碳水化合物的测定Word文档下载推荐.docx
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无效碳水化合物:
膳食纤维:
指人们的消化系统或者消化系统中的酶不能消化、分解、吸收的物质,但是消化系统中的微生物能分解利用其中一部分。
对于膳食纤维近几年来人们研究得多。
因为它直接关系到人体健康。
比如,西方国家得人普遍比东方国家吃得细、精,也就是他们吃的纤维少,谷类食物较少,而动物性食品多,蛋白质、油脂等高,所以在他们国家得直肠癌的人较多。
目前引起了他们的重视。
最近他们有好多食品厂在面包中加一些膳食纤维(米糠、麸皮等),还专门有些食品直接破碎,比如用小麦、玉米破碎后加工即可食。
这样各种维生素没有破坏,对身体有好处。
另外还要考虑到粮谷碾磨加工精度时,即要达到一定精白度,还要注意尽量减少维生素的损失。
并注意保持膳食中纤维素有一定数量。
在食物成分表中,食品中碳水化合物含量通常以总碳水化合物或无氮抽出物来表示,二者都以减差法计算。
何谓总碳水化合物,何谓无氮抽出物。
总碳水化合物(%)=100-(水分+粗蛋白质+灰分+粗脂肪)%
无氮抽出物(%)=100-(水分+粗蛋白质+灰分+粗脂肪+粗纤维素)%
3、性质chemicalproperty
对于糖的性质我简单提一下,这里不分单、双糖
(1)糖的显色反应
单糖与浓盐酸或浓硫酸作用,脱去三分子水生成糖醛。
(2)还原性
一些低分子糖具有还原性(蔗糖没有还原性,因为蔗糖没有半缩醛羟基)。
(3)旋光性
在一定的条件下,可以测出各种糖类的旋光性。
[α]20D=α/L·
c
α-----旋光度
c-----浓度
L-----液层厚度或旋光管长度
[α]tD-----比旋光度
二、测定意义
1、糖对于新生婴儿来说是最理想的。
Eg:
乳糖,因为婴儿消化道内含有较多的乳糖酶,这种乳糖酶能把乳糖分解成葡萄糖和半乳糖。
而半乳糖是构成婴儿脑神经的重要物质。
如果用蔗糖代替乳糖,婴儿大脑发育受到影响。
乳糖对于成年人来说,由于体内乳糖酶减少。
乳糖不易被吸收。
2、糖是焙烤食品的主要成分之一。
在焙烤食品中,糖与蛋白质发生美拉德反应。
使焙烤制品产生金黄色的颜色。
这种颜色可增加人们的食欲感。
同时也增加了食品的色、香、味。
3.生理方面:
1)提供能量(糖与蛋白质结合成糖蛋白,糖蛋白都是构成软骨、骨骼等结缔组织的基质成分)
2)构成细胞成分
3)促进消化(果蔬中的纤维素、果胶虽不能被消化机体利用、但可促进胃肠蠕动和消化.但它分泌有助于正常消化和排便功能.)
