4、液相色谱法
原理:蛋白质样品经酸或碱水解后再用丹磺酰氯(强荧光剂)进行衍生化作用而溶解于流动相溶液中,采用高压液相色谱仪分离并用荧光检测器进行测定,即可测定出各种氨基酸的含量。
三、脂类测定:提取剂种类、优缺点;索氏提取法与酸水解法的原理方法注意事项;乳脂肪
测定的种类;食用油特性的定义。
(一)、提取剂与样品处理
1、提取剂:可采用低沸点的有机溶剂萃取脂类。 (1) 乙醚(非极性)。
优点:乙醚的沸点低为34.6℃,溶剂脂肪能力强大于石油醚。
缺点:能被2%的水饱和;含水的乙醚抽提能力降低(羟基与水能形成氢键使穿透组织能力降低,即抽提能力下降);含水的乙醚使非脂成分溶解,而被抽提出来,使结果偏高(糖蛋白质等);使结果偏高,而且乙醚易燃,安全性低。 (2) 石油醚
石油醚溶解脂肪能力比乙醚弱些,但吸收水分比乙醚少。没有乙醚易燃。使用时允许样品含有微量水分,它没有胶溶现象,不会夹带胶溶淀粉、蛋白质等物质。采用石油醚提取剂,测定值比较接近真实值。
对于乙醚、石油醚这两种溶剂适用于已烘干磨碎样品,不易潮解结块的样品 只能提取样品种中游离态的脂肪,不能提取结合态的脂肪; 对于结合态脂,必须预先用酸或碱破坏脂类和非脂成分的结合后才能提取。有时利用两种溶剂的优点,常常混合使用。
(3) 氯仿-甲醇是另一种有效的溶剂,它对于脂蛋白,磷脂的提取效率较高,特别适用于水产品、家禽、蛋制品等食品脂肪提取。 2、样品处理:
①粉碎:增加接触面,更有利于脂肪提取;
②加海砂:有的样品易结块,用乙醚提取较困难,为了使样品保持散粒状可以加一些海砂,一般加样品的4-6倍量(目的使样品疏松,这样扩大了与有机溶剂的接触面积,有利于萃取);
③加入无水硫酸钠:因为乙醚可被2%水饱和,使乙醚渗入到组织内部抽提脂肪的能力降低,所以有些样品含水量高时可加入无水硫酸钠,用量以样品呈散粒状为止。
④干燥:干燥的目的:提高脂肪的提取效率。干燥时要注意温度,温度过高脂肪氧化;脂肪与糖、蛋白结合变成复合脂。
⑤水洗:对有些样品还有大量的碳水化合物,测定脂肪时应先用水洗掉水溶性碳水化合物再进行干燥、提取。
⑥酸处理:温度过高时脂与糖、蛋白质等接触,变成复合脂,产生复合脂后,不能用溶剂直接抽提,所以要用酸处理,目的是把结合脂肪水解出。 (二)、脂类测定 1. 索氏提取法
(1) 原理:将经过预处理得到的松散且干燥的样品用无水乙醚或其它机溶剂,在索氏提取器(利用什么原理?)中回流提取,使样品中的脂肪溶入有机溶剂中,确定回收溶剂后残留物质的质量,即为样品中粗脂肪的含量。
(2) 适用范围:适用于游离脂含量高,结合态脂类含量低的样品; (3) 注意:
①剩1-2mL时在水浴上蒸干,避免减压回收时,压力较低,造成部分脂肪的损失 ②整个体系须充分干燥,否则无水乙醚吸收2%水分后会抽提出非脂成分;
③抽提时冷凝管上端最好连接一个氯化钙干燥管,这样可防止空气中水分进入; ④乙醚中不得含过氧化物,否则会导致部分脂肪的氧化,烘干时也容易爆炸,检测方法:取6mL乙醚,加入2mL 100g/L的碘化钾溶液,振摇1min后,不出现黄色为合格);
⑤蒸馏乙醚,切忌用明火加热;留个缝别关紧。
