Задание 1. Определение содержания редуцирующих сахаров, инвертного сахара и сахарозы фотоколориметрическим методом

Лабораторная работа №2

Количественный анализ сахаров

Цель работы: ознакомление с методами количественного анализа сахаров.

Теоретические сведения

Содержание сахаров в продуктах можно определить различными методами: рефрактометрическим, поляриметрическим, колориметрическим, хроматографическим и с помощью ареометров. Все моносахариды, имеющие свободную альдегидную или кетонную группу, обладают редуцирующей (восстанавливающей) способностью. На этом основан классический метод количественного определения сахаров, которые восстанавливают в щелочной среде сернокислую медь в закись меди или до свободных металлов. Этим же методом можно определить и дисахариды, предварительно проведя их гидролиз до моносахаридов кислотой или ферментом.

Задание 1. Определение содержания редуцирующих сахаров, инвертного сахара и сахарозы фотоколориметрическим методом

Фотоколориметрический метод основан на взаимодействии карбонильных групп сахаров в щелочной среде с железосинеродистым калием и измерении оптической плотности полученного раствора на фотоколориметре.

Материалы и реактивы:

- сахароза;

- соляная кислота, концентрированная;

- раствор гидроксида натрия, 2,5 моль/л;

- раствор метилового оранжевого;

- железосинеродистый калий;

- раствор уксуснокислого свинца, 30%-ный;

- раствор сернокислого натрия;

- раствор кальцинированной соды, 15%-ный.

Порядок выполнения работы

1. Построение градуировочного графика.

Навеску абсолютно сухой сахарозы m = 0,38 г растворяют в дистиллированной воде (V = 200 мл) с таким расчетом, чтобы общий объем был не более 100 мл, прибавляют 10 мл концентрированной соляной кислоты и проводят инверсию сахарозы. Нагревание ведут на водяной бане при температуре 60-70°С в течение 5 минут. Раствор нейтрализуют гидроксидом натрия в присутствии метилового-оранжевого и доливают до метки 200 мл дистиллированной водой. Полученный раствор содержит 2 мг инвертного сахара в 1 мл.

Для построения графика готовят шесть растворов согласно таблице 1.

Таблица 1

Подготовленные 6 колб кипятят с обратным холодильником в течение 1 минуты, охлаждают и ведут определение оптической плотности на приборе КФК при длине волны l = 440 нм и толщине кюветы 10 мм. В качестве контрольного раствора используют дистиллированную воду. Строят градуировочный график, откладывая значения оптической плотности на оси ординат, а концентрацию инвертного сахара по оси абсцисс.

2. Приготовление испытуемого раствора и определение редуцирующих сахаров.

Навеску исследуемого вещества берут из расчета, чтобы концентрация сахаров составляла 2-6 г/л.

Расчет навески ведут по формуле:

(1)

где С – концентрация сахаров в конечном растворе 2-6 г/л;

V – объем мерной колбы, л;

v – предполагаемая массовая доля сахаров в используемом

продукте, %.

После растворения навески (или проведения вытяжки) осуществляют нейтрализацию 15% раствором кальцинированной соды (контроль – лакмусовой бумагой). Для осветления вытяжки добавляют 30% раствор уксуснокислого свинца до прекращения образования осадка (1 – 2 мл – для свежих овощей и 3 – 4 мл для варенья), затем прибавляют насыщенный раствор сернокислого натрия или фосфорнокислого натрия (объем в полтора раза больший, чем уксуснокислого свинца Pb(OOCCH₃)₂). Отстаивают раствор, доводят до метки и фильтруют.

В коническую колбу вносят: 20 мл железосинеродистого калия, 5 мл гидроксида натрия, 8 мл испытуемого раствора и 2 мл воды. Колбу кипятят с обратным холодильником 1 минуту, охлаждают и проводят определение оптической плотности. Значения оптической плотности должны быть в интервале [0,2 – 0,7], если нет, то определение повторяют с другим соотношением испытуемого раствора и воды, так чтобы суммарный объем составил 10 мл.

3. Определение сахаров в виде инвертного сахара.

50 мл испытуемого раствора (приготовленного в пункте 2) подвергают инверсии и доводят до 100 мл дистиллированной водой. Гидролиз производят, внося в 50 мл раствора А 5 мл концентрированной соляной кислоты и нагревая на водяной бане при температуре 70°С в течение 5 минут. Затем раствор охлаждают, нейтрализуют, доводят до метки 100 мл дистиллированной водой и, если мутный, фильтруют.

Раствор для определения оптической плотности готовят аналогично пункту 2.

4. Обработка результатов.

Массовую долю редуцирующих сахаров (%) вычисляем по формуле:

(2)

где m₁ – масса редуцирующих сахаров, найденная по графику, г;

m – масса навески продукта, г;

V – объем испытуемого раствора, приготовленный из продукта, г;

V₁ – объем разбавленного раствора, используемый для определения, мл.

Массовую долю сахаров в виде инвертного сахара (Х₁) вычисляем по формуле (%):

(3)

где m₂ – масса инвертного сахара, найденная по графику, г;

V₂ – объем испытуемого раствора, используемый для инверсии, мл;

V₃ – объем раствора после инверсии, мл;

V₄ – объем раствора, используемый для определения, мл.

Массовую долю сахарозы Х₂ (в %) вычисляют по формуле:

где 0,95 – коэффициент пересчета инвертного сахара в сахарозу.