窗体顶端
多糖在食品应用方面的性质
1淀粉的物理性质
淀粉根据其分子形状可分为直链淀粉和支链淀粉,支链淀粉是由α-1,4葡萄糖苷键连接的线性葡聚糖,二支链淀粉是由α-1,4和α-1,6糖苷键连接的具有分支结构的葡聚糖。
直链淀粉在水溶液中并不是线性分子,而在分子内氢键的作用下分子链卷曲成螺旋状,每个螺旋含有6个葡萄糖残基。
在显微镜下,淀粉都是形状和大小不同的透明颗粒,其形状有圆形、卵形(椭圆形)、多角形等三种。
不同淀粉的淀粉粒的形状不相同,马铃薯淀粉粒的形
状为卵形,玉米淀粉粒的形状为圆形和多角形,稻米淀粉粒的形状为多角形。
不同淀粉粒不仅颗粒形状不一样,其大小也不相同,不同淀粉粒平均颗粒大小为:
马铃薯淀粉粒65μm,小麦淀粉粒20μm,甘薯淀粉粒15μm,玉米淀粉粒16μm,稻米淀粉粒5μm。
就同一种淀
粉而言,淀粉粒的大小也不均匀,如玉米淀粉粒中最大的为26μm,最小的为5μm。
在常见的淀粉中马拉松淀粉的颗粒最大,稻米淀粉的颗粒最小。
支链淀粉易分散在冰水中,而直链淀粉不易分散在冰水中。
天然淀粉粒完全不溶于冷水。
在68-80℃时,直链淀粉在水中溶胀
而形成胶体,支链淀粉则仍为颗粒,但是,一旦支链淀粉溶解后冷却则不易析出。
2淀粉的化学性质
①与碘反应:
直链淀粉与碘反应呈棕蓝色,而支链淀粉与碘反应呈蓝色,糊精与碘的反应随分子质量的减小,溶液呈色依次变化为:
蓝色-紫色-橙色-无色。
但淀粉、糊精与碘的反应并不是化学反应,是一个物理过程。
是由于碘在淀粉分子螺旋中吸附而引起的。
在淀粉分子的每一个螺旋中能吸附一分子的碘,吸附的作用力为范得华力,这种作用力改变了碘的原有色泽。
对于糊精来说,聚合度为4-6与碘呈无色,聚合度为8-20与碘呈红色,聚合度为大于40与碘呈蓝色。
支链淀粉一般与碘呈紫色,因为其支链的长度一般为20-30。
②水解反应:
工业上常通过淀粉水解来生产各种化工原料,根据淀粉的水解程度度的不同可得到糊精、淀粉糖浆、果葡糖浆、麦芽糖浆、葡萄糖等,常用的生产方法有酸法和酶法。
(1)酸法:
用无机酸作为催化剂使淀粉发生水解反应转变成葡萄糖,这个工序在工业上称为“糖化”。
淀粉在酸性条件下加热除发生糖化反应形成葡萄糖外,还有其他副反应发生,如发生复合反应形成异麦芽糖和龙胆二糖,发生脱水反应生成环状糊精或双键。
影响淀粉水解反应的因素有:
A淀粉的种类:
不同淀粉的可水解难易程度不一样,由难到易依次为马铃薯淀粉-玉米、高粱等谷类淀粉-大米淀粉。
B淀粉的形态:
无定性的淀粉比结晶态的淀粉容易被水解。
C淀粉的化学结构:
直链淀粉比支链淀粉易于水解,α-1,4糖苷键比α-1,6糖苷键易于水解。
D催化剂:
不同的无机酸对淀粉水解反应的催化效果不一样,在相同浓度下,催化强弱顺序为:
盐酸>
硫酸>
草酸。
E温度。
(2)酶法:
酶法对淀粉的水解包括糊化、液化和糖化三个工序。
常用于淀粉水解的酶有α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶。
α-淀粉酶用于液化淀粉又称为液化酶,β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶用于淀粉糖化,又称为糖化酶。
α-淀粉酶:
是一种内切酶,只能水解α-1,4糖苷键,不能水解α-1,6糖苷键,但可越过α-1,6糖苷键水解α-1,4糖苷键,但不能水解麦芽糖中的α-1,4糖苷键,利用α-淀粉酶对淀粉进行水解,产物中含有葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖。
β-淀粉酶:
