自动电位滴定仪测定饮料中还原糖的含量

目前, 还原糖测定方法多采用直接滴定法和高锰酸钾滴定法, 但这两种方法均为手工滴定, 在终点颜色判别和体积读数等方面都容易引入误差[ 1]。另外, 当还原糖含量低时, 滴定消耗体积增大, 测量误差就会明显增高。近年来, 在化学分析测试领域已出现还原糖测定仪, 大大方便了测量[ 2]。自动电位滴定仪作为另外一种分析手段, 具有操作方便、加液准确、终点电位突跃明显等特点, 在食品中钙及二氧化硫的测定中已有报道[ 3- 4]。本文研究了自动电位滴定仪的动态等当点滴定法测定饮料的还原糖,对方法的线性关系、回收率及精密度进行了研究, 规定了取样量, 另外, 还比较了其与国标法的差异。

1 试验部分

1. 1 原理

样品中的还原糖将斐林溶液中 Cu²⁺还原成Cu⁺, 加入 KI 溶液, 过量的 Cu²⁺与之反应, 生产 I₂及 Cu⁺。然后生成的 I₂可由硫代硫酸钠标准溶液滴定。

1. 2 仪器与试剂

1. 2. 1 仪器

自动电位滴定仪; 氧化还原电极; 电子天平。

1. 2. 2 试剂

0 .1 mo l/ L 硫代硫酸钠标准溶液: 称取 26 g 五水合硫代硫酸钠及 0 .2 g 碳酸钠, 溶于 1 L 水中, 缓缓煮沸 10 min, 冷却, 两周后过滤。

N aO H 溶液: 称取 8 g N aO H , 用水溶解并稀至100 mL 。

16% ( 质量分数) 硫酸溶液: 量取 90 m L 浓硫酸, 稀至 1 L。

30% ( 质量分数) K I 溶液: 称取 150 g K I, 用水溶解后 加入 25 mL NaOH 溶 液, 用水 定 容 至500 mL 。

斐林溶液( I) : 称取 20.96 g 五水合硫酸铜溶于水, 加入 1 mL 硫酸溶液, 用水定容至 500 mL。

斐林溶液( II) : 分别称取 173 g 四水合酒石酸钾钠和 40 g NaOH 溶于水, 将此两种溶液混合定容至500 mL 。

葡萄糖标准溶液: 称取 1 g 及 2 g 葡萄糖, 分别用水溶解并定容至 100 mL, 浓度分别为 10 g/ L 及20 g/ L 。

1. 3 斐林溶液空白测定

吸取 2 mL 水, 加入10 mL 斐林溶液( I) 及5 mL斐林溶液( II) , 加热煮沸 30 s, 用冷水迅速冷却。加10 mL K I、10 mL 硫酸溶液及 30 mL 水, 用硫代硫酸钠标准溶液滴定至电位突跃, 记录滴定消耗体积V 0 。

1. 4 葡萄糖标准溶液校正因子测定

分别吸取 2 mL 10 g/ L 及 20 g/ L 的标准溶液,按照空白测定方法进行测定, 得到滴定消耗体积分别为 V1及 V2, 则标准溶液对应的还原糖浓度分别为(V0- V 1) *1.8 及( V0- V 2 ) *1.8, 其中 1.8 为糖转换系数。

2 结果与讨论

2. 1 样品测定

对于还原糖含量在 10~ 20 g/ L 之间的样品, 吸取 2 mL 样品, 按照空白测定方法进行测定, 得到滴定消耗体积为 V。对于其它样品, 根据表 1 取样或稀释。典型的电位滴定曲线如图 1。对于大于 30 g/ L 的样品, 需要用水稀释。根据以上表格吸取稀释后的样品量, 最后计算时需乘上稀释倍数 F3。

根据 V0、V、F1、F2 及 F3, 样品中还原糖的含量为: (V0- V ) *1.8 *F1* F2* F3* 0.1, 单位为g/ 100 mL 。

2. 2 滴定反应的线性关系

在 2 mL 水中 分别加入 0.010 g、0.015 g、0.020 g、0.025 g、0.030 g、0.035 g、0.040 g、0.045 g、0.050 g 葡萄糖, 按空白测定方法进行测定, 记录滴定消耗体积, 分别 为 3.4996 mL、4.9020 mL、6.2189 mL、7.738 6 m L、9.1611 mL、10.5632 mL、11.9718 mL、13.2356 mL 、14.5476 mL 。以葡萄糖质量为横坐标, 以滴定消耗体积为纵坐标绘制曲线, 如图 2。

从图中可以看出, 该方法具有较好的线性关系,曲线方程为 y= 278.41x+ 0.7408, R2= 0.9996。

2. 3 与国标法测定结果的差异性

选取不同类型的饮料分别用电位滴定法及国标法进行检测, 结果如表 2。

结果表明: F 值为 0.002639, 远小于 Fcrit的8.862, 电位滴定法与国标法测定饮料还原糖含量在= 0.01水平上没有显著性差异, 另外, 两方法相对偏差均小于6% , 因此, 电位滴定法完全能满足饮料中还原糖含量的检测。

2. 4 方法的回收率及精密度

进行了不同类样品还原糖的重复性测定及加标回收试验, 结果如表 4。

结果表明, 各类样品测定结果重复性好, 相对标准偏差均小于2% , 另外, 加标回收率较高, 为 96%~ 103% 。因此, 该方法完全能满足各类饮料中还原糖的检测。

3 结 论

应用自动电位滴定仪可以测定各类饮料的还原糖含量, 操作简便快速, 而且可以排除手工滴定过程中终点颜色判别和体积读数的误差。该方法具有较好的线性关系, 准确度高, 并且重复性好。另外, 该方法与国标法相比, 测量相对误差较小, 在 = 0.01 水平上没有显著性差异, 因此, 完全能替代国标法快速准确地测定饮料中还原糖的含量。

参考文献

[ 1] G B/ T 5009. 7 2003. 食品中还原糖的测定[ S] .

[ 2] 楚 杰, 王德源, 杨 艳, 等. 还原糖测定仪的应用 [ J] .山东食品发酵, 2003(4): 42- 43.

[ 3] 胡曙光, 梁春穗, 王 静, 等. 自动电位滴定法测定高钙食品中钙的方法研究[ J] . 中国卫生检验杂志, 2006, 16( 1) : 57- 58.

[ 4] 朱震海. 自动电位滴定法直接测定葡萄酒中游离 SO2、总 SO2[ J] . 中国卫生检验杂志, 2007, 17( 4) : 652- 654.