怎样测定果实中的可溶性糖、还原糖和蔗糖?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-29
怎样正式测定果实中的还原糖?

从还原糖的预测定中可以大致得到与20毫升铁氰化钾溶液作用时糖的消耗量,正式滴定时,在20毫升铁氰化钾和5毫升氢氧化钠溶液中,先加入比上述糖用量少0.5毫升的糖液煮沸1分钟,加指示剂1滴,边加热边逐滴滴入糖液,每加1滴都要充分摇动,直到终点为止。

可溶性还原糖的鉴定原理 

  生物组织中普遍存在的可溶性糖种类较多,常见的有葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖。前三种糖的分子内都含有游离的具有还原性的半缩醛羟基,因此叫做还原性糖;蔗糖的分子内没有游离的半缩醛羟基,因此叫做非还原性糖,不具有还原性。实际上本实验中,用斐林试剂只能检验生物组织中可溶性的还原糖的存在与否,而不能鉴定可溶性的非还原性糖。

  斐林试剂由质量浓度为0.1g/mL的氢氧化钠溶液和质量浓度为0.05g/mL的硫酸铜溶液配制而成,二者混合后,立即生成淡蓝色的Cu(OH)2沉淀。Cu(OH)2与加入的葡萄糖在加热的条件下,能够生成砖红色的Cu2O沉淀,而葡萄糖本身被氧化成葡萄糖酸。

  用斐林试剂鉴定可溶性还原糖时,溶液的颜色变化过程为:浅蓝色—棕色—砖红色(沉淀)。

  蛋白质的鉴定原理  

  鉴定生物组织中是否含有蛋白质时,常用双缩脲法,使用的是双缩脲试剂。双缩脲试剂的成分是质量浓度为0.1g/mL的氢氧化钠溶液和质量浓度为0.01 g/mL的硫酸铜溶液。在碱性溶液(NaOH)中,双缩脲(H2NOC-NH-CONH2)能与铜离子作用,形成紫色或紫红色的络合物,这个反应叫做双缩脲反应。由于蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键,因此,蛋白质都可与双缩脲试剂发生颜色反应。

  用于鉴定可溶性还原糖的实验材料准备

  植物组织是常用的实验材料,但必须加以选择。在双子叶植物中,光合作用的主要产物葡萄糖形成后合成为淀粉,暂时储藏在叶子内,因此最好不用双子叶植物的叶子作实验材料,有些单子叶植物,如韭菜、鸢尾,并不将光合作用的初始产物转变为淀粉,因此叶内含有大量的可溶性单糖,但是,由于叶片中叶绿素的颜色较深,对于鉴定时的颜色反应起着掩盖作用,导致实验现象不明显,因此,也不宜用单子叶植物的叶子作实验材料。

  本实验最理想的实验材料是含糖量较高的生物组织(或器官),而且组织的颜色较浅,或近于白色的,如苹果和梨的果实。经试验比较,颜色反应的明显程度依次为苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜。

  用于鉴定脂肪的实验材料准备

  实验材料最好选择富含脂肪的种子,如花生种子(取其子叶)。供实验用的花生种子,必须提前浸泡3~4 h。浸泡时间短了,不容易切成片;浸泡时间过长,则组织太软,切下的薄片不易成形。

  做鉴定脂肪的实验,教师可根据本地区的情况选用苏丹III或苏丹IV染液。苏丹III染液遇脂肪的颜色反应为橘黄色,苏丹IV染液遇脂肪的颜色反应为红色。因苏丹IV染液与脂肪的亲和力比较强,所以,染色的时间应比较短,一般为1 min左右。

  用于鉴定蛋白质的实验材料准备

  实验材料最好选用富含蛋白质的生物组织(或器官),植物材料常用的是大豆,动物材料常用的是鸡蛋(卵白)。如用大豆,必须提前浸泡1~2 h,这样容易研磨成浆。有条件的学校,可以直接采用现成的大豆磨成的豆浆,豆浆可以购买,也可用小型的榨汁机制取。利用豆浆作实验材料,可以节约实验时间。

