廖敏菊，韋佳秀，韋冬玲，曾月娥，韋海軍

（廣西糖業(yè)集團(tuán)柳興制糖有限公司，廣西 柳州 545112）

0 前言

在甘蔗制糖過(guò)程中，具有還原性的糖主要為葡萄糖和果糖，總稱為還原糖。還原糖的產(chǎn)生或存在的多少，會(huì)直接影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程和最終產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。對(duì)糖品中的還原糖分進(jìn)行及時(shí)有效地檢測(cè)，就顯得極為重要。根據(jù)目前甘蔗制糖還原糖的檢測(cè)方法主要是《蘭艾農(nóng)法》和《蘭艾農(nóng)恒容法》，這兩種方法主要都是通過(guò)一定量的斐林試劑與糖品中具有還原性的糖進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，以確定糖品中還原性糖含量的高低。標(biāo)定該試劑的標(biāo)準(zhǔn)溶液，甘蔗制糖檢測(cè)中一直以來(lái)都是根據(jù)《甘蔗制糖化學(xué)管理分析方法》中所述方法進(jìn)行配制轉(zhuǎn)化糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，其過(guò)程過(guò)于煩雜，時(shí)耗過(guò)長(zhǎng)，在當(dāng)前追求工作效率高度化的時(shí)代，已存在缺陷。為克服不利于提高工作效率的因素影響，文中以市售葡萄糖配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液取代轉(zhuǎn)化糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，對(duì)一定量的斐林試劑進(jìn)行標(biāo)定和檢測(cè)樣品還原糖分的研究。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器

錐形瓶：250ml；滴定管：50ml；加熱電爐：可調(diào)式電爐；分析天平：分度為萬(wàn)分之一。

1.2 實(shí)驗(yàn)主要試劑

還原糖測(cè)定所需甲液、乙液的混合試劑，即斐林試劑，是定量樣品中還原糖的主要物質(zhì)。

1.2.2 轉(zhuǎn)化糖標(biāo)準(zhǔn)溶液

轉(zhuǎn)化糖標(biāo)準(zhǔn)溶液由純蔗糖經(jīng)酸化水解轉(zhuǎn)化后進(jìn)行配制。

1.2.3 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液

以市售的葡萄糖分析純經(jīng)烘至恒重后進(jìn)行配制。

1.2.4 次甲基藍(lán)

還原糖檢測(cè)進(jìn)行到反應(yīng)終點(diǎn)的指示劑。

1.3 實(shí)驗(yàn)操作

1.3.1 斐林試劑的規(guī)定量

企業(yè)投標(biāo)報(bào)價(jià)，首先應(yīng)根據(jù)招標(biāo)文件、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、施工組織設(shè)計(jì)、企業(yè)定額等估價(jià)依據(jù)，確定企業(yè)成本價(jià)，再加上預(yù)期利潤(rùn)，得到企業(yè)的合理報(bào)價(jià)，而不是盲目追求低價(jià)，甚至低于企業(yè)成本。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，企業(yè)經(jīng)營(yíng)部門(mén)編制投標(biāo)書(shū)時(shí)，出現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查不細(xì)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際不夠，單價(jià)分析不合理，風(fēng)險(xiǎn)因素考慮不夠等問(wèn)題，直接導(dǎo)致中標(biāo)價(jià)低于企業(yè)成本，項(xiàng)目部成本壓力很大。如包西線某項(xiàng)目，標(biāo)前調(diào)查時(shí)認(rèn)為只有2～3公里的便道，實(shí)際施工時(shí)臨時(shí)便道修了20多公里，僅此一項(xiàng)虧損就達(dá)300多萬(wàn)元。再如某鐵路項(xiàng)目2號(hào)隧道臨時(shí)便道需要通過(guò)一個(gè)既有線下的小通道橋，投標(biāo)時(shí)忽略了這一因素引起的材料二次倒運(yùn)費(fèi)，造成中標(biāo)單價(jià)偏低，實(shí)際施工時(shí)損失20多萬(wàn)元。

檢測(cè)方法中用以檢測(cè)樣品中還原糖分的斐林試劑的規(guī)定用量是定量樣品中還原糖量的基礎(chǔ)，對(duì)某一定量的斐林試劑進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定是關(guān)鍵?！短m艾農(nóng)法》的規(guī)定量是甲、乙各5mL等量混合為10mL的斐林試劑；《蘭艾農(nóng)恒容法》的規(guī)定量是甲、乙各10mL等量混合為20mL的斐林試劑。

