甘蔗糖蜜含糖量较高,且大部分糖可用酵母直 接发酵生产酒精,是大规模工业生产制造酒精的良 好原料。目前甘蔗糖蜜市场上的交收检验,大都是 提交总糖分与锤度的检验报告。甘蔗糖厂一般是按 照《甘蔗糖蜜》QB/T2684-2005 行业标准[1](以下简 称行标法)进行检验,但大多数糖蜜酒精企业却是 按照《甘蔗糖蜜酒精生产检验方法》[2](以下简称 总还原物法)进行操作。前者的总糖分包括蔗糖分 和还原糖分2 项,后者则是以转化糖计算出来的总 还原物质。甘蔗糖蜜基本以总糖分来定价,2 种方 法结果差异较大,给企业糖蜜交易中带来很大困扰。 下面我们增加了某检测所检测方法(以下简称某检 测所法)和某酒精厂企业检验方法(以下简称某酒 精厂法)的实验方法进行分析和讨论。
1 甘蔗糖蜜行业标准QB/T2684-2005 1.1 蔗糖分的测定采用二次旋光法测定。测得甘蔗糖蜜溶液转化 前后的旋光读数,按相关公式进行计算,求得其蔗 糖分。
1.2 还原糖分的测定按兰-艾农恒容法测定。用甘蔗糖蜜样液滴定一 定量的费林氏试剂,滴定前加入预测的水量以保持 最终容量恒定(75 mL)。根据耗用样液的量,计算还 原糖的含量。
2 甘蔗糖蜜酒精生产检验方法糖分即可发酵性糖分,等于总还原物质减去非 发酵性还原物质。本文中此方法的实验结果为总还 原物质。
2.1 总还原物质的测定按兰-艾农恒容法测定。首先将试样进行处理, 使用中性醋酸铅和脱铅剂将试样中的可还原性的非糖分及钙盐等杂质清除干净,之后用盐酸使双糖转 化还原性的单糖。单糖在一定碱度的裴林氏溶液中 使二价铜还原为一价铜,从而求出还原物质含量。
2.2 非发酵性还原物质不能被酵母所利用的还原物质称为非发酵性还 原物质,按兰-艾农恒容法测定。
3 某检测所检测方法按兰-艾农法测定还原物质。样品经处理,除去 蛋白质等杂质后,加入盐酸溶液,在加热条件下使 蔗糖水解为还原性单糖,用甘蔗糖蜜样液滴定一定 量的费林氏试剂,根据耗用的样液的量,计算水解 后样品中的还原糖总量。
3.1 试剂20%中性醋酸铅溶液,10%亚铁氰化钾,1:1 盐酸溶液,1%酚酞指示液,4 mol/L 氢氧化钠溶液, 1%次甲基蓝指示溶液,裴林氏试剂。
葡萄糖标准溶液(2 g/L):准确称取2.0000 g 经 过95~100℃干燥2 h 的葡萄糖,加水溶解后加入5 mL 盐酸,并用水稀释定容至1000 mL。此溶液每毫 升相当于2.0 mg 葡萄糖。
标定方法:将葡萄糖标准溶液(2 g/L)注入滴管 中,分别吸取裴林氏甲乙液各5 mL,放入250 mL 的三角瓶中,然后加入蒸馏水约25 mL。在电炉上 加热至沸,并准确保持沸腾2 min,然后立即加入 1%次甲基蓝指示液2 滴(此时应呈蓝色,若为红色, 即为滴入检液量过多,应重新滴定),在沸腾状态下, 从滴管徐徐滴入检液,使沸腾的检液由蓝色变为紫 色,再变为红色,即为终点。此项滴加操作在1 min 内完成,使整个煮沸时间控制在3 min 之内,记下 滴定耗用体积。计算:F=C×V。式中:F 为10 mL 裴林氏试剂相当于葡萄糖的含量(g),结果取有效数 字4 位;C 为葡萄糖标准溶液的浓度(g/mL);V 为滴 定耗用体积(mL)。
3.2 测定方法 3.2.1 检液的制备用分析天平准确称取试样10.5 g,无损地用蒸 馏水溶解于100 mL 容量瓶内,加20%中性醋酸铅 溶液2.0 mL,加10%亚铁氰化钾5 mL,加水定容至 100 mL,摇匀后静置30 min,过滤。吸取此滤液10 mL 放入250 mL 容量瓶内,加40 mL 水和5 mL 浓 盐酸(或1:1 盐酸10 mL)。插入0~100℃温度计, 摇匀后在68℃的水浴上加热,待瓶内温度达到66 ℃时(一般5 min 即可达到)起计算转化时间,控 制在66~68℃之间转化10 min,转化期间,应间断 摇动。