⑥干燥残留物时不要将烘箱门关紧,以避免因乙醚浓度过高引起爆炸。 2. 酸水解法
原理:将样品与盐酸溶液一同加热进行分解,使结合态或者包藏在组织中的脂肪游离出来,再用乙醚和石油醚提取,经回收溶剂,得到干燥提取物即为样品中的脂肪。测出的脂肪为游离态脂和结合脂全部脂类。
适用范围:本法适用于各种形态脂肪的测定;但是不适用于鱼类、贝类等样品,因为含磷脂多,磷脂在盐酸介质中容易分解。不适用含糖分高的样品,因为糖份遇到酸容易碳化
注意:
①实验过程中,水解后一般要加入适量乙醇,其目的是沉淀蛋白质,促进脂肪聚集;除去部分碳水化合物、有机酸等,使其保留到水相。
②加入石油醚目的是:降低乙醇和水分在乙醚中的溶解度,使乙醇溶解物留在水层,使分离效果更好,分层更明显。石油醚不能被水饱和,不能形成胶溶,使分层明显。
③水解时最好加上回流装置,避免水分损失,使酸度升高,酸度高,加热条件下可能造成脂中的酯键水解为脂肪酸。
④挥干后如呈黑色焦油状,主要是分解物与水混合所致,如何处理?用等量的乙醚和石油醚混合溶剂重新溶解,最好溶解后加入无水硫酸钠(去除水分,免石油醚效率低)干燥,过滤,然后再进行挥干。
3. (乳脂)罗兹——哥特里法
原理:碱性乙醚提取法、重量法测定乳脂肪,用氨-乙醇溶液破坏乳的胶体性状和脂肪球膜,暴露出脂肪球,再利用乙醚-石油醚提取脂肪,干燥,称量,即得脂肪含量。
适用范围:本法适用于各种液状乳(生乳、加工乳、部分脱脂乳、脱脂乳等),各种炼乳、奶粉、奶油及冰淇淋等能在碱性溶液中溶解的乳制品,也适用于豆乳或加水呈乳状的食品。本法为国际标准化组织(ISO), (FAO/WHO)等采用,为乳及乳制品脂类定量的国际标准法。
注意:
①为什么氨-乙醇溶液可以破坏乳的胶体性状和脂肪球膜?因为一来改变溶液体系的电荷性质,阻止胶体形成;二来酪蛋白酸钙盐成为可溶性的酪蛋白酸铵。
②操作时加入乙醇的作用是沉淀蛋白质以防止乳化,并溶解醇溶性物质,使其留在水中,避免进入醚层,影响结果。
③加入石油醚的作用是降低乙醚极性,使乙醚与水不混溶,只抽提出脂肪,并可使分层清晰。
4. (乳脂)巴布科克法和盖勃法
原理:用浓硫酸溶解乳中的乳糖和蛋白质等非脂成分,将牛奶中的酪蛋白钙盐转变成可溶性的重硫酸酪蛋白,使脂肪球膜被破坏,脂肪游离出来,再利用加热离心,使脂肪完全迅速分离,直接读取脂肪层的数值,便可知被测乳的含脂率。
适应范围与待点:适用于鲜乳及乳制品脂肪的测定。对含糖多的乳品(如甜炼乳、加糖乳粉等),采用此方法时糖易焦化(有浓硫酸),使结果误差较大,故不适宜。
? 此法操作简便,迅速。对大多数样品来说测定精度可满足要求,但不如重量法准确。
5. 食用油脂理化特性测定[掌握概念]
? 酸价:中和1 g 油脂中的游离脂肪酸所需氢氧化钾的质量(mg)。酸价是反映油脂酸败的主要指标。
? 碘价(碘值):100 g 油脂所吸收的氯化碘或溴化碘换算成碘的质量(g)。碘价在一定范围内反映油脂的不饱和程度。
? 过氧化值:滴定1 g 油脂所需用( 0.002 mol/L ) Na2S2O3 标准溶液的体积(mL)。过氧化值大小是反映油脂是否新鲜及酸败的程度。