1.3.2 轉(zhuǎn)化糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

根據(jù)《甘蔗制糖化學(xué)管理分析方法》中所述，首先是將蔗糖進(jìn)行純化處理，再將純蔗糖進(jìn)行酸化水解處理，生成具有還原性的糖。其酸化處理過(guò)程，需在室溫20℃至25℃的條件下，經(jīng)過(guò)8天的時(shí)間進(jìn)行靜置轉(zhuǎn)化才能徹底水解完成。由于是經(jīng)過(guò)酸化處理，其中的酸性比較強(qiáng)，在分取配制轉(zhuǎn)化糖標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，還需進(jìn)行調(diào)節(jié)為中性或微堿性溶液，最后配制成《蘭艾農(nóng)法》要求濃度為0.2%的轉(zhuǎn)化糖標(biāo)準(zhǔn)溶液或《蘭艾農(nóng)恒容法》要求濃度為0.25%的轉(zhuǎn)化糖標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.3.3 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

根據(jù)《蘭艾農(nóng)法》或《蘭艾農(nóng)恒容法》檢測(cè)還原糖分的要求配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，將市場(chǎng)上可以直接購(gòu)買(mǎi)的葡萄糖分析純于98～100℃條件下烘至恒重，利用分析天平準(zhǔn)確稱取2.000克或2.500克葡萄糖分析純，以少量的蒸餾水將其溶解，并準(zhǔn)確定容至1000mL，即獲濃度為0.2%或0.25%葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.3.4 斐林試劑的標(biāo)定

還原糖檢測(cè)方法中所使用的斐林試劑是度量樣品中還原糖的主要物質(zhì)，能否準(zhǔn)確標(biāo)定一定量的斐林試劑相當(dāng)?shù)倪€原糖量，是準(zhǔn)確檢測(cè)樣品中還原糖分的關(guān)鍵。根據(jù)還原糖的檢測(cè)方法，利用配制的轉(zhuǎn)化糖標(biāo)準(zhǔn)溶液和葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液分別對(duì)同一定量的斐林試劑進(jìn)行4次平行標(biāo)定操作，結(jié)果如表1所示。

表1 兩種標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)一定量斐林試劑進(jìn)行標(biāo)定的操作

1.3.5 經(jīng)兩標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定的斐林試劑用于檢測(cè)樣品

以葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定的斐林試劑，對(duì)樣品的還原糖進(jìn)行檢測(cè)，與以轉(zhuǎn)化糖標(biāo)定的斐林試劑對(duì)同一樣品的還原糖分進(jìn)行檢測(cè)比對(duì)，按標(biāo)定方法以10ml（甲液、乙液各5ml）和20ml（甲液、乙液各10ml）分別對(duì)同一桔水樣品進(jìn)行檢測(cè)其還原糖分，所得結(jié)果如表2所示。

表2 斐林試劑經(jīng)兩標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定后對(duì)同一桔水樣品的檢測(cè)

2 結(jié)果與討論

2.1 實(shí)驗(yàn)概況

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表1中所示，由不同檢測(cè)方法，可知每種標(biāo)準(zhǔn)溶液只要是以相同的濃度對(duì)一定量的斐林試劑進(jìn)行標(biāo)定操作，其結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差都很小，重現(xiàn)性很好，精密度較高。兩標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液分別進(jìn)行四平行檢測(cè)，所獲結(jié)果平均值相近，說(shuō)明由蔗糖轉(zhuǎn)化生成的轉(zhuǎn)化糖成份與葡萄糖相同。通常蔗糖在一定溫度和酸度條件作用，極易被轉(zhuǎn)化生成具有同分異構(gòu)體的葡萄糖和果糖，并且這樣的轉(zhuǎn)化是不可逆的過(guò)程［1］。表2中顯示，利用兩標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定的斐林試劑用于檢測(cè)同一桔水樣品，其檢測(cè)還原糖分結(jié)果相近。進(jìn)一步說(shuō)明，一定量的斐林試劑只能與一定量的還原糖量反應(yīng)，一定量的斐林試劑通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)還原糖溶液的標(biāo)定后，就可用于檢測(cè)、計(jì)算出樣品中的還原糖分。

2.2 兩標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)具有的化學(xué)共性

表1中所列平均值相近，說(shuō)明了轉(zhuǎn)化糖的主要成分是葡萄糖，實(shí)際上蔗糖經(jīng)水解轉(zhuǎn)化的最終產(chǎn)物是葡萄糖與果糖，二者為同分異構(gòu)體，與市售現(xiàn)成的葡萄糖化學(xué)性質(zhì)相同，都具有還原性，能與具有氧化性的Cu2+起反應(yīng)生成紅色的氧化亞銅沉淀。含有Cu2+離子的斐林試劑是將一定量的堿性酒石酸銅甲、乙液等量混合，立即生成藍(lán)色的氫氧化銅沉淀，這種沉淀很快與酒石酸鉀鈉反應(yīng)，生成深藍(lán)色的可溶性酒石酸鉀鈉銅絡(luò)合物。在加熱條件下，用含有還原性糖的樣品溶液滴定此絡(luò)合物，其中的還原性糖（葡萄糖或果糖）與堿性酒石酸鉀鈉銅反應(yīng)生成微紅色的氧化亞銅沉淀。在接近滴定終點(diǎn)時(shí)，以次甲基藍(lán)作指示，溶液又變藍(lán)色，繼續(xù)滴定，待二價(jià)銅全部被還原后，稍過(guò)量的還原性糖能將次甲基藍(lán)還原，溶液由藍(lán)色突然變?yōu)橹暗募t色，即為滴定終點(diǎn)［2］。

