食品中碳水化合物的测定方法

第一节概述第二节食品中还原糖的测定第三节总糖的测定第一节概述1碳水化合物分类2碳水化合物的主要功能3测定方法4可溶性糖类的提取和澄清碳水化合物单糖双糖多糖葡萄糖果糖乳糖蔗糖乳糖麦芽糖淀粉纤维素果胶有效碳水化合物无效碳水化合物一碳水化合物的分类一碳水化合物的分类（一）单糖类它是不能分解成更小分子的多羟基醛、酮的糖。是碳水化合物的基本单位。如葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖和木糖等。葡萄糖以游离态存在于水果和植物的汁液中，它是麦芽糖、淀粉和糖苷类的构造单位．果糖再以游离态存在于水果和蜂蜜中，蜂蜜成分中大约40％左右为果糖．1单糖的作用及功能（1）甜味剂蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于蔗糖（sucrose）、D-果糖（D-fructose）、葡萄糖（glucose）的含量。①甜度定义是一个相对值，以蔗糖作为基准物,一般以10%或15%的蔗糖水溶液在20°C时的甜度为1②甜度果糖蔗糖葡萄糖麦芽糖半乳糖③糖的相对甜度（2）亲水功能(吸湿性或保湿性）糖分子中含有羟基，具有一定的亲水能力具有一定的吸湿性或保湿性。吸湿性顺序果糖葡萄糖保湿性顺序葡萄糖果糖例如：面包、糕点、软糖应选吸湿性大的果糖或果葡糖浆.硬糖、酥糖及酥性饼干应选吸湿性小的葡萄糖.4单糖在食品贮藏与加工中的化学反应􀂾脱水反应复合反应变旋现象烯醇化褐变反应褐变反应BrowningReaction①焦糖化现象（PhenomenaofCaramelization)在无水（或浓溶液）条件下加热糖或糖浆，用酸或铵盐作催化剂，生成焦糖的过程，称为焦糖化。A.焦糖化反应产生色素的过程糖经强热处理可发生两种反应�分子内脱水向分子内引入双键，然后裂解产生一些挥发性醛、酮，经缩合、聚合生成深色物质。生成焦糖或酱色�环内缩合或聚合裂解产生的挥发性的醛、酮经—缩合或聚合—产生深色物质。B.反应条件催化剂：铵盐、磷酸盐、苹果酸、延胡索酸、柠檬酸、酒石酸等。无水或浓溶液，温度150-200℃C.性质焦糖是一种黑褐色胶态物质，等电点在pH3.0-6.9,甚至低于pH3，粘度100-3000cp,浓度在33-38波美度pH在2.6-5.6较好。D.三种色素及用途NH4HSO4催化:耐酸焦糖色素（可用于可口可乐料）(NH4)2SO4:催化啤酒美色剂②美拉达反应（MaillardReaction）蔗糖在食品加工受热时,会和氨基酸产生美拉德反应,即糖类的醛基和氨基酸反应,生成褐色并有焦糖味的物质。Maillard反应对食品品质的影响不利方面营养损失，特别是必须氨基酸损失严重产生某些致癌物质有利方面褐变产生深颜色及强烈的香气和风味，赋予食品特殊气味和风味.Maillard反应在食品加工的应用a.抑制Maillard反应注意选择原料如土豆片，选氨基酸、还原糖含量少的品种，一般选用蔗糖。保持低水分蔬菜干制品密封，袋子里放上高效干燥剂。如SiO2等。应用SO2硫处理对防止酶褐变和非酶褐变都很有效。保持低pH值常加酸，如柠檬酸，苹果酸。其它的处理热水烫漂除去部分可溶固形物，降低还原糖含量。冷藏库中马铃薯加工时回复处理(Reconditioniny)钙处理如马铃薯淀粉加工中，加Ca(OH)2可以防止褐变，产品白度大大提高。b.利用Maillard反应在面包生产，咖啡，红茶，啤酒，糕点，酱油等生产中产生特殊风味，香味通过控制原材料、温度及加工方法，可制备各种不同风味、香味的物质。控制原材料核糖+半胱氨酸：烤猪肉香味核糖+谷胱甘肽：烤牛肉香味控制温度葡萄糖+缬氨酸100—150℃烤面包香味180℃巧克力香味木糖—酵母水解蛋白90℃饼干香型160℃酱肉香型不同加工方法土豆大麦水煮125种香气75种香气烘烤250种香气150种香气（二）双糖类（1）定义：它是由两个单糖分子缩合而成的糖类，如蔗糖、麦芽糖和乳糖。蔗糖水解生成等分子的果糖和葡萄糖。