糖是人体三大主要营养素之一, 是人体热能的主要来源。糖供给人体的热能约占人体所需总热能的60%~70%, 除纤维素以外, 一切糖类物质都是热能的来源。但是, 糖的过多食用又会引起肥胖、动脉硬化、高血压、糖尿病以及龋齿等疾病。所以, 糖含量的测定和蛋白质、脂肪一样, 一直是食品检验的重点项目。目前食品中糖含量的测定, 几乎都是国标方法中引用的氧化还原滴定, 利用颜色变化判断滴定终点。由于该实验影响因素较多, 加热速度、滴定速度等对实验结果的影响比较大, 所以实验的平行性比其他实验要差的多, 要想做好这个实验就需要更多的经验做支撑。结合日渐成熟的自动滴定技术和电位滴定技术的优点, 本次试验采用了氧化还原电极通过自动滴定仪来测定黄酒中的还原糖。
1 实验部分
1.1 仪器和试剂
METTLER-TOLEDOT70自动滴定仪, SCHOTTCERAN红外线加热板, METTLER-TOLEDOXS204电子天平。
硫酸铜 (CuSO4·5H2O) (Alfa Aesar) , 亚甲蓝 (C16H18ClN3S·3H2O) (Alfa Aesar) , 酒石酸钾钠 (C4H4O6KNa·4H2O) (Alfa Aesar) , 氢氧化钠 (NaOH) (Alfa Aesar) , 亚铁氰化钾 (K4Fe (CN) 6·3H2O) (Alfa Aesar) , 葡萄糖 (C6H12O6) (Alfa Aesar) 。
1.2 溶液配制
碱性酒石酸铜甲液:称取15g硫酸铜 (CuSO4·5H2O) 及0.05g亚甲蓝, 溶于水并稀释至1000mL;碱性酒石酸铜乙液:称取50g酒石酸钾钠、75g氢氧化钠, 溶于水中, 再加入4g亚铁氰化钾, 完全溶解后, 稀释至1000mL;葡萄糖标准溶液:称取1g (精确值0.0001g) 经过98℃~100℃干燥2h的葡萄糖, 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1.0mg葡萄糖。
1.3 样品处理
取适量样品, 加热除去酒精后用水稀释 (至还原糖含量在1mg/mL左右) 。
1.4 实验步骤
1.4.1 标定碱性酒石酸铜溶液
吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及5.0mL酒石酸铜乙液, 置于100mL高脚烧杯中, 加水10mL, 软件控制加入9mL葡萄糖标准溶液用红外线加热板调好功率, 快速加热至沸腾, 保持沸腾并以2秒一滴的速度用葡萄糖标准溶液滴定至终点 (电位发生突变) , 得到滴定体积V0。
1.4.2 试样溶液预滴定
吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及5.0mL酒石酸铜乙液, 置于100mL高脚烧杯中, 加水10mL, 加5mL试样溶液, 用红外线加热板调好功率, 快速加热至沸腾, 保持沸腾, 软件控制以1秒一滴的速度用葡萄糖标准溶液滴定至终点, 得到预滴体积。
1.4.3 试样溶液滴定
吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及5.0mL酒石酸铜乙液, 置于100mL高脚烧杯中, 加水10mL, 加5mL试样溶液, 软件控制比预滴体积少1mL的葡萄糖标准溶液, 用红外线加热板调好功率, 快速加热至沸腾, 保持沸腾, 并以2秒一滴的速度用葡萄糖标准溶液滴定至终点, 得到滴定体积V1。
1.4.4 结果计算
试样中还原糖含量 (以葡萄糖计) 按式 (1) 进行计算:
X为试样中还原糖的含量 (以还原糖计) (g/L) ;
f为样品稀释倍数。
2 结果与讨论
2.1 精密度实验
本实验取样为某品牌黄酒的三个不同产品, 每个产品各6瓶同批号样品。取其中一种产品做平行性实验, 每瓶样品做A、B两个样, 取10.0mL样品, 处理后定容至250稀释倍数为25, 经过5次平行滴定得V0为10.82mL, 实验数据如表1。
结果说明, 用自动滴定仪滴定黄酒中还原糖具有很好的平行性, 实验结果的精密度远远高于国标要求的“两次测定结果的绝对差值小于算术平均值的10%”。
2.2 与国标方法对比
三种黄酒分别以自动滴定仪、国标方法手工滴定测定还原糖含量, 两者结果对比如表2。
自动滴定仪的滴定结果和手工滴定相比都要偏低一点, 但是从数据的精密度来说, RSD值比手工滴定小的多, 相对来说整个滴定更稳定, 结果也基本和手工滴定相吻合, 最大相差不超过1.5%。
2.3 讨论
费林试剂是一种氧化剂, 由甲、乙液组成。测定时一定量的甲乙液混合, 首先形成氢氧化铜, 然后形成酒石酸钾铜络合物。次甲基蓝作为滴定终点指示剂, 在氧化溶液中呈蓝色, 被还原后呈无色。用标准还原糖滴定时, 还原糖首先使铜还原, 至铜被还原完毕, 才使次甲基蓝还原成无色, 即为滴定终点。
但在实际测定过程中易受很多因素的干扰, 如加样量, 加水体积, 试剂浓度, 特别是滴定速度、加热时间, 严重影响测定的准确性。而不同的操作人员控制这些条件的技术水平不同, 往往会造成较大的测定误差。例如, 实验中发现, 甲乙液混合后, 如果没有没有迅速加热至沸腾, 由于反应不均匀, 硫酸铜与氢氧化钠先生成氢氧化铜浅是蓝的, 与过量氢氧化钠生成绛篮色的铜酸钠, 铜酸钠不稳定见光分解成氧化铜, 直接生成黑色沉淀, 导致实验失败。所以本实验采用了红外线加热板进行加热, 保证了溶液在短时间内能达到沸腾状态。另外自动滴定仪可以精确控制滴定的速度, 消除由此带来的影响。
由于自动滴定仪自身的特点, 我们采用的滴定方式和国标方法有些区别, 国标是直接那样液滴定碱性酒石酸铜溶液, 而我们是加了5mL样液后, 再用葡萄糖标准溶液滴定碱性酒石酸铜溶液, 这样带来的另一个优点是, 每次开始时加入的溶液量相差不大, 加热时间就比较一致, 可以减小加热时间对实验的影响。
另外, 实验中应用的高温氧化还原电极, 是通过电位变化来确定滴定的终点, 相对其他的感光电极, 更不容易产生干扰, 与传统手工滴定结果的对比也说明, 两者的结果应该是一致的, 而且用高温氧化还原电极来判断终点更能消除人为的终点判断误差。
3 结语
由于更好的克服了滴定速度以及加热时间对实验结果的影响, 自动滴定仪测定糖含量比传统的手工滴定具有更高的精密度, 更符合生产过程控制和产品质量检验的要求, 必将还原糖滴定新的发展方向。
摘要：利用自动滴定仪以及高温氧化还原电极测定黄酒中还原糖, 克服了加热时间、滴定速度等因素对结果的影响, 结果精密度大大提高, RSD仅为1.3%, 降低了对实验者的操作要求, 是一种更加适宜推广的自动化程度更高的方法。
关键词：自动滴定仪,高温氧化还原电极,还原糖
参考文献
[1] GB/T5009.7-2008, 食品中还原糖的测定.