转化完毕后用流动冷水冷却至室温,取出温度 计,温度计所附着的糖液用少许蒸馏水洗入容量瓶 内,加1%的酚酞指示液2 滴,用4 mol/L 氢氧化钠 溶液中和至微红色。再冷却至室温,加水至刻度, 摇匀备用。另吸取滤液25 mL 放入250 mL 容量瓶 内,直接加水至刻度。摇匀备用。
3.2.2 检液的滴定用检液将滴管内壁冲洗2 次,然后加入检液备 用。
准确吸取裴林氏甲乙液各5 mL,放入250 mL 的三角瓶中,然后加入蒸馏水约25 mL。用滴管加 入相当于还原物质60 mg 左右的检液(可以用上次 分析结果来估算),在电炉上加热至沸,并准确保持 沸腾2 min,然后立即加入1%次甲基蓝指示液2 滴 (此时应呈蓝色,若为红色,即为滴入检液量过多, 应重新滴定),在沸腾状态下,从滴管徐徐滴入检液, 使沸腾的检液由蓝色变为紫色,再变为红色,即为 终点。此项滴加操作在1 min 内完成,使整个煮沸 时间控制在3 min 之内,记下滴定耗用体积。
此项滴定操作应重复2 次,第1 次预滴定是求 检液滴定的约数,第2 次为确定检液滴定数。第2 次于煮沸前加入三角瓶的检液数量要比第1 次预滴 的检液量少0.5~1.0 mL,此0.5~1.0 mL 作终点滴 定之用。
3.3 计算转化糖分计算:
非转化糖分计算:
式中:CZ 为转化糖分含量(%),CF 为非转化糖 分(%);F 为10 mL 裴林氏试剂相当于葡萄糖的含量 (g);V 为滴定耗用体积(mL);m 为试样重量(g);CZT为蔗糖分含量(%),X 为总糖分含量,以葡萄糖表示 (%)。
4 某酒精厂检验方法按兰-艾农法测定还原物质。样品经处理,除去 蛋白质等杂质后,加入盐酸溶液,在加热条件下使 蔗糖水解为还原性单糖,用甘蔗糖蜜样液滴定一定 量的费林氏试剂,根据耗用的样液的量,计算水解 后样品中的还原糖总量。
4.1 仪器、设备250 mL 锥形瓶;50 mL 滴定管,刻度0.1 mL; 容量瓶:100、200、250、500、1000 mL;移液管: 5、10、25、50 mL,电炉,秒表。
4.2 试剂中性乙酸铅溶液(54゜Bx),脱铅剂,四甲基蓝 溶液(10 g/L),盐酸溶液(4 mol/L),氢氧化钠溶液(200 g/L),甲基红乙醇溶液(1 g/L),葡萄糖标准溶液(2 g/L),1%次甲基蓝指示溶液,费林试剂(包括标准 溶液的校正)。
4.3 测定步骤 4.3.1 检液的制备用分析天平准确称取糖蜜试样2.0000±0.0100 g。无损地用蒸馏水溶解于200 mL 的容量瓶内,加 中性醋酸铅溶至不再出现沉淀为止(约需2.0~2.5 mL,期间需摇匀后静置2~3 min 并滴加中性醋酸 铅溶液检查清液是否出现沉淀),再加入脱铅剂至不 产生沉淀为止(约4~6 mL,期间需摇匀后静置2~ 3 min 并滴加脱铅剂溶液检查清液是否出现沉淀), 后再加水至刻度,摇匀过滤。
4.3.2 检液的转化及中和吸取滤清后检液50 mL 放入100 mL 容量瓶内, 加入4 mol/L 盐酸溶液10 mL,用少许蒸馏水清洗其 颈部的盐酸,插入0~100℃温度计,摇匀后在68 ℃的水浴上加热,待瓶内温度达到66℃时(一般5 min 即可达到)起计算转化时间,控制在66~68℃ 之间转化10 min,转化期间,应间断摇动。