  如果用稀释的卵白作实验材料,效果会更好。

答:果实中含有葡萄糖、果糖和蔗糖,这三者糖总称为可溶性(水溶性)糖。葡萄糖、果糖为六碳糖,称单糖,它们含有醛基和酮基,容易被氧化,又称为还原糖。蔗糖是十二碳糖,叫做双糖,不易被氧化,又称为非还原糖。测定前要先加酸使之水解,生成一个葡萄糖和一个果糖,再测定溶液中可溶性糖的含量。由于在未水解的溶液中还有还原糖,故应以二者之差来计算蔗糖含量。
所有的水果果实都含有葡萄糖和果糖,大部分也含有蔗糖,少数果实,如葡萄不含蔗糖。3种糖以果糖最甜,蔗糖次之,葡萄糖较差,甜度之比为100∶66∶45。
苹果的分析结果通常为:可溶性糖为9%~14%(一般为11%~12%),还原糖7%~10%(一般为9%~10%),蔗糖为0.7%~5%(一般为2%~3%)。梨的可溶性糖为7%~14%,(一般为8%~10%),还原糖6%~9%,蔗糖为0.6%~5%。仁果类(苹果、梨)的果糖含量较高,而核果类(桃、李、杏)中葡萄糖稍高于果糖。
(1)方法原理
铁氰化钾在碱性溶液中可氧化还原糖,用糖的浸出液滴定已知浓度一定量的铁氰化钾溶液时,铁氰化钾即被还原成亚铁氰化钾,还原糖被氧化成糖酸。溶液中有铁氰化钾存在时,溶液呈现指示剂的颜色。当铁氰化钾全部还原为亚铁氰化钾时,再多滴一滴糖液,指示剂就被还原成土黄色的三酚甲烷化合物,根据所消耗的糖液体积,计算糖的含量。
(2)试剂配制
①1%铁氰化钾溶液:准确称取105℃烘干100克分析纯的K3Fe(CN)6于300毫升烧杯中,加去离子水溶解,转移于1升容量瓶中,稀释至刻度,摇匀,过滤后贮于棕色瓶中备用。
②2.50摩尔/升氢氧化钠(NaOH)溶液:在小烧杯中,称取NaOH(分析纯)105克,溶于水中,冷却后用水稀释至1升(A液)。摇匀后从A液中吸取5毫升,加水至100毫升(B液)。吸取B液10~15毫升,用0.1摩尔/升标准酸标定其浓度。B液浓度乘以20即为A液浓度。要求A液恰为20.50摩尔/升。
③中性醋酸铅溶液:称取300克醋酸铅[Pb(CH3COO)2·3H2O]和50克氧化铅(PbO)加水50毫升,在沸水浴上加热至白色或紫红色(约需2~3小时),然后边搅拌边加水950毫升,将此混合液倒入瓶中,盖好,放温暖处,直至溶液澄清。过滤后保存在密封的棕色瓶中备用。
④饱和硫酸钠(Na2SO4·10H2O)溶液:称取165克 Na2SO4·10H2O溶解于1升水中。
⑤次甲基蓝指示剂:1.0克次甲基蓝溶于100毫升水中。
⑥甲基红指示剂:0.2克甲基红溶于100毫升60%乙醇中。
⑦8%氢氧化钠溶液:8克氢氧化钠溶于水稀释至100毫升。
⑧稀氢氧化钠溶液:8%氢氧化钠溶液10毫升稀释至100毫升。
⑨浓盐酸(HCl):比重1.19,分析纯。
(3)仪器设备
万分之一的天平。百分之一的天平、恒温水浴锅、高速组织捣碎机等。
样品的采集:在果园里按照不同处理取树冠外围中部有代表性的无病虫果实若干(不得少于10个),带回实验室,把取来的果实样品洗净擦干或用湿毛巾擦净果皮。分析苹果、梨、葡萄时,需带果皮。剥皮容易的桃样品则应去皮,柑橘要去掉外果皮和里面的白色网纹。西瓜、甜瓜则只取可食部分。葡萄、苹果、桃、李、杏、柑橘和西瓜的种子均弃去,苹果和梨还应去掉鳞片。
取样时,对苹果、梨、桃、西瓜、甜瓜等新鲜水果,取每个果实中部纵横各一片,用不锈钢刀切碎。柑橘取每个果实对角线的两瓣;浆果(葡萄)取每个果穗的上下左右各方面果实数粒。有时葡萄用汁液进行分析。
(4)测定方法
①糖液的提取:用400毫升烧杯,在受皿天平上称取切碎的样品150克,加150毫升去离子水,在高速组织捣碎机上搅拌3分钟。用小烧杯在工业天平上称取浆状物50克(相当于样品25克)用水洗至250毫升容量瓶中,使瓶内液体约为150毫升,用8%氢氧化钠溶液中和溶液中的有机酸,每加1~2滴,摇匀溶液,并用红石蕊试纸少许投入瓶中,当红石蕊试纸在溶液中明显变蓝为止。
