直接滴定法测定还原糖的原理与主要影响因素

直接滴定法测定还原糖的原理与主要影响因素
直接滴定法测定还原糖的原理与主要影响因素

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,还原糖就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,一类就是具体检测某一还原糖含量,如葡萄糖、果糖等;一类就是测定还原糖总量,还原糖总量目前应用较多的就是化学滴定法,食品检测中最常用

的就是国标GB/T 5009、7-2008中的第一法:直接滴定法。本文讨论的就是后者。

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沉淀物,而还原糖的醛基或酮基

则被氧化为羧基,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氰化钾,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就是可溶的,从而达到了目的。

亚铁氰化钾作用。当样品中存在大量的如铁、锰、钴等金属离子,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氰化钾,当亚铁氰化钾被过量消耗时,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。可另配制亚铁氰化钾溶液,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/T5009、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”。

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,伴随脱羧基反应,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/L[1、00g/(180.16g/mol)/1L],Cu2+为0、0602mol/L[15.00g/(249.69g/mol)/1L),计算二者的摩尔比:Cu2+:葡萄糖=(0.0602×5.00):(0.00555×10、20)=5.32:1。故(6)式明显不成立。

Cu2+/Cu+=0.158V,表明Cu2+就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。下面其她各影响因素也都与反应液的碱度变化有关。

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

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