乳糖存在于哺乳动物的乳汁中，牛乳中的糖类主要是乳糖，含量为4－5％，它的分解产物为葡萄糖和半乳糖．麦芽糖是用麦芽及其浸出液中淀粉酶分解淀粉而成．它不游离于自然界，它的分解产物是两个葡萄糖．蔗糖葡萄糖-，（12）果糖苷OCH2OHOHOHOHCH2OHOHOHCH2OH乳糖CH2OHOHOHOOHOHOHCH2OHOH葡萄糖-（14）半乳糖苷低聚糖低聚糖又称为寡糖或寡聚糖。低聚糖（或寡糖01igosaccharides）是指其分子结构由2-10个单糖分子以糖苷键相连接而成的糖类总称。一些常见低聚糖与功能名称主要用途麦芽低聚糖滋补营养性，抗菌性低聚异麦芽糖防龋齿，促进双歧杆菌增殖环状糊精低热值，防止胆固醇蓄积龙胆二糖能形成包装接体果糖低聚糖促进双歧杆菌增殖潘糖防龋齿海藻糖防龋齿，优质甜味蔗糖低聚糖防龋齿，促进双歧杆菌增殖牛乳低聚糖防龋齿，促进双歧杆菌增殖作用机理：功能性低聚糖能促进人体肠道内固有的有益细菌——双歧杆菌的增殖，从而抑制肠道内腐败菌的生长，减少有毒发酵产物的形成。由于双歧杆菌对氧、力、热和酸的高度敏感性，要想直接将它添加入食品中是相当困难的，但这对于低聚糖来说却是易于反掌。自然界的分布自然界中仅有少数几种植物含有天然的功能性低聚糖。例如，洋葱、大蒜、芒壳、天门冬、菊苣根和洋蓟等中含有低聚果糖，大豆中含有大豆低聚糖。2碳水化合物的生理功能（1）它是人体最重要的热量来源。每克碳水化合物在体内可产生40千卡热量。膳食中最主要的碳水比合物是淀粉。在肠道吸收的速度，如葡萄糖100，则半乳糖为110，果糖为43．甘露糖为9．进入体内的碳水化合物以糖原的形式暂时储存于肝和肌肉组织中，成为肌肉活动的后备物质．（2）它也是构成人体的主要物质．它参与许多生命过程。糖蛋白是细胞膜组成成分之一，不少血浆蛋白、激素、粘液中的蛋白质以及胶原等蛋白质，也属于糖蛋白．（3）碳水化合物在食品中的作用提供适宜的质地、口感和甜味（如麦芽糊精作增稠剂、稳定剂）有利于肠道蠕动，促进消化（如纤维素被称为膳食纤维，低聚糖可促小孩肠道双歧杆菌生长，促消化）一些食品中的单糖含量大米0.1-0.2%大豆0.1%小麦0.1-2.4%大米和小麦70%干燥的豆类36-47%马铃薯14.7%叶菜类0.2%香蕉8.8%一些食品中的淀粉含量食品中的糖类化合物(%)产品总糖量单糖和双糖多糖苹果14.5葡萄糖1.17；果糖6.04；蔗糖3.78淀粉1.5；纤维素1.0葡萄17.3葡萄糖2.09；果糖2.40；蔗糖4.25纤维素0.6胡罗卜9.7葡萄糖2.07；果糖1.09；蔗糖4.25淀粉7.8；纤维素1.0甜玉米22.1蔗糖12-17纤维素0.7甘薯26.3葡萄糖0.87；蔗糖2-3淀粉14.65；纤维素0.7肉葡萄糖0.1糖原0.14碳水化合物的含量总碳水化合物（%）＝100－（水分+粗蛋白质+灰分十粗脂肪）%第二节食品中糖的测定方法糖离子色谱法单糖和低聚糖物理法化学法色谱法：纸色谱法、薄层色谱法、酶法相对密度法折光法旋光法还原糖法（斐林氏法、高锰酸钾法、铁氰化钾法）碘量法缩合反应法多糖淀粉：水解为单糖，再用单糖测定方法测定果胶和纤维素：多采用重量法还原糖测定的标准方法GB/T5009.7-2003这一方法适用于各类食品中还原糖测定。奶粉中的乳糖测定GB/T5413.5常用的提取剂有水和乙醇溶液，提取液的制备方法要根据样的性状而定，但应遵循以下原则：①取样量和稀释倍数的确定，要考虑所采用的分析方法的检测范围。一般提取经净化和可能的转化后，每毫升含糖量应在0.5~3.5mg之间，提取10克含糖2%的样品可在100毫升容量瓶中进行；而对于含糖较高的食品，可取5~10克样品于250毫升容量瓶中进行提取。一可溶性糖类的提取和澄清(1)提取液的制备②含脂肪的食品，如乳酪，巧克力，蛋黄酱及蛋白杏仁糖等，通常需经脱脂后再以水进行提取。一般以石油醚处理一次或几次，必要时可以加热。每次处理后，倾去石油醚层（如分层不好，可以进行离心分离），然后用水提取。