? 皂化价:中和1 g 油脂中的全部脂肪酸(游离+ 结合的)所需氢氧化钾的质量(mg)。皂化价可对油脂的种类和纯度进行鉴定。
? 羰基价:用羰基价来评价油脂中氧化物的含量和酸败程度。酸败后会产生醛、酮等羰基。总羰基价——用硫代巴比妥酸比色法测定。 ? 氧化值:酸败成分氧化时所需氧的毫克数。
四、糖类测定:掌握还原糖、蔗糖、淀粉、纤维素测定方法,了解果胶测定;重点掌握还原
糖几种测定方法的原理及实验现象、注意问题,尤其直接滴定法。
可溶性糖样品预处理:食品中可溶性糖通常指葡萄糖、果糖等单糖以及蔗糖等低聚糖。测定可溶性糖时一般要选择适当的溶剂进行提取,然后对提取液进行纯化,排除干扰,然后才能测定。提取→澄清(纯化)。
提取剂:①水——温度一般控制在40-50oC,效果较好。温度高时,有可溶性淀粉和糊精溶出干扰测定。如果样品中含酸性物质较多,为避免加热提取时蔗糖等低聚糖部分水解,提取液应事先调为中性。另外,提取过程如用水提取,还要加入HgCl2使酶失活,防低聚糖被酶水解。②乙醇水溶液——对糖类有一定溶解性,但乙醇浓度足够高时,可避免蛋白质、糊精和淀粉溶出。通常用的是70-85%的乙醇溶液。用该提取剂的优点在于不用对提取液进行除蛋白质的预处理操作。
提取液的制备原则:①确定合适的取样量和稀释倍数。②含脂肪的食品须经脱脂后进行提取:样品中含脂肪较高时,应用石油醚进行脱脂萃取数次,每次处理后倾去石油醚层,然后用水提取糖类。③含大量淀粉、糊精的样品,需采用乙醇溶液提取④含酒精和二氧化碳的液体样品:需加热除去挥发组分,并用氢氧化钠溶液调节溶液至中性,以免造成部分低聚糖的酸性水解及单糖的聚合副反应。
提取液的澄清(沉淀干扰物):
①中性乙酸铅[Pb(CH3COO)2?3H2O] 铅离子能与很多离子结合,生成难溶沉淀,同时吸附除去部分杂质。它可以除去蛋白质、果胶、有机酸、单宁等杂质。其作用可靠,不沉淀溶液中的还原糖,室温下也不会形成铅糖化合物。因而适用于还原糖样液的澄清。缺点:脱色能力差,不适用于深色样液。主要适用范围:浅色糖及糖浆制品、果蔬制品、焙烤制品等。注意事项:铅盐有毒,使用时注意操作规范,注意防护。
②乙酸锌-亚铁氰化钾溶液
利用乙酸锌[Zn(CH3COO)2?2H2O]与亚铁氰化钾反应生成的氰亚铁酸锌沉淀来带走或吸附干扰物。优点:除蛋白质能力强。缺点:脱色能力差。主要适用范围:适用于浅色、蛋白质含量较高的乳制品、豆制品等样液。
③硫酸铜-氢氧化钠溶液
主要适用范围:在碱性条件下,沉淀蛋白,适合富含蛋白质的样品溶液澄清。 ④碱性乙酸铅
适用范围:适用于处理深色糖液,能除去蛋白质、有机酸、单宁等杂质,又能凝聚胶体。缺点:生成较大沉淀,易带走糖,特别是果糖。另外过量的碱性乙酸铅易改变糖类旋光度。
⑤氢氧化铝溶液(铝乳)
主要应用:能凝聚胶体,可用于浅色糖液澄清或者作为附加澄清剂使用;缺点:对非胶态杂质澄清效果不好。
⑥活性碳
主要应用:适用于深色提取液,主要用于除色素;缺点:易吸附较多糖类造成损失,特别对于蔗糖损失可达6-8%,因而其应用较少。 1.(还原糖)直接滴定法:
(1) 除铅的必要性:澄清后的样液中残留有铅离子,在后边测定过程加热样液时,铅能与还原糖(特别是果糖)结合生成铅糖化合物,使消耗的还原糖量增加,从而使测定结果偏低。 (2) 计量原理:本法是根据一定的碱性酒石酸铜溶液(Cu2+量一定)消耗量来计算样液中还原糖含量,反应体系中Cu2+的含量是定量的基础。
(3) 操作方法:一定量碱性酒石酸铜甲(硫酸铜+次甲基蓝)、乙液(NaOH+酒石酸钾钠+亚铁氰化钾)等量混合→立即生成天蓝色Cu(OH)2沉淀→沉淀很快消失,成透明深蓝色(Cu(OH)2与酒石酸钾钠反应,生成深蓝色可溶性酒石酸钾钠铜络合物)→加热→以次甲基蓝为指示剂→含还原糖的样液滴定→样液中还原糖与酒石酸钾钠铜反应→生成红色的Cu2O沉淀。Cu2+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。据样液消耗量可计算出还原糖含量。
(4) 优点:试剂用量少,操作比较简便、快速,滴定终点明显。适用于各类食品中还原糖的测定。缺点: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GB方法。 (5) 注意事项
①实验过程中有两次添加亚铁氰化钾:(1)配置碱性酒石酸铜标准溶液加入;(2)样品溶液前处理时加入。它们的作用有何不同??
碱性酒石酸铜乙液中加入亚铁氰化钾是为了使亚铁氰化钾与Cu+生成可溶性的无色络合物,而不再析出红色沉淀(Cu2O),滴定时防止红色Cu2O沉淀干扰终点判断;
样品溶液前处理时加入是为了和醋酸锌反应形成白色沉淀,作为澄清剂,吸附除去溶液中的蛋白质等杂质,避免干扰测定。
②测的是总还原糖量:此法所用的氧化剂碱性酒石酸铜的氧化能力较强,醛糖和酮糖都可被氧化,所以测得的是总还原糖量。
③配制时需加入一定量的亚铁氰化钾, ④终点指示:次甲基蓝也是一种氧化剂,但在测定条件下氧化能力比Cu 2 +弱,故还原糖先与Cu 2 + 反应, Cu 2 +完全反应后,稍过量的还原糖才与次甲基蓝指示剂反应,使之由蓝色变为无色/淡黄色,指示到达终点。
⑥碱性酒石酸铜甲液和乙液使用:应分别贮存,用时才混合,否则酒石酸钾钠铜络合物长期在碱性条件下会慢慢分解析出Cu2O沉淀,使试剂有效浓度降低。
⑦滴定时不能随意摇动锥形瓶,更不能把锥形瓶从热源上取下来滴定,而且滴定必须在沸腾条件下进行。一是可以加快还原糖与Cu2+的反应速度;二是次甲基蓝变色反应是可逆的,还原型次甲基蓝遇空气中氧时又会被氧化为氧化型,造成滴定终点不稳!三是氧化亚铜也极不稳定,易被空气中氧所氧化。四是保持操作稳定和反应液沸腾可防止空气进入,避免次甲基蓝和氧化亚铜被氧化而增加耗糖量。
⑧要在几分钟之内快速沸腾且完成滴定实验,一是减少与空气接触的机会。二是使体系不至于水分过度会发而明显改变浓度,造成反应环境发生较大变化,从而影响还原糖对二价铜离子的还原能力不稳定,导致测定结果不准。
⑩影响测定结果的主要操作因素:反应液碱度、热源强度、煮沸时间和滴定速度
2.(还原糖)高锰酸钾滴定法
(1) 原理:一定量的样品溶液与一定量过量的碱性酒石酸铜溶液反应→还原糖将二价铜还原为氧化亚铜→过滤得氧化亚铜沉淀→加过量酸性硫酸铁溶液,将其氧化溶解→Fe3+被定量还原为Fe2+ (还原性)→用高锰酸钾标准溶液氧化滴定所生成的Fe2+→根据高锰酸钾溶液消耗量可计算出氧化亚铜量→再从检索表中查出与氧化亚铜量相当的还原糖量→即可计算出样品中还原糖含量。
