糖含量的基本情况;硬糖产品中还原糖测定的意义;曾经发生过的与该检测项目相关的案例。依据上述内容撰写一份报告。请特别关注对最新情况的收集。(2000字)项目2 熟悉蜂蜜中还原糖含量测定的意义通过网络搜集、相关参考书的查阅等手段,了解我国蜂蜜产品中还原糖含量的基本情况;我国蜂蜜造假的原因和基本手段;对蜂蜜产品中还原糖
2、含量测定的意义;曾经发生过的与该检测项目相关的案例等。撰写一份报告,请特别关注对最新情况的收集。(2000字)1.1测定酸类物质含量的重要意义:碳水化合物在食品中的应用:碳水化合物作为能量的主要来源,以及影响食品的物理性质和人类生理代谢的物质,在食品中占有很重要的地位。碳水化合物提供的热量占人类饮食摄入量的70%以上。碳水化合物赋予食品许多特性,包括容积形状粘度乳化稳定性和起泡性、持水能力冻-熔稳定性褐变、风味香味和所需的质构(从松脆到滑爽、柔软)。碳水化合物还可使人具有饱腹感。碳水化合物除了牛奶中的乳糖外几乎都来自植物。在单糖中,D葡萄糖和D果糖相对较多。实际上,只有它们和其他单糖是属于能被
3、人体小肠直接吸收的碳水化合物。聚合度较高的糖类(低聚糖和多聚糖)必须首先被消化,如 :在吸收和利用前先水解成单糖。人们能直接消化的只有蔗糖乳糖低聚麦芽糖和淀粉等,都是由小肠中的酶所消化。 自然界中至少有90%的碳水化合物是以多聚糖形式存在。可以说,淀粉类多聚糖是唯一能被人体消化作为热源利用的多聚糖,别的多聚糖不能被消化。膳食纤维,能调节肠道功能,减少高血糖,还可以降低血液中的胆固醇含量。不可消化低聚糖也因为其生物功能正越来越广泛地应用于功能食品和疗效食品中。 许多植物和微生物抗干燥脱水的能力相当强,它们体内99 的水分失去后还能存活几十年甚至几个世纪,一旦遇到水数小时后就能复活。在过去的20年
4、,人们研究了这些生物,发现它们有一个共同特征,即体内含有大量的糖类,尤其是海藻糖和蔗糖,如有种酵母脱水后体内海藻糖含量可占其干重的约20。近年来人们对糖类的抗逆保护作用表现出很大的兴趣,一些双糖,尤其是海藻糖,被越来越广泛地用作药物赋形剂、加工食品添加剂、疫苗和移植器官的冷冻保护剂等 。目前我国脱水蔬菜的生产出口逐年递增,产品主要销往日本、韩国和欧州。尤其是脱水甘蓝、葱等产品,每年都有大量的出口和内销。各类蔬菜在脱水前通常要添加一定量的糖类物质,糖类物质在蔬菜脱水中可起到下列作甩(1)有助于脱水作用;(2)降低干制品的水分活度;(3)保持产品原有的色泽(4)改善脱水蔬菜的风味(5)干燥过程中阻
5、止组织的大幅度收缩,有利于保持蔬菜原有的组织状态,提高脱水蔬菜的复水率。果蔬干燥中常用的糖类有蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、乳糖。国内关于蔗糖、葡萄糖、麦芽糖研究已有一定的报道,而乳糖在和其他糖类结合应用在脱水蔬菜中已得到广泛的应用,对色泽、口味、复水性都有一定的改善和提高作用,这主要是由于乳糖相对葡萄糖而言,具有较低的甜度,有稳定的吸湿性。低聚糖类有益于营养:目前,在欧洲所感兴趣的作为功能食品配料的低聚糖类有三个特定组: 果糖低聚糖(F0S)、半乳糖低聚糖(G0S) 以及属于非消化性低聚糖类(NDOs)的菊糖。摄取FOS或GOS可以大大地促进固有有益菌的生长,与此同时,不利的细菌则受到抑制。于是,改