2.3 物質(zhì)參與反應(yīng)的關(guān)系量

2.3.1 兩相同濃度的不同標(biāo)準(zhǔn)溶液與等量斐林試劑的反應(yīng)量相等

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，《蘭艾農(nóng)法》所規(guī)定的斐林試劑量為10mL，利用轉(zhuǎn)化糖標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)定，消耗濃度為0.2%的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積均值為25.65mL，則其相當(dāng)?shù)倪€原糖量應(yīng)為：0.2%×25.65＝0.0513克，消耗相同濃度的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液均值為25.65mL，則相當(dāng)?shù)倪€原糖量為：25.65×0.2%＝0.0513克；在《蘭艾農(nóng)恒容法》中，消耗濃度為0.25%的轉(zhuǎn)化糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的均值為39.94mL，則其相當(dāng)?shù)倪€原糖量為0.25%×39.94＝0.09985克；消耗同濃度的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液均值為39.95mL，則其相當(dāng)?shù)倪€原糖量為0.25%×39.95＝0.099875克?？梢?jiàn)還原糖與斐林試劑進(jìn)行反應(yīng)能定量進(jìn)行，這種定量是基于斐林試劑中能與之反應(yīng)的Cu+量，配制斐林試劑的Cu+量一旦確定，就能度量樣品中的還原糖量。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式，由1mol葡萄糖應(yīng)該將6molCu2+還原為Cu+，但實(shí)際并不能根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式直接計(jì)算出樣品中的還原糖分，而是根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證，1mol葡萄糖只能還原比5mol稍微多點(diǎn)的Cu2+，且隨反應(yīng)條件而變化［3］。因此，只能先通過(guò)利用已知濃度的還原性糖標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)一定量的斐林試劑進(jìn)行標(biāo)定，確定其所相當(dāng)?shù)倪€原糖量，再將欲測(cè)還原糖分的樣品，在同樣的條件下，以樣品溶液對(duì)一定量的斐林試劑進(jìn)行滴定操作，根據(jù)所耗用樣品滴定量就可計(jì)算其中的還原糖。

2.3.2 兩標(biāo)準(zhǔn)溶液以不同濃度標(biāo)定斐林試劑檢測(cè)樣品中的還原糖相等

表2中，依《蘭艾農(nóng)法》的檢測(cè)要求是以10mL的斐林試劑進(jìn)行，其相當(dāng)?shù)倪€原糖量為：0.2%×25.65×100%=0.0513克，則樣品桔水溶液與之反應(yīng)的還原糖量為：桔水還原糖分×1.27%×桔水樣液滴定數(shù)＝0.0513，由此可知：桔水還原糖分＝0.0513÷（1.27%×桔水樣液滴定數(shù)）×100%＝0.0513÷1.27%÷32.45×100%＝12.45%，同理，依《蘭艾農(nóng)恒容法》檢測(cè)的計(jì)算過(guò)程同此，桔水還原糖分＝0.099875÷（2.40%×桔水樣液滴定數(shù)）×100%＝0.099875÷（2.40%×33.35）×100%＝12.48%。兩種標(biāo)準(zhǔn)物都可配制為不同濃度的溶液對(duì)一定量的斐林試劑進(jìn)行標(biāo)定，從而對(duì)需要檢測(cè)的樣品進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果差不多。一定量的斐林試劑是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定量樣品中還原糖分的“橋梁”。

3 結(jié)論

通過(guò)比對(duì)試驗(yàn)可知，在甘蔗制糖檢測(cè)中轉(zhuǎn)化糖與市售葡萄糖都具有還原性，能與一定量的斐林試劑進(jìn)行等量反應(yīng)，不同的只是來(lái)源，轉(zhuǎn)化糖是以純蔗糖進(jìn)行酸化水解處理最終生成葡萄糖和果糖，需要比較長(zhǎng)的時(shí)間，而葡萄糖可以直接在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)，省時(shí)省力。轉(zhuǎn)化糖中果糖與葡萄糖為同分異構(gòu)體，化學(xué)性質(zhì)相近，與市售葡萄糖化學(xué)性質(zhì)相同，以市售葡萄糖作為標(biāo)定斐林試劑的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在甘蔗制糖檢測(cè)中的運(yùn)用沒(méi)有任何問(wèn)題，完全可以取代純蔗糖制作轉(zhuǎn)化糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，對(duì)斐林試劑進(jìn)行有效標(biāo)定操作，這對(duì)進(jìn)一步提高在甘蔗制糖中檢測(cè)還原糖分的工作效率有重要的意義。