還原糖測(cè)定儀的研制

摘要: 根據(jù)斐林滴定反應(yīng)的原理 ,研制出一種還原糖自動(dòng)測(cè)定儀 ,用自動(dòng)控制方法 ,穩(wěn)定影響生化反應(yīng)的各種條件 ,大限度地消除了人為因素的影響。 該儀器測(cè)定速度快 ,測(cè)定周期3min左右 ,結(jié)果準(zhǔn)確 ,精確度在 2% 以?xún)?nèi) , CV < 2% ,操作簡(jiǎn)單方便 ,測(cè)定成本低 ,不受樣品色度、濁度的影響 ,可以取代傳統(tǒng)的斐林氏手工測(cè)定法 ,對(duì)多種類(lèi)型樣品進(jìn)行還原糖快速而準(zhǔn)確的測(cè)定。

        還原糖測(cè)定的方法很多 [1 ] ,僅儀器測(cè)定就有色譜法、比色法、層析法、旋光法等。 由于

這些方法對(duì)樣品顏色、濁度、組成成分等都有一定要求 ,因此實(shí)際操作中一般不被采用。目

前工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用的是還原糖斐林氏測(cè)定法[ 2]。 該方法為手工操作 ,過(guò)程簡(jiǎn)單 ,按操

作要求可以進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)定。但該方法受很多因素的干擾 [3 ]。如加樣量、反應(yīng)溫度及時(shí)間、

堿性大小、指示劑濃度、加水體積、搖動(dòng)次數(shù)和力度、滴定速度等都影響測(cè)定結(jié)果。 在實(shí)際

測(cè)定過(guò)程中 ,操作人員很難控制好這些條件 ,測(cè)定誤差較大 ,給生產(chǎn)過(guò)程控制和產(chǎn)品質(zhì)量

檢驗(yàn)帶來(lái)很多麻煩。 為提高其測(cè)定的精確度 ,人們做了大量的改進(jìn)[4 ] ,但只局限于配方的

調(diào)整和方法步驟的改變。 本研究根據(jù)斐林試劑反應(yīng)的原理 ,研制出一種自動(dòng)還原糖測(cè)定

儀 ,用自動(dòng)控制方法 ,穩(wěn)定影響生化反應(yīng)的各種條件 ,大限度地消除了人為因素的影響。

可適合于食品、飲料、發(fā)酵液、糖化液等多種類(lèi)型樣品的測(cè)定 ,為還原糖的分析建立了一種

新的、可靠的測(cè)定方法。 有關(guān)根據(jù)斐林滴定原理設(shè)計(jì)的還原糖自動(dòng)測(cè)定儀 ,目前國(guó)內(nèi)外還

未見(jiàn)報(bào)道。

1 原理、材料及方法

1. 1 原理

斐林試劑是一種氧化劑 ,由甲、乙液組成。測(cè)定時(shí)一定量的甲乙液混合 ,首先形成氫氧化銅 ,然后形成酒石酸鉀銅絡(luò)合物;次甲基藍(lán)作為滴定終點(diǎn)指示劑 ,在氧化溶液中呈藍(lán)色 ,被還原后呈無(wú)色。用標(biāo)準(zhǔn)還原糖滴定時(shí) ,還原糖首先使銅還原 ,至銅被還原完畢 ,糖才使次甲基藍(lán)還原成無(wú)色 ,即為滴定終點(diǎn)。在滴定過(guò)程中 ,溶液顏色逐漸變化: 藍(lán)色→深藍(lán)色→淺藍(lán)色→紫紅色→淡紫紅色 ,在終點(diǎn)時(shí)突然變化至無(wú)色透明。用 570nm的光電轉(zhuǎn)換裝置 ,檢測(cè)滴定過(guò)程中透光率的變化 。根據(jù)電壓變化曲線由儀器控制系統(tǒng)自動(dòng)記錄、采樣、確定滴定終點(diǎn)。 根據(jù)終點(diǎn)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)還原糖的量 ,由控制系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出樣品中的還原糖含量 ,并顯示和打印結(jié)果。

1. 2 儀器結(jié)構(gòu)

儀器由一次儀表和二次儀表兩部分組成 。一次儀表包括反應(yīng)池、攪拌器、加熱器、溫度傳感器、液體流動(dòng)系統(tǒng)和光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng) ,其作用是完成生化反應(yīng)以及將生化信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。二次儀表指中央控制、處理系統(tǒng)及其附屬裝置。其作用是控制一次儀表按規(guī)定的程序運(yùn)轉(zhuǎn)以及將一次儀表產(chǎn)生的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息 ,并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、結(jié)果顯示和打印。