6、变菌落的代谢活动。麦芽低聚糖:主要组分为麦芽三糖到麦芽七糖,另含少量异麦芽低聚糖,它具有延长供能增强机体耐力易消化、低甜度、低渗透的特性,也可以作为保健食品,婴幼儿食品以及糖果、饮料、冰淇淋的辅料。阿拉伯半乳聚糖(arabinogalactan,AG) :AG是一种能溶于水的半纤维素。其高度水溶性的性质与阿拉伯胶相似。它在人的口腔、胃和小肠内不被消化,但可被大肠内的某些微生物降解。具有保水、增强食感、增加和提高储存稳定性的功能。如:在糖果制品和焙烤制品中添加AG,可以降低制品中的水分活性,并保持其独特的风味。添加了AG的面包,内部蜂窝结构更加细腻。在含有淀粉的食品中AG有防止膨润的效果。AG吸
7、水性强,在食品中添加,能吸几倍的水分,并形成一种胶凝体,使产品体积增加,从而改善食品的柔软度、弹性和口感 。利用AG可以增强免疫作用性能而生产的饮用水和西式威化薄饼已经上市。由于AG具有低黏度和促进乳化的作用,可添加应用于冷藏或非冷藏饮料和固体饮料中 。同时快餐食品、压块食品(如营养棒)、方便早餐、酸奶等乳制品,以及焙烤制品等也对它寄予厚望。泡沫稳定剂的选择:多糖类物质被添加至大豆分离蛋白SPI溶液中可增加SPI溶液的黏度和表观黏度,从而起到一定的稳泡作用。自从20世纪50年代Hipsley提出“膳食纤维(Dietaryfibre)”以来,人们逐步开始研究膳食纤维。膳食纤维具有如通便、减肥、降
8、血糖和降血脂等很多生理功能。膳食纤维是在人的小肠中不被消化吸收而在大肠中可全部或部分被发酵的植物可食部分或碳水化合物类似物。膳食纤维包括非淀粉类多糖和抗性低聚糖、碳水化合物类似物、木质素和相关植物物质。木糖醇是一种天然功能性甜味剂,它不仅甜度与蔗糖相近,而且还具有一定的生活性作用。我国已批准审木糖醇口香糖,口香糖原来是用蔗糖等制成,易产生龋齿,只好加入防龋齿药物。木糖醇糖果可供一般人食用,特别适于儿童、老年人以及糖尿病患者食用。黄原胶(Xanthan Gum)又名汉生胶,是由野油菜黄单胞杆菌 以碳水化合物为主要原料经发酵产生的一种作用广泛的微生物胞外多糖。黄原胶具较强的稳定性,一般高温杀菌对其
9、不会有影响,而且耐盐耐酸碱,所以将其用作各种果汁饮料、调味料的增稠稳定剂,它能使果酱、豆酱等酱体统一,涂拌性好,不结块,易于灌装,且提高口感。黄原胶作为乳化剂用于乳饮料中,可防止油水分层和提高蛋白质的稳定性,将其用于各类点心、面包、饼干、糖果等食品的加工,可使食品具有更优越的保型性,更长的保质期和更良好的口感。黄原胶可广泛应用于各种肉制品的加工,可明显提高制品嫩度、色泽和风味,还可提高肉制品的持水性,从而提高出品率。作为保鲜剂处理新鲜果蔬,可防止果蔬失水、褐变。若将黄原胶加入面制品中,能增强面团筋力,使压出的面片有韧性,降低断条率,改善产品口感,延长产品货架期。此外,黄原胶还被广泛用于罐头食品
10、、冷冻食品中 。枸杞多糖是一种易溶于热水或稀酸、稀碱溶液,能被乙醇、丙酮等有机溶剂析出的蛋白多糖,干燥后为白色纤维状疏松固体。近年的医学研究结果表明,枸杞多糖作为枸杞的一种主要有效成分,具有广泛的生理作用,如抗衰老、抗肿瘤、促进造血、降血脂、保肝、减肥等等。食品处理过程中糖类物质有益和有害的影响:在水果、蔬菜的加工过程中,往往需要进行烫漂处理,这就有可能使一些可溶性糖类物质受到损失。通过加热使淀粉糊化,可以改善糖类物质的营养品质,如加工生产方便面,其淀粉已经糊化,用开水冲泡后即可食用,这既方便摄食,又易于人体吸收。在食品加工时,还会发生焦糖反应或糖氨反应(羰氨反应)而使糖类失去营养作用。但是,
