糖类测定determination of sugar

对植物样品中的单糖（葡萄糖和果糖）、双糖（蔗糖）和多糖（淀粉）进行定量分析的过程。单糖和双糖都溶于水也溶于酒精，统称水溶性糖或可溶性糖。测定植株组织中的含糖量，可以研究植物不同生育时期体内碳代谢状况；对水果和蔬菜、糖用作物中含糖量的测定，以评价其品质优劣；对于改进栽培技术和选择良好的加工、贮存条件都是很必要的。淀粉是由葡萄糖聚合成的多糖，是植物主要的贮藏物质。它是人们食物及家畜饲料的主要成分，也是食品加工业及轻工业的重要原料之一，因而淀粉含量的测定已成为作物产品品质评定的一个重要项目。
糖类的测定方法，首先须用水在80℃条件下，浸提植物组织中的水溶性糖。对含淀粉和菊糖高的样品则需用酒精浸提。浸出液中的还原糖（葡萄糖和果糖）可用重量法、容量法和比色法等测定。蔗糖和淀粉须经酶或酸水解转化为还原糖后，再按还原糖的测定方法定量。重量法是以还原糖将斐林(Fehling)试剂还原生成氧化亚铜(Cu₂O)，然后称其重量为基础的经典法。容量法按所用氧化剂不同而分为铜还原法和氰化盐还原法等。比色方法有蒽酮法、3,5-二硝基水杨酸比色法、砷钼蓝法等，适用于植株茎叶等组织中微量糖的测定。仪器分析测定糖的经典方法有纸层分析法和离子交换法。其缺点是操作步骤多，分析周期长。气相色谱法测定糖，操作也较繁长。高效液相色谱法可有效地一次完成对葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖等可溶性糖的分别定量，是分离和测定糖量最理想的仪器测定方法。
水溶性糖的测定 植物水溶性糖浸出液中的蔗糖经稀HCl水解生成转化糖（等分子比的葡萄糖和果糖），连同原有的还原糖一起用铜还原直接滴定法或氰化盐一碘量法或铜还原—碘量法(shaffer-somogyi法)测定。
铜还原直接滴定法 在沸热条件下，用还原糖待测液滴定一定量的斐林试剂时，还原糖可使斐林试剂还原生成Cu₂O沉淀，而本身被氧化和降解成糖酸。以亚甲基蓝为指示剂，稍过量的还原糖可使蓝色的氧化型亚甲基蓝还原为无色的还原型亚甲基蓝，即达滴定终点。还原糖与斐林试剂反应的完全程度与滴定时的条件很有关系，故必须严格按照操作规程测定。
氰化盐—碘量法 植物水溶性糖浸出液中的蔗糖经水解为还原糖后，还可用氰化盐—碘量法测定。还原糖与已知过量的铁氰化钾碱性溶液作用，生成亚铁氰化钾和糖酸。而过量的铁氰化钾在醋酸存在下与碘化钾作用，生成游离的碘(I₂)，最后用标准硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)溶液滴定，以淀粉为指示剂，由净消耗氧化剂铁氰化钾的量来求得水溶性糖含量。以上两种方法均适于含糖量较高的瓜果蔬菜等样品中糖的测定。
铜还原—碘量法 将转化后的待测液中的还原糖与索姆吉试剂作用生成Cu₂O沉淀，用H₂SO₄酸化时Cu₂O溶解成Cu+离子。试剂中的KIO₃与KI在酸化同时生成I₂,I₂与Cu⁺离子产生氧化还原作用，消耗一部分I₂；溶液中剩余的I₂用标准Na₂S₂O₃溶液滴定。据此求得水溶性糖含量。此法适用于含糖量少的植株等样品。还可由水解后的水溶性糖总量和水解前的原有的还原糖含量计算样品的蔗糖含量，即为：
蔗糖含量(%)=[水溶性糖(%)-还原糖(%)]×0.9式中 0.95为转化糖换算为蔗糖的因数。
高效液相色谱法 只需把水溶性糖浸出液过滤，勿需经过脱盐、脱蛋白质及其他预处理操作，即可按色谱条件进行糖的测定（见高效液相色谱法）。
蔗糖的测定 甘蔗、甜菜等作物所含的糖几乎全是蔗糖，可用旋光法测定。蔗糖分子中存在不对称碳原子，具有旋光性，可使通过的光的偏振面旋转。当光的波长、温度和液层厚度一定时，溶液中蔗糖的浓度与偏振光面旋转角度成正比，因此可用旋光计或检糖计测定蔗糖的含量。
淀粉的测定 常用CaCl₂—HOAC浸提—旋光法，HCl(1%)水解—铜还原直接滴定法和酶水解—氰化盐碘量法等。
CaCl₂—HOAC浸提—旋光法 用比重1.30,pH值为2.3的醋酸—氯化钙(CaC1₂—HOAC)溶液为分散和液化剂，在加热条件下，使淀粉溶解并部分酸解，生成具有旋光性的水解产物。而其旋光度的大小与淀粉浓度成正比，可用旋光计测定。用此法时，各种淀粉的水解产物的比旋指定为203。此法分析结果准确，简便快速，应用范围广。已被推荐为谷物种子粗淀粉标准测定法。但易受样品中其他具有旋光性物质的干扰而使结果略偏高，称为“粗淀粉”。
HCl(1%)水解—铜还原直接滴定法 淀粉在加热条件下，经稀酸(1%HCl)作用，水解为糊精和麦芽糖，最后都转化成葡萄糖。然后可用铜还原直接滴定法测定转化液中的葡萄糖含量，再乘以0.9即得淀粉的含量。此法操作简单，采用较普遍。但在酸水解淀粉的同时，谷物中的半纤维素和多缩戊糖也随之水解，使测定结果产生正误差。亦为“粗淀粉”。
酶水解—氰化盐碘量法 用淀粉酶水解淀粉，因为淀粉酶有严格的选择性。它只水解淀粉成麦芽糖与糊糖，并最终水解成葡萄糖。然后采用氰化盐碘量法测定水解液中葡萄糖量，再乘以0.9，就可计算淀粉含量。称为“纯淀粉”。该法优点是用淀粉酶水解，比酸水解法的测定结果准确。但它的测定过程较长，操作复杂，且易受酶活性的影响。另外，植物茎叶等组织中淀粉含量很少，干扰物质较多，样品中的淀粉须经浸提、净化和水解过程，而后用灵敏度较高的铜还原—碘量法测定比较合适。