转化完毕后,用流动冷水冷却至室温,取出温 度计,温度计所附着的糖液用少许蒸馏水洗入容量 瓶内,加入1 g/L 甲基红乙醇溶液2 滴,用200 g/L 氢氧化钠溶液中和至微红色。再冷却至室温,加水 至100 mL,摇匀备用。
4.3.3 检液的滴定与3.2.2 检液的滴定相同。
4.4 计算式中:X 为总糖分含量,以葡萄糖表示(%),结 果取到小数点后一位数;F 为10 mL 裴林氏试剂相 当于葡萄糖的含量(g);V 为滴定耗用体积(mL);m 为试样重量(g)。
5 结果与讨论上述4 种方法的实验结果如表1、图1。 从表1、图1 中可看出4 种方法的结果差异较 大,总还原法结果普遍偏高,而某检测所的方法做 出的总糖分偏低,2 种方法结果相差将近10%。总 还原法和行业标准方法相比差值也在4%左右,糖分 分析结果差别大,给糖蜜交易定价造成很大困扰。 如何统一检验甘蔗糖蜜方法迫在眉睫。
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表1 4 种检测方法总糖分检测结果 (单位:%) |
![]() | 图1 4 种检测方法总糖分检测结果(单位:%) |
糖蜜4 种分析化验方法中,《甘蔗糖蜜》行业标 准QB/T2684—2005 目前在制糖企业制糖分析中应 用较多,在糖蜜酒精厂或生产车间极少使用,主要 原因是没有配备分析用的检糖仪,并且检糖仪使用 和维护复杂,不容易被酒精生产厂采用。而总还原 物法是采用广东省糖纸公司和广州甘蔗糖业研究所编订的《甘蔗糖蜜酒精生产检验方法》的方法,将 糖蜜中的蔗糖全部转化为还原糖,分析测定总还原 糖分,该方法相对简单易行,被糖蜜酒精生产企业 广泛采用。某检测所法和某酒精厂法的分析方法是 由总还原物法根据传统经验总结的方法,仅限于个 别厂或检测所使用。由于没有文献可查,再此不做 过多讨论。
行标法和总还原物法检测结果相差近4%,笔者 认为原因可能是糖蜜中的一些非糖类有机物在蔗糖 转化为还原糖过程中被转化为还原物,造成总还原 物高于总还原糖含量,使糖分偏高。
此外,在4 种方法中,笔者发现费林氏试剂(甲、 乙液)的配制方法相同,但标定费林氏试剂的标准 液却不一样。行标法和总还原法中所用的标准液为 蔗糖,系数为1 左右,而某检测所法和某酒精厂法 用的则是葡萄糖,系数为0.05 左右。从表1 和图1 中可看出行标法和总还原法中数据相近,某检测所 法和某酒精厂法数据相差较小,与2 种标准液的不 同是否直接相关,则有待做更深一步探讨。
6 展望与建议目前甘蔗制糖企业总糖分的检测多用行标法, 而糖蜜酒精生产企业大多数采用总还原物法,行标 法操作起来较为复杂,且必须用到旋光仪测定蔗糖 分,对酒精生产企业而言,要耗用较多的时间、人 力和财力。所以用较为简单的化学法检验蔗糖分更 为实用。对甘蔗糖蜜行业标准的修改和企业标准的 制定,糖厂和酒精厂都有发言权,也都有责任使标 准制定地更加合理完善,为生产和市场服务。
[1] | 中国轻工业联合会. QB/T2684-2005 甘蔗糖蜜[S]. 北 京:中国轻工业出版社, 2005.(![]() |
[2] | 广东省糖纸工业公司, 轻工业部甘蔗糖业科学研究所. 甘蔗糖蜜酒精分析检验方法[M]. 广州:广东省糖纸工 业公司, 1986.(![]() |
[3] | 尚红岩. 糖蜜发酵酒精生产中残糖的控制[J]. 甘蔗糖 业, 2007(2):45-47. |