11、从食品的感官评价出发,这类反应往往又给食品的色、香、味带来良好的作用。同时糖还起到改变食品物理和化学性质的作用,如形态、组织结构、感官(如色、香、味),等等。在糖果、凉果等含糖的小食品中,糖的组成及比例直接关系到食品的风味和质量,如糖在熬煮过程中会产生焦糖化反应、与含氮化合物产生美拉德反应,等等,这既可赋予食品诱人的色泽和风味,也可使食品产生异味和不协调的色彩,因此,必须根据工艺的需要加以控制。另在酸性食品中加入糖可丰满食品的风味,使食品更加酸甜可口,当然在添加时一定要控制好糖酸比。碳水化合物在植物界分布十分广泛,是食品工业的主要原辅材料是大多数食品的重要的组成成分,谷类食物和水果、蔬菜的主要
12、成分就是碳水化合物。但在各种食品中其存在形式和含量各不相同,它包括单糖、双糖和多糖。碳水化合物的测定在食品工业中具有特别重要的意义。在食品加工工艺中,糖类对食品的形态、组织结构、理化性质及其色、香、味等都有很大的影响,同时,糖类的含量还是食品营养价值高低的重要标志,也是某些食品重要的质量指标。碳水化合物的测定是食品的主要分析项目之一。从很多方面看,碳水化合物的分析都是很重要的。定性分析可确定食品所含成分是否准确。而成分的定量分析则可确定按食品标签要求加入食品中各组分的量是否准确无误,也可确保能标出消费者感兴趣的具体成分的量。例如:加入的葡聚糖的量是否适当。定量和定性分析还能用来检测掺假产品。
13、1.2重要知识点回顾:碳水化合物统称为糖类,是由碳、氢、氧三种元素组成的一大类化合物,是人和动物所需热能的重要来源,一些糖与蛋白质、脂肪等结合生成糖蛋白和糖脂,这些物质都具有重要的生理功能。1.2.1碳水化合物的简单分类:本节重点介绍还原糖含量的测定.在说明测定方法之前,根据其水解程度将碳水化合物进行分类:(1)单糖:指凡不能被水解为更小单位的糖类物质,如葡萄糖、果糖等;还原性单糖:非还原性单糖:(2)低聚糖(寡糖):凡能被水解成为少数(2-6 个)单糖分子的糖类物质,如蔗糖、乳糖、麦芽糖等;低聚糖是由220 个糖单位以糖苷键结合而构成的糖类,可溶于水,普遍存在于自然界。天然低聚糖是通过核苷酸
14、的糖基衍生物的缩合反应生成,或在酶的作用下,使多糖水解产生。自然界中的低聚糖的聚合度一般不超过6 个糖单位,其中主要是双糖和三糖。其测定可以将水解后,再按还原糖测定方法来测。麦芽糖化合态存在于淀粉、糖原中;非还原糖。蔗糖:非均匀低聚糖;具有还原性。乳糖:具有还原性。(3)多糖:多糖广泛且大量分布于自然界,在食品加工和贮藏过程中有着重要的意义,它是构成动植物基体结构骨架的物质,如植物的纤维素、半纤维素和果胶,动物体内的几丁质、粘多糖。凡能水解为多个单糖分子的糖类物质,如淀粉、纤维素、半纤维素、果胶等。其测定方法在本节不做重点讨论。1.2.2碳水化合物的水解反应 低聚糖,糖苷及多糖在酸或酶的作用下
15、,可水解生成单糖或低聚糖。 大多数糖苷键在碱性介质中是相当稳定的,只有在剧烈的碱性条件下才会不稳定。但在酸性介质中容易断裂,其水解反应历程可表示如下:由于某些碳水化合物对酸敏感,所以在酸性食品中不稳定,特别在高温下加热更容易发生水解。糖苷的水解速率随温度升高而急剧增大。在低聚糖和多糖中,由于结构的差异和缔合度的不同可引起水解速率的变化,多糖的水解速率随多糖分子间的缔合度增加而明显的成比例降低。温度提高,水解速度急剧加快。单糖在pH37范围内稳定;糖苷在碱性介质中相当稳定, 但在酸性介质中易降解。工作任务二 获取检测方法信息、制定检测计划、做出决策能检索出与该项目相关的检测方法和检测标准;能根据