是一种外切酶,从淀粉的还原端开始对淀粉进行水解,能水解α-1,4糖苷件,不能水解α-1,6糖苷键,且不能越过α-1,6糖苷键水解α-1,4糖苷键,利用β-淀粉酶对淀粉进行水解,产物中含有β-麦芽糖和β-极限糊精。
葡萄糖淀粉酶:
是一种外切酶,从淀粉的非还原端水解α-1,4,α-1,6和α-1,3糖苷键,最终产物为葡萄糖。
③淀粉的糊化和老化
β-淀粉:
指具有胶束结构的生淀粉;
α-淀粉:
指不具有胶束结构的淀粉,也就是处于糊化状态的淀粉;
膨润现象:
淀粉颗粒因吸水,体积膨胀数十倍,生淀粉的胶束结构即行消失的现象。
(1)糊化:
生淀粉在水中加热至胶束结构全部崩溃,淀粉分子形成单分子,并为水所包围而成为溶液状态。
由于淀粉分子是链状或分支状,彼此牵扯,结果形成具有粘性的糊状溶液,这种现象称为糊化。
淀粉糊化温度必须达到一定程度,不同淀粉的糊化温度不一样,同一种淀粉,颗粒大小不一样,糊化温度也不一样,颗粒大的先糊化,颗粒小的后糊化。
影响淀粉糊化的因素有:
A淀粉的种类和颗粒大小;
B食品中的含水量;
C添加物:
高浓度糖降低淀粉的糊化,脂类物质能与淀粉形成复合物降低糊化程度,提高糊化温度,食盐有时会使糊化温度提高,有时会使糊化温度降低;
D酸度:
在pH4-7的范围内酸度对糊化的影响不明显,当pH大于10.0,降低酸度会加速糊化。
(2)老化:
经过糊化后的淀粉在室温或低于室温的条件下放置后,溶液变得不透明甚至凝结而沉淀,这种现象称为淀粉的老化。
影响淀粉老化的因素有:
直链淀粉比支链淀粉更易于老化;
B食品的含水量:
食品中的含水量在30%-60%淀粉易于老化,当水分含量低于10%或者有大量水分存在时淀粉都不易老化;
C温度:
在2-4℃淀粉最易老化,温度大于60℃或小于-20℃颠覆你呢都不易老化;
偏酸或偏碱淀粉都不易老化。
淀粉老化在早期阶段是由直链淀粉引起的,而在较长的时间内,支链淀粉较长的支链也可以相互发生缔合而发生老化。
防止淀粉老化的方法:
将糊化后的淀粉在80℃以上高温迅速去除水分使食品的水分保持在10%以下或在冷冻条件下脱水。
④化学改性淀粉:
(1)预糊化淀粉,糊化后在干燥滚筒上快速干燥;
(2)淀粉磷酸酯:
淀粉在碱性条件下与磷酸盐在120-125℃下的酯化反应,可以提高淀粉的增稠性、透明性,改善在冷冻-解冻过程中的稳定性;
(3)交联淀粉:
嗲安分与含有双键或多功能团的试剂反应所生成的衍生物,产用的交联试剂有:
三磷酸钠,表氢醇,醋酸等。
3果胶
果胶是指不同长呢高度酯化和中和的α-半乳糖醛酸以1,4-苷键形成的聚合物。
果胶的酯化度=果胶中酯化的半乳糖醛酸的残基数/果胶中总半乳糖醛酸的残基数。
在果蔬成熟过程中,果胶由3种形态:
原果胶:
高度甲酯化的多聚半乳糖醛酸;
果胶:
中等度甲酯化的多聚半乳糖醛酸;
果胶酸:
未甲酯化的多聚半乳糖醛酸。
果胶形成凝胶的条件:
糖含量60-65%,pH2.0-3.5,果胶0.3%-0.7%。
影响果胶形成凝胶的因素:
(1)果胶分子量:
凝胶的强度与果胶的分子量呈正比;
(2)酯化度:
酯化度在30-50时,凝胶形成时间随酯化度的增大而增加,酯化度在50-70时,凝胶形成时间随酯化度的增大而减小。
酯化度(DE)小于50的果胶称为低甲氧基果胶,低甲氧基果胶形成凝胶不需要糖,但必须有多价离子存在,如钙离子、铝离子等。
(3)pH的影响:
果胶一般在pH2.7-3.5形成凝胶,最适pH3.2,低甲氧基果胶在pH2.5-6.5形成凝胶。
(4)温度。
糖类的提取与澄清
一.提取
常用溶剂有:
水和乙醇,在提取糖类时,先将样品磨碎浸泡成溶液,若有脂肪的样品用石油醚提取,撤去其中的脂肪和叶绿素。