1. 3 材料

1. 3. 1 斐林甲液

稱(chēng)取硫酸銅 35g,取 1% 次甲基藍(lán)溶液 5mL共溶后定容 1000mL。

1. 3. 2 斐林乙液

稱(chēng)取氫氧化鈉 126. 4g ,酒石酸鉀鈉 117g ,與水共溶后定溶至 1000mL。1. 3. 3 100g /L標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液精確稱(chēng)取 100g分析純葡萄糖 ( 105℃干燥 2h ,恒重 ) ,加水溶解 ,并加 10mL分析純鹽酸 ,定容 1000mL備用。

1. 3. 4 0. 1% 標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液

吸取上述 10% 標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液 10mL,加水稀釋定容至 1000mL。

1. 4 測(cè)定方法

1. 4. 1 開(kāi)機(jī)

按動(dòng)開(kāi) /關(guān)鍵 ,儀器自動(dòng)清洗一次 ,開(kāi)機(jī)完成。

1. 4. 2 定標(biāo)

按定標(biāo)鍵 , A、 B液自動(dòng)加入反應(yīng)池 ,加熱開(kāi)始。進(jìn)樣指示燈顯示后用微量進(jìn)樣器注入1. 0%的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖液 100μL。加熱至一定溫度后 ,滴定開(kāi)始。至滴定終點(diǎn)時(shí) ,儀器自動(dòng)采樣 ,顯示和打印測(cè)定結(jié)果。然后儀器自動(dòng)清洗 ,進(jìn)入第二次定標(biāo)。在進(jìn)樣燈亮?xí)r ,加入蒸溜水 100μL,其后過(guò)程同上。 結(jié)果顯示后 ,定標(biāo)完成。

1. 4. 3 樣品測(cè)定

( 1)將待測(cè)樣品稀釋于 1. 0%葡萄糖左右。

( 2)按分析鍵 ,在儀器進(jìn)樣燈亮?xí)r ,用微量進(jìn)樣器注入 100μL樣品稀釋液。

( 3)反應(yīng)完成后 ,儀器顯示并打印結(jié)果。

( 4)將顯示結(jié)果乘以稀釋倍數(shù)即為樣品的百分含量。

2 結(jié)果與分析

2. 1 準(zhǔn)確度與精密度

配制 1. 0% 的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液 ,用微量進(jìn)樣器取 100μL注入反應(yīng)池 ,連續(xù) 10次測(cè)定。

2. 2 線性范圍

用微量進(jìn)樣器取不同體積的 1. 0% 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行測(cè)定。

2. 3 回收試驗(yàn)

在被測(cè)樣品中加入已知含量的葡萄糖溶液 ,作回收實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明 ,不同的樣品中回收率良好 , 95%的置信范圍為 99. 63± 1. 124,可用于多種類(lèi)型樣品的測(cè)定。

2. 4 對(duì)照實(shí)驗(yàn)

在濟(jì)寧菱花集團(tuán)谷氨酸一廠對(duì)發(fā)酵液和糖化液進(jìn)行了測(cè)定 ,并用常規(guī)斐林氏法進(jìn)行了比較。

3 討 論

由以上結(jié)果可以看出 ,還原糖測(cè)定儀與手工斐林試劑測(cè)定法相比有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn):

1. 測(cè)定速度快。中手工測(cè)定法測(cè)定時(shí)間至少 15min,而儀器測(cè)定周期小于 4min。

2. 操作簡(jiǎn)單。 只需按動(dòng)分析鍵 ,用微量注射器將樣品注入反應(yīng)池即可完成測(cè)定。

3. 結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。 其精確度和精密度都高于手工測(cè)定法 ,特別是對(duì) 1% 以下樣品測(cè)

定更具有優(yōu)勢(shì)。

4. 測(cè)定成本低。 儀器測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)是在微量反應(yīng)池中進(jìn)行 ,每次測(cè)定消耗更少的

試劑 ,耗電量也小于國(guó)標(biāo)法。

5. 該儀器抗干擾性強(qiáng) ,基本不受樣品濁度、色度的影響 ,更適合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需要

參考文獻(xiàn):

[ 1] 中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)光譜專(zhuān)業(yè)委員會(huì)譯. AOAC分析方法手冊(cè) [ M ], 1986.

[ 2] 劉宇等. 測(cè)糖新法 斐林氏—— 間接磺量法 [J]. 山東食品發(fā)酵 , 1994, ( 1): 13.

[ 3] 胡嗣明. 酒精生產(chǎn)分析檢驗(yàn) [M ]. 北京: 輕工業(yè)出版社 , 1983.

[ 4] 古文浩等. 蜂蜜還原糖、轉(zhuǎn)化糖測(cè)定方法的改進(jìn) [J]. 軟飲料工業(yè) , 1994, ( 1): 34.