還原糖快速測(cè)定技術(shù)在谷氨酸發(fā)酵過程中的應(yīng)用

摘 要 谷氨酸發(fā)酵過程中還原糖含量的測(cè)定一般采用費(fèi)林試劑法。 研究了采用還原糖快速測(cè)定儀連續(xù)測(cè)定谷氨酸發(fā)酵過程中還原糖含量的方法, 并與費(fèi)林試劑手工測(cè)定法進(jìn)行了比較。 結(jié)果表明, 儀器測(cè)定法快速、準(zhǔn)確, 操作簡(jiǎn)單, 穩(wěn)定性好, 精密度高。 標(biāo)準(zhǔn)偏差(S)=0.008 , 變異系數(shù)(CV)=0.015 , 回收率=99.2%。

關(guān)鍵詞 還原糖, 谷氨酸發(fā)酵, 還原糖測(cè)定儀, 費(fèi)林試劑

作者:博士研究生, 研究員。收稿時(shí)間:2003-06-11

   還原糖含量是谷氨酸生產(chǎn)過程中主要的檢測(cè)控制參數(shù), 快速測(cè)定還原糖對(duì)發(fā)酵過程控制具有重要的意義。 目前國(guó)內(nèi)谷氨酸生產(chǎn)企業(yè)大多采用手工費(fèi)林試劑法, 也有采用酶電極法測(cè)定葡萄糖含量從而間接反映還原糖變化的[ 1] 。 文中研究的還原糖測(cè)定儀是根據(jù)費(fèi)林試劑法確定還原糖的原理而建立的一種還原糖的測(cè)定方法, 它由自動(dòng)控制系統(tǒng)控制反應(yīng)溫度、攪拌力度、滴定速度, 并自動(dòng)將生化反應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào), 快速完成還原糖的測(cè)定。 儀器法與手工費(fèi)林試劑測(cè)定法相比, 具有快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單等特點(diǎn), 測(cè)定僅需 3 min , 是目前發(fā)酵過程控制的一種理想的還原糖測(cè)定技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 谷氨酸發(fā)酵液

江蘇菊花集團(tuán)。

1.1.2 費(fèi)林試劑

甲液:CuSO4 35.0 g , 1%次甲基蘭 5 mL , 定容1 000m L。乙液:NaOH 126.4 g , 酒石酸甲鈉 117.0 g ,   定容至 1 000 mL。1%標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液:準(zhǔn)確稱取 10.0 g 烘干的葡萄糖, 定容 1 000 mL。0.3 %標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液:準(zhǔn)確稱取 3.0 g 烘干的葡萄糖, 定容 1 000 mL。

1.2 方 法

1.2.1 費(fèi)林試劑法[ 2]

空白試驗(yàn) 取費(fèi)林試劑甲乙液各 5 mL 于 250m L 三角瓶中加水 10 mL, 并預(yù)先加入 20m L 0.1 %標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液, 混合后于電爐上加熱, 使溶液在 2min 內(nèi)沸騰, 以 20 滴/ min 的速度滴定至藍(lán)色剛好消失, 記錄體積。樣品滴定取費(fèi)林試甲乙液各 5 mL , 加入樣品及≤1 m L 的 0.1 %標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液, 使其接近終點(diǎn),以下操作同空白試驗(yàn)。 根據(jù)滴定液的體積計(jì)算還原糖含量。

1.2.2 還原糖快速測(cè)定儀

山東省科學(xué)院中日友好生物技術(shù)研究中心提供[ 2] 。 操作方法見參考文獻(xiàn)[ 3] 。

2 結(jié)果與討論

2.1 精密度試驗(yàn)

取發(fā)酵至 28 h 的谷氨酸發(fā)酵液, 分別按照費(fèi)林試劑測(cè)定法和還原糖測(cè)定儀法測(cè)定還原糖含量, 樣品重復(fù) 8 次測(cè)定,。

2.2 回收率試驗(yàn)

用補(bǔ)償法向同一樣品發(fā)酵液(28 h)中添加無水葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)樣品, 用 2 種方法對(duì)加樣樣品和未加樣樣品進(jìn)行測(cè)定 , 計(jì)算加入葡萄糖的回收率, 用費(fèi)林試劑法和還原糖測(cè)定儀法對(duì)同一罐谷氨酸發(fā)酵液進(jìn)行連續(xù)對(duì)比測(cè)定 。每種方法平行測(cè)定 3 次, 取平均值。

2.3 連續(xù)測(cè)定試驗(yàn)

用還原糖測(cè)定儀法和費(fèi)林試劑法對(duì)同一罐谷氨酸發(fā)酵液進(jìn)行連續(xù)對(duì)比測(cè)定。 還原糖測(cè)定儀法平行測(cè)定 3 次, 取平均值。

3 討 論

還原糖測(cè)定儀法標(biāo)準(zhǔn)偏差(S)變異系數(shù)(CV)均小于直接滴定法, 其回收率高于直接滴定法, 說明還原糖滴定儀穩(wěn)定性好, 重現(xiàn)性好, 測(cè)定結(jié)果精密度、準(zhǔn)確度較高。 原因是還原糖滴定儀采用自動(dòng)控制技術(shù)恒定了斐林試劑滴定過程的溫度、攪拌、滴定速度等反應(yīng)條件, 使手工滴定中很難控制的參數(shù)更加穩(wěn)定[ 4] 。還原糖測(cè)定儀法測(cè)定速度快, 操作簡(jiǎn)單, 測(cè)定只需一次進(jìn)樣, 自動(dòng)化程度高, 省時(shí)。 測(cè)定結(jié)果能更直接和快速反映谷氨酸發(fā)酵過程中還原糖的變化, 有利于谷氨酸發(fā)酵過程的優(yōu)化控制。費(fèi)林試劑法和還原糖測(cè)定儀法測(cè)定結(jié)果的差異性不大。 但對(duì)于發(fā)酵后期樣品的測(cè)定, 儀器測(cè)定更準(zhǔn)確、可靠, 這對(duì)正確判斷發(fā)酵終點(diǎn), 控制原料消耗,降低和控制污染負(fù)荷具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

參考 文獻(xiàn)

1 馮德榮, 尚雪芹, 周*等, 食品與發(fā)酵工業(yè), 1993 , (4):33 ～ 37

2 史建國(guó), 孟慶軍, 楊俊慧等 .食品與發(fā)酵工業(yè), 2003 , 29(1):73 ～ 75

3 史建國(guó), 馬耀宏, 孟慶軍等.煙草研究與管理, 2003 ,(1):30 ～ 31

4 馬耀宏.發(fā)酵科技通訊, 2003 , 32(1):20 ～ 22