(2) 本法为国家标准分析方法之一,适用于各类食品中还原糖的测定。优点:准确度高,重现性好,准确度和重现性都优于直接滴定法。有色样品溶液不受限制,因为生成的氧化亚铜沉淀被过滤出来,与原体系分离开来。缺点:操作复杂、费时,需使用特制高锰酸钾法糖类检索表
(3) 与直接滴定法最大的区别在什么地方?因操作原理区别,不加亚甲基蓝,不加亚铁氰化钾,用过量酒石酸铜溶液,直接滴定法用量为定量(样液滴定碱性酒石酸铜溶液,根据酒石酸铜溶液浓度含量定量还原糖)。不加亚铁氰化钾:亚铁氰化钾和氧化亚铜沉淀反应,形成稳定的可溶性络合物盐,而本方法是以氧化亚铜沉淀为定量标准(需要过滤出来再进行定量),因此不能加亚铁氰化钾。用过量酒石酸铜溶液:保证把所有还原糖全部氧化,生成与其含量对应的定量氧化亚铜; (4) 说明
①初步监测样液含糖浓度是否合适。合适:煮沸后反应液应呈蓝色(过剩Cu2+存在, 即酒石酸钾钠铜络离子)。不合适:不呈蓝色,说明碱性酒石酸铜溶液量不够,反映了样液含糖浓度过高,应调整样液浓度。
②样品预处理时,加入碱性酒石酸铜甲液和氢氧化钠溶液,因为碱性酒石酸铜甲溶液:CuSO4+H2SO4+H2O,它与NaOH反应生成Cu(OH)2↓,作为澄清剂,吸附除去蛋白,胶状物质等杂质,避免干扰测定。
③在样品测定时,把样品溶液与碱性酒石酸铜溶液一起沸腾时,须在反应器上加盖表面皿,一是防止沸腾反应过程中溶液飞溅出来损失;二是防止空气对流,使空气中的氧进入体系,氧化生成的氧化亚铜沉淀,造成氧化亚铜损失,导致结果偏低。
④本方法样品预处理时,不能用乙酸锌-亚铁氰化钾体系作为澄清剂。因为此法以测定反应过程中产生的定量的Fe2+为计算依据,因此,在样品处理时,不能用乙酸锌和亚铁氰化钾作为澄清剂,以免引入Fe2+,使得测定结果偏高。
⑤过滤及洗涤Cu2O沉淀的整个过程中需要注意:应使沉淀始终在液面以下,避免氧化亚铜暴露于空气中而被氧化。 3.(还原糖)碘量法
(1) 原理:样品经处理后,取一定量样液于碘量瓶中,加入一定量过量的碘液和过量的氢氧化钠溶液,样液中的醛糖在碱性条件下被碘氧化为醛糖酸钠 →反应液中碘和氢氧化钠都是过量的,两者作用生成次碘酸钠残留在反应液中,当加入盐酸使反应液呈酸性时,析出碘 →然后,用硫代硫酸钠标准溶液滴定析出的碘,则可计算出氧化醛糖消耗的碘量,从而计算出样液中醛糖的含量。
(2) 特点:本法用于醛糖和酮糖共存时单独测定醛糖。适用于各类食品,如硬糖、果汁等样品中葡萄糖的测定。
(3) 注意:本方法的样品用丙酮溶液提取不合适。因为丙酮会消耗单质碘(碘仿反应),影响测定,故应除去。
4.(还原糖)二硝基水杨酸法(DNS法)
(1) 原理: 氢氧化钠和丙三醇存在下,还原糖能将3,5-二硝基水杨酸中的硝基还原为氨基,生成氨基化合物。此化合物在过量的氢氧化钠碱性溶液中呈橘红色,在540nm波长处有最大
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