1.水作提取剂
用水作提取剂,温度控制在45-50℃,利用水作提取剂时,还有pro、氨基酸、多糖、色素干扰,影响过滤时间,所
以用水作提取剂应注意三个的
注意:
1)温度过高:
是可溶性淀粉及糊精提取出来。
2)酸性样品:
酸性使糖水解(转化),所以酸性样品用碳酸钙中和,提取但应控制在中性。
3)萃取的液体:
有酶活性时,同样是使糖水解,加二氯化汞可防止(二氯化汞可抑制酶活性)
2.乙醇(水溶液)作提取液
乙醇作提取液适用于含酶多的样品,这样避免唐被水解。
乙醇的浓度70-80%。
浓度过高,糖溶在乙醇中,用乙醇的目的,降低酶的作用,避免糖被酶水解。
二.澄清剂
1.作用:
使沉淀一些干扰物质,是提取液清亮透明,达到准确的测量糖类。
(常用澄清剂来澄清)
2.对澄清剂的要求:
1)除干扰物质完全,不吸附被侧物质糖
2)过量澄清剂不影响糖的测量
3)沉淀颗粒要小,操作简便
4)不改变糖类的比旋光度及理化性质
3.实验室常用的澄清剂
1)中性醋酸铅:
适用于植物性的萃取液,它可除去蛋白质、丹宁、有机酸、果胶。
缺点:
脱色力差,不能用于深色糖液的澄清,否则加活性炭处理。
2)碱性醋酸铅
适用深色的蔗糖溶液,可除色素,有机酸,蛋白质
沉淀颗粒大,可带走果糖。
(3)醋酸锌和亚铁氰化钾
用于富含蛋白质的提取液,常用于沉淀蛋白质,对乳制品最理想。
主要是生成的亚铁氰酸锌(白色沉淀)与蛋白质共同沉淀。
所以使动物性样品的沉淀剂。
(4)AL(OH)3乳剂是辅助澄清剂。
(5)CuSO4-NaOH这种澄清剂用于牛乳等样品。
4.澄清剂的用量。
以上的澄清剂用于较少的中性硅酸铝和硅酸锌和亚铁氰化钾。
在一般操作时,加澄清剂量多少一定要恰当,用量太少,达不到澄清的目的,用量太多使分析结果产生误差,不同的物质,因干扰物质种类和含量的不同,
所以添加量也不同。
过量以后,糖液中有Zn2+,Pb2+,等。
过量的Pb+还原糖(果糖)生成铅糖。
这样使测得糖量降低。
所以要加除铅剂,防止生成铅糖,降低糖的浓度。
三.常用的除铅剂
K2CrO4(苯酸钾);
Na2CrO4(苯酸钠);
Na2HPO4(磷酸氢二钠);
Na2SO4(硫酸钠);
[使用时可加少量固体即可]
糖的测定方法
对于糖的测定方法有很多,大致可分为三类
1.物理法,(1.旋光法,2.折光法,3.比重法,)
2.物理化学法,(1.点位法,2极普法,3.光度法,4.色谱法)
3.化学方法,(1.斐林氏法.2.高锰酸钾法.3.碘量法.4.铁氰化钾法.5.蒽铜比色法.6.咔唑比色法)
共计三大种,在测定其他碳水化合物时,往往是使其水解为糖再进行测定。
一.总糖的测定
食品中的总糖主要指具有还原性的葡萄糖,果糖,戊糖,乳糖和在测定条件下能水解为
还原性的单糖的蔗糖(水解后为1分子葡萄糖和1分子果糖),麦芽糖(水解后为2分子葡萄糖)以及可能部分水解的淀粉(水解后为2分子葡萄糖)。
还原糖类之所以具有还原性是由于分子中含有游离的醛基(-CHO)或酮基(=C=O)。
测定总糖的经典化学方法都是以其能被各种试剂氧化为基础的。
这些方法中,以各种根据斐林氏溶液的氧化作用的改进法的应用范围最广。
在这里我们主要给大家介绍铁氰化钾法,蒽铜比色法,斐林氏容量法。
斐林氏容量法由于反应复杂,影响因素较多,所以不如铁氰化钾法准确,但其操作简单迅速,试剂稳定,故被广泛采用。
蒽铜比色法要求比色时糖液浓度在一定范围内,但要求检测液澄清,此外,在大多数情况下,测定要求不包括淀粉和糊精,这就要在测定前将淀粉,糊精去掉,这样就使操作复杂化,限制了其广泛应用。
(一)铁氰化钾法
1.原理:
样品中原有的和水解后产生的转化糖都具有还原性质,在碱性溶液中能将铁氰化钾还原,根据铁氰化钾的
浓度和检验滴定量可计算出含糖量。
其反应为下:
C6H12O6+6K3[Fe(CN)6]+6KOH→(CHOH)4·
(COOH)2+6K4[Fe(CN)6]+4H2O
滴定终了时,稍过量的转化糖即将指示剂次甲基兰还原为无色的隐色体。
2,试剂
1)1%的次甲基兰指示剂
2)盐酸(水解作用)
3)10%和30%的NaOH溶液
4)1%铁氰化钾(贮存特色瓶,临用前标定)
标定步骤
称蔗糖1.0000g→定容500ml→取此液50ml→于100ml容量瓶→加hcl5ml→摇匀→65-70℃水裕15分钟→取出冷却→用30%NaOH中和→加水于刻度→倒入滴定管中→取10ml1%铁氰化钾于锥形瓶中→加10%NaOH2.5ml加12.5ml的水加玻璃珠颗粒→加热至沸→保持一分钟→加次甲基兰1滴→立即以糖液滴足至蓝色退去为止,记录用量。
正式滴定比较滴定时少0.5ml糖液,煮沸1分钟,加指示剂一滴,再用糖液滴定至兰色褪去,计算铁氰化钾溶液的浓度。
A=(W·
V)/(1000×
0.95)
A:
相当于10ml铁氰化钾溶液的转化糖的量(克)
V:
滴定时消耗的糖液的体积
W:
称取纯蔗糖的量
1000:
稀释比
0.95:
换算等数
3.操作方法
稀释10g→用100ml水作溶液→于250ml容量瓶→加20%醋酸铅10ml→至沉淀完为止→加10ml10%NA2HPO4→至不在产生沉淀为止→加水至刻度→过滤-取滤液50ml→于100ml容量瓶中→按铁氰化钾标定法进行转化,中和及滴定
计算糖含量
总糖(以转化糖计%)=(A×
1000)/(W·
V)×
100
相当于10ml铁氰化钾溶液的转化糖的重量,
样品的重量
滴定时样液消耗的体积
4.实验应注意
(a)达终点时,过量的转化糖将指示剂次甲基兰还原为无色的隐色体,隐色体容量受空气中氧所氧化,很快又变
成指示剂的颜色。
(b)整个过程应在低温电炉上进行,滴定要速度,否则终点不明显
(c)糖与硫酸反应脱水生成羟甲基呋喃甲醛,生产物再与蒽铜缩合成兰色化合物,其颜色深浅与溶液中糖的浓度
成正比,单、双糖等糖类都直接于试剂发生作用,因此不需要水解。
(二)蒽铜的比色法
糖与硫酸反应脱水生成羟甲基呋喃甲醛,生产物再与蒽铜缩合成兰色化合物,其颜色深浅与溶液中糖的浓
度成正比,可比色定量。
2.试剂
(1)硫酸锌溶液:
溶解500g化学纯硫酸锌于500ml水中
(2)亚铁氰化钾溶液:
溶解10.6g化学纯亚铁氰化钾于100ml水中
(3)0.2%蒽铜试剂:
溶解蒽铜0.2g于100ml95%硫酸中,置棕色瓶中冷暗处保存
(4)0.1%葡萄糖液:
准确称干燥葡萄糖0.1000g定容100ml
3.操作方法
(1)标准曲线绘制
(2)100ml容量瓶编号
沸水浴加热6分钟,取出冷却→用1cm比色杯→610nm测定吸光度→作出以吸光度为横坐标,糖液浓度为纵坐标的准
曲线
(3)样品测定
称10g样品→于100ml热水加入500ml容量瓶中-加硫酸锌5ml→沸水浴5分钟→取出再摇动下加亚铁氰化钾5ml,→冷却→定容500ml→过滤→吸滤液25ml→于250ml容量瓶→定容250ml→取稀释液1ml,于比色管中→加10ml蒽铜试剂→摇匀→水浴加热6分钟→冷却→比色
试验注意
1,样液必须清澈透明,加热后不应有蛋白质沉淀
2,样品颜色较深时,可用活性炭脱色后再进行测定
3,此法与所用的硫酸浓度和加热时间有关
4,所取糖液浓度在1-2.5mg/100ml之间
二.还原糖的测定
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