③含大量淀粉和糊精的食品，如粮谷制品，某些蔬菜，调味品，用水提取会使部分淀粉，糊精溶出，影响测定，同时过滤也困难，为此，宜采用乙醇溶液提取。乙醇溶液的浓度应高到足以使淀粉和糊精沉淀，通常用70~75%的乙醇溶液。若样品含水量较高，混合后的最终浓度应控制在上述范围内。提取时可加热回流，然后冷却并离心，倾出上清液，如此提取2~3次，合并提取液，蒸发除去乙醇。用乙醇溶液作提取剂时，提取液不用除蛋白质，因为蛋白质不会溶解出来。④含酒精和二氧化碳的液体样品，通常蒸发至原体积1/3~1/4，以除去酒精和二氧化碳。但酸性食品，在加热前应预先用氢氧化钠调节样品溶液至中性，以防止低聚糖被部分水解。⑤提取固体样品时，为提高提取效果，有时需加热，加热温度一般控制在。40~50℃，一般不超过80℃，温度过高时右溶性多糖溶出，增加下步澄清工作的负担，用乙醇做提取剂，加热时应安装回流装置。（2）提取液的澄清①能较完全地除去干扰物质②不吸附或沉淀被测糖分，也不改变被测糖分的理化性质③过剩的澄清剂应不干扰后面的分析操作，易于除掉。作为澄清剂必需具备以下几点要求常用三种澄清剂：中性醋酸铅[Pb（CHCOO)2•3H2O]乙酸锌和亚铁氰化钾溶液硫酸铜和氢氧化钠溶液二食品中还原糖的测定直接滴定法、高锰酸钾法、萨氏法、碘量法（一）直接滴定法(1)原理(2)适用范围(3)试剂(4)测定方法(5)结果计算(6)说明与讨论将一定量的碱性酒石酸铜甲、乙液等量混合，立即生成天蓝色的氢氧化铜沉淀，这种沉淀很快与酒石酸钾钠反应，生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物。在加热条件下，以次甲基蓝作为指示剂，用样液滴定，样液中的还原糖与酒石酸钾钠铜反应，生成红色的氧化亚铜沉淀，待二价铜全部被还原后，稍过量的还原糖把次甲基蓝还原，溶液由蓝色变为无色，即为滴定终点。根据样液消耗量可计算还原糖含量。(1)原理菲林试剂法①原理食物中的还原糖成分能将菲林试剂还原成氧化亚铜，并借助次甲基蓝作指示剂。②反应方程式(2)适用范围及特点本法又称快速法，它是在蓝-爱农容量法基础上发展起来的，其特点是试剂用量少，操作和计算都比较简便、快速，滴定终点明显。适用于各类食品中还原糖的测定。但测定酱油、深色果汁等样品时，因色素干扰，滴定终点常常模糊不清，影响准确性。本法是国家标准分析方法。(3)试剂①碱性酒石酸铜甲液：称取15g硫酸铜及0.05g四甲基蓝，溶于水中并稀释到1000ml②碱性酒石酸铜乙液:取50g酒石酸钾钠及75g氢氧化钠，溶于水中，在加4g亚铁氰化钾，完全溶解后，再用水稀到1000ml，储存于橡胶塞玻璃瓶内。③乙酸锌溶液：称取21.9g乙酸锌，加3ml冰醋酸，加水溶解并稀释1000ml。④106g/L亚铁氰化钾溶液。⑤盐酸。⑥葡萄糖标准液：准确称取1.000g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。(4)测定方法碱性酒石酸铜溶液的标定样品溶液预测样品溶液测定样品处理①样品处理取适量样品，按第二节中的原则对样品进行提取，提取液移入250ml容量瓶中，慢慢加入5ml乙酸锌的溶液和5ml亚铁氰化钾溶液，加水至刻度，摇匀后静至30分钟。用干燥滤纸过滤，弃初滤液，收集滤液备用。②碱性酒石酸铜溶液的标定准确吸取碱性酒石酸铜甲液和乙液各5ml，置于250ml锥形瓶中，加水10ml，加玻璃珠3粒。从滴定管滴加约9ml葡萄糖标准溶液，加热使其在2分钟内沸腾，准确沸腾30秒，趁热以每2秒一滴的速度滴加葡萄糖标准溶液，直至溶液蓝色刚好图褪去为终点。记录消耗葡萄糖标准溶液的总体积。平行操作3次，取其平均值。F=c•V式中：F--------10mg碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量，mg;C-------葡萄糖标准溶液的浓度，mg/ml；V---------标定时消耗葡萄糖标准溶液的总体积，ml。③样品溶液预测吸取碱性酒石酸铜甲液及乙液各5ml，置于250ml锥形瓶中，加水1