16、GB 7713-87要求的格式书写相关资料;能根据检测原理、检测所用试剂,检测所用设备,检测方法精密度,检测限,操作灵活、应用方便的特性,完成检测所用时间,检测人员资质要求等方面来描述这些检测方法之间的异同;尝试制定检测方法决策。随着对各种检测方法研究的不断深入,我国已发表了大量有关该检测方法研究的科技文献,这些科技文献可分为两类:一类存在于大量的学术期刊中,我们可以通过学校的图书馆网页进入查询。这类文献以理论研究、实证研究居多。请积极查阅、吸收,以提高检测理论水平。还有一类文献存在于网络之中,其中比较典型的为“食品伙伴网”,“仪器分析网”。在这两个网站中的BBS论坛、检验检测栏目中,存在着大
17、量的检测工作者对实践操作问题的提出和总结的案例。请积极载、研究,以提高检测过程中实践问题的提出及解决能力。项目1 阅读、分析硬糖中还原糖含量测定方法,做出决策项目2 阅读、分析蜂蜜中还原糖含量测定方法,做出决策2.1 教师提供、需学生完成表格示例:所查阅相关检测方法及标准1、ZBX66040-87,还原糖测定法S2、GB/T 5009.72003,食品中还原糖的测定方法S(作废)3、GB/T 5513-2008,粮油检验粮食中还原糖和非还原糖测定S 涉及标准版权的纠纷,该标准暂停下载使用4、GB-T5009.7-2008食品中还原糖的测定(作废)5、NY/T 1751-2009 甜菜还原糖的测
18、定S检测标准及方法异同比较:采用手工费林滴定和还原糖测定仪两种方法测定了不同样品中还原糖含量。对测定结果的对比分析表明: 手工费林试剂法易受很多因素的干扰,不同测定人员之间的误差较大;还原糖测定仪的误差范围小、重现性好、准确度较高。制定决策及决策依据:GB-T5009.7-2008食品中还原糖的测定操作步骤设计:任务分块操 作 步 骤实际操作部分()1、标定碱性酒石酸铜溶液2、试样溶液预测3、试样溶液测定 吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及5.0mL乙液,置于150mL锥形瓶中,加水10mL,加入玻璃珠2粒,从滴定管滴加约9mL葡萄糖标准溶液,控制在2min内加热至沸,趁沸以每两秒1滴的速度继续
19、滴加葡萄糖标准溶液,直至溶液蓝色刚好褪去为终点,记录消耗葡萄糖标准溶液的总体积,同时平行操作8份,取其平均值,计算每10mL(甲、乙液各5mL)碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量(mg)。 吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及5.0mL乙液,置于150mL锥形瓶中,加水10mL,加入玻璃珠2粒,控制在2min内加热至沸,趁沸以先快后慢的速度,从滴定管中滴加样品溶液,并保持溶液沸腾状态,待溶液颜色变浅时,以每两秒1滴的速度滴定,直至溶液蓝色刚好褪去为终点,记录样液消耗体积。 吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及5.0mL乙液,置于150mL锥形瓶中,加水10mL,加入玻璃珠2粒,从滴定管滴加比预测体积少