将瓶放入80℃的水浴中30分钟,每隔5分钟摇动一次,同时注意调节水浴温度。从水浴中取出瓶,趁热逐滴加入中性醋酸铅,以沉淀其中的蛋白质和色素等,每加数滴,充分摇动瓶子,然后静止片刻,观察上层溶液是否清亮,如已清亮就不加醋酸铅,以防过量,反而使溶液变得混浊无法滤出清夜(据经验,25克元帅系苹果约需中性醋酸铅1.6~1.8毫升,酸多的苹果,如国光,用量稍多些;25克梨则需1.5~3.5毫升)放置数分钟,再加入醋酸铅用量3~4倍的饱和硫酸钠溶液,使多余的铅生成硫酸铅沉淀,将容量瓶放冷,加水至250毫升,摇匀,用滤纸过虑到250毫升的三角瓶中,这一糖液即可用来还原糖的测定。
②还原糖的测定:进行正式测定前,应先预测一次。在100毫升三角瓶中,用三个滴定管分别加入1%铁氰化钾溶液20毫升,2.50摩尔/升氢氧化钠溶液5毫升及糖液3毫升,将三角瓶放在有石棉铁丝网的300瓦小电炉上电热煮沸1分钟,加一滴次甲基蓝指示剂,随即变加热边用上述糖液继续滴定,滴定速度要慢,使溶液保持微沸,在接近终点时,每加一滴糖液,都要充分摇动。溶液颜色的变化:绿—红—蓝紫—紫—土黄,从紫色突变土黄即达到终点。消耗的总糖量(包括先加入的3毫升)在4~6毫升之间时,结果最精确。如果消耗糖液超过8毫升,表示糖的浓度过淡,可取10毫升铁氰化钾溶液及2.50摩尔/升氢氧化钠溶液2.5毫升与糖液重新滴定。如果煮沸1分钟,加次甲基蓝指示剂后溶液立即变蓝,说明糖液太浓,需要稀释一倍后再滴定。
正式滴定:从上述预测,即可大致得到与20毫升铁氰化钾溶液作用时糖的消耗量,正式滴定时,在20毫升铁氰化钾和5毫升氢氧化钠溶液中,先加入比上述糖用量少0.5毫升的糖液(例如,预测时消耗为5.00毫升,则先加入4.5毫升)煮沸1分钟,加指示剂1滴,边加热边逐滴滴入糖液,每加一滴都要充分摇动,直到终点为止。
③可溶性糖的测定:在还原糖的滴定中,溶液里虽然有蔗糖,但是它不能被铁氰化钾所氧化,所以只能滴定出还原糖的含量。如欲滴定蔗糖,则另取糖液加酸水解,转化成等量的葡萄糖和果糖后,再照上法滴定。
测定步骤:吸取糖的滤液50毫升,放入1容量瓶中,另取100毫升容量瓶,加50毫升水,插入温度计,以观察温度变化,将它们一并放入预先加热到70℃的水浴中,当瓶内温度升至60℃时,取出容量瓶,用滴定管准确加入3毫升盐酸(比重1.19),将容量瓶再放入水浴中(注意经常摇动),待瓶内温度升至70℃时,在68~70℃下保持准确8分钟,取出容量瓶迅速冷却,加甲基红指示剂2滴,用8%氢氧化钠溶液中和快到中性时,可改用稀氢氧化钠溶液直到溶液由红变为橙色。如果发现溶液变为黄色,并变混浊,说明加碱过多,要用稀盐酸调回至橙红色。水解好的糖液加水至100毫升,照还原糖的测定与20毫升铁氰化钾溶液进行标定。
铁氰化钾液浓度的确定:准确称取在110℃烘过2小时的分析纯葡萄糖0.2000克溶于水,稀释至100毫升。用此溶液与100毫升铁氰化钾液滴定,方法同上,记下糖液用量。
(5)结果计算
10毫升铁氰化钾溶液相当于葡萄糖的克数(G)为:
G=M×V/100
还原糖(%)=2G×V1×100/W×V2
可溶性糖(%)=2G×V1×2×100/W×V3
蔗糖(%)=[可溶性糖(%)-还原糖(%)]×95%
式中:M——葡萄糖的重量(克):
V——滴定10毫升铁氰化钾溶液所用的标准葡萄糖溶液的体积(毫升);
V1——糖浸出液定容体积(毫升);
V2——还原糖测定中20毫升铁氰化钾溶液消耗的待测糖溶液的体积(毫升);
V3——可溶性糖测定中20毫升铁氰化钾溶液消耗的水解后待测糖溶液的体积(毫升);
W——样品的鲜重(克);
2——在可溶性糖的测定中吸出50毫升滤液,水解后定容至100毫升即将原来糖液稀释了一倍。

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