总糖分(蔗糖分+还原糖)检测:食品质量的关键控制点
总糖分是食品、饮料、农产品(尤其是甘蔗、甜菜等制糖原料)及诸多相关制品质量评价的核心指标,主要由蔗糖分和还原糖分(如葡萄糖、果糖)构成。蔗糖分(双糖)在酸性条件下可水解为等量的葡萄糖和果糖(均为还原糖),因此总糖分通常指样品中所有游离还原糖及其可能水解产生的还原糖的总量(以还原糖表示)。精确测定总糖分对于评估产品的甜度、风味、加工特性、营养价值、保质期判定以及是否掺假至关重要,是食品生产企业、质检机构、研发部门和贸易环节进行质量控制、成分标注和符合性验证的基石。
检测项目
本检测的核心目标是准确测定样品中“总糖分”的含量。这通常通过以下两个步骤实现:
1. 还原糖的直接测定: 样品中本身存在的单糖(葡萄糖、果糖等)和部分双糖(如麦芽糖、乳糖)具有还原性,可直接定量测定。
2. 蔗糖的转化与测定: 样品中的蔗糖(非还原糖)需经过酸水解处理,完全转化为等摩尔的葡萄糖和果糖(具有还原性),然后测定这部分转化后产生的还原糖量。
总糖分(以还原糖计) = 样品原有还原糖量 + 由蔗糖转化产生的还原糖量
最终结果通常以“葡萄糖当量”或“转化糖当量”表示,单位为克/100克 (g/100g) 或克/100毫升 (g/100mL) 等。
检测仪器
准确进行总糖分检测需要依赖一系列精密的实验室仪器:
1. 紫外-可见分光光度计: 这是还原糖定量最常用的核心设备,用于在特定波长下(通常为540nm附近)测量显色反应(如DNS法、斐林试剂法、蒽酮硫酸法)后的吸光度值。
2. 高效液相色谱仪 (HPLC): 配备示差折光检测器 (RID) 或蒸发光散射检测器 (ELSD),可以同时分离并定量测定样品中的多种单糖、双糖(包括蔗糖、葡萄糖、果糖等),无需水解步骤,结果更精确区分糖的种类,但仪器成本和操作要求较高。
3. 恒温水浴锅/油浴锅: 用于样品提取、水解反应(通常在60-70℃或沸水浴中进行)以及一些显色反应所需的恒温控制,确保反应条件一致。
4. 分析天平: 精确称量样品和试剂,精度要求通常达到万分之一克(0.0001g)。
5. 酸度计/pH计: 用于调节和控制水解反应所需的酸度(pH值)。
6. 容量瓶、移液管、滴定管: 用于精确配制溶液和转移液体。
7. 离心机: 用于处理浑浊或有沉淀的样品,获得澄清的待测液。
8. 电炉/加热板: 用于溶液的煮沸加热(如斐林试剂滴定法)。
9. 过滤装置: 用于样品提取液的过滤。
检测方法
总糖分检测的主流方法主要包括两大类:
方法一:酸水解 - 还原糖测定法 (标准方法,最常用)
- 样品制备与提取: 将代表性样品粉碎、均质,用水或乙醇溶液提取糖分,过滤或离心得到澄清提取液。
- 还原糖测定 (A): 取一部分提取液,直接采用合适的还原糖测定方法(如3,5-二硝基水杨酸比色法-DNS法、斐林试剂滴定法、蓝爱农法-Lane & Eynon等)测定其中原有还原糖的含量。
- 蔗糖水解: 取另一部分提取液,加入稀盐酸溶液(通常为1-2N HCl),在特定温度(如60-70℃)下水解一定时间(通常10-15分钟),将蔗糖完全转化为葡萄糖和果糖。
- 中和与定容: 水解完成后,立即用NaOH溶液中和至中性或微酸性,冷却后定容。
- 总还原糖测定 (B): 对水解后的溶液进行还原糖测定(方法同步骤2)。此时测得的是样品中“原有还原糖 + 水解蔗糖产生的还原糖”总量。
- 计算:
- 总糖分 (以还原糖计) = B (水解后测得的还原糖总量)
- 蔗糖分 = (B - A) * 0.95 (0.95是蔗糖分子量与水解释放的还原糖分子量总和342/360的转换系数)
方法二:高效液相色谱法 (HPLC法)
- 样品制备: 提取、过滤/离心得到澄清溶液,可能需要进行稀释和过滤膜处理(0.45μm或0.22μm)。
- 色谱分离: 使用氨基柱或糖专用柱,以乙腈/水混合溶液作为流动相,在特定流速和柱温下进行分离。
- 检测: 使用示差折光检测器(RID)或蒸发光散射检测器(ELSD)检测洗脱出的