20、1mL的样品溶液,使在2min内加热至沸,趁沸继续以每两秒1滴的速度滴定,直至蓝色刚好褪去为终点,记录样液消耗体积,同法平行操作三份,得出平均消耗体积。器材及试剂领取与配制主要使用仪器名称型号备注锥形瓶移液管烧杯电炉150ml5ml、10ml100ml、200ml一个试剂名称浓度/配制方法用量/样碱性酒石酸铜甲液:碱性酒石酸铜乙液葡萄糖标准溶液乙酸锌溶液:亚铁氰化钾溶液 取15g硫酸铜(CuSO45H2O)及0.05g次甲基蓝。溶于水中并稀释至1000ml。称取50g酒石酸钾钠及75g氢氧化钠,溶于水中,再加入4g亚铁氰化钾,完全溶解后,用水稀释至1000ml,储存于橡胶塞玻璃瓶中。 称取50
21、g酒石酸钾钠及75g氢氧化钠,溶于水中,再加入4g亚铁氰化钾,完全溶解后,用水稀释至1000ml,储存于橡胶塞玻璃瓶中。 精密称取1.000g经过98100干燥至恒量的纯葡萄糖,加水溶解后加入5mL盐酸,并以水稀释至1000mL。此溶液每毫升相当于1mg葡萄糖。 称取21.9g乙酸锌,加3mL冰乙酸,加水溶解并稀释至100mL。 称取10.6g亚铁氰化钾,用水溶解并稀释至100ml。 2.2 检测方法及原理简介食品中碳水化合物的测定方法很多,单糖和低聚糖的测定采用的方法有物理法、化学法、色谱法和酶法等。物理法包括相对密度法、折光法和旋光法等。这些方法比较简单、对一些特定的样品,或生产过程中进行
22、监控,采用物理法较为方便,而化学法是一种广泛采用的常规分析法,它包括还原糖法(斐林氏法、高锰酸钾法、铁氰酸钾法等)、碘量法、缩合反应法等。化学法测得的多为糖的总量,不能确定糖的种类及每种糖的含量。利用色谱法可以对样品中的各种类进糖行分离定量。目前利用气相色谱和高效液相色谱分离和定量食品中的各种糖类巳得到广泛应用。近年来发展起来的离子交换色谱具有灵敏度高、选择性好等优点,也已成为一种卓有成效的糖的色谱分析法。在这一章中将介绍一些目前最常用的检测碳水化合物的方法。有些特定的方法只能用在一些比较具体的产品上,因为不同的产品,其性质和组成也各不相同。现有的方法已经跟不上新的发展趋势;有些可以用更好的方
23、法,它们通常也更为先进。长期使用的传统方法尽管不如新方法能提供更多更精确的信息,但仍可用于质量保障和产品标准化。碳水化合物分析技术的发展始于采用颜色进行定性测定。还原糖颜色测定法就是把二价铜还原成一价铜(费林试验)的还原糖定量实验,以后又发展了定性纸色谱法、定量纸色谱法、糖的衍生物气相色谱法、定性和定量薄层色谱法、酶法、高效液相色谱法。另外核磁共振法、质谱法、毛细管电泳法、近红外质谱法、抗体法、免疫分析测定法和荧光色谱法也已经推出。上述方法中的一些目前还没有得到广泛应用,并且仍在不断发展完善之中。 2.2.1水化合物测定样品的制备由于碳水化合物的溶解度范围很宽,反应过程不易控制,所以样品的制备
24、方法要同时考虑食品原料、配料、待测产品类型及测定的碳水化合物种类。一般包括:烘干、提取、提取液澄清、检测。1烘干:对于大多数食品来说,样品制备的第一步是烘干,这也可用于测定水分含量,将已称重的原料(除饮料外的其他含水食品)置于真空烘箱中,在55和1毫米汞柱的真空度下烘干。然后,将原料磨碎至粉末状,脂肪可用体积比为95:5的氯仿甲醇经索氏抽提法萃取。先进行脂肪萃取可使碳水化合物的萃取变得容易和更彻底。 2提取:食品中的糖类以下列形式存在:糖+蛋白质糖蛋白、糖+脂肪糖脂(1)常用的提取剂有水及乙醇溶液。因此,测定单糖(葡萄糖、果糖),双糖(蔗糖、乳糖、麦芽糖),三糖(棉子糖),四糖(水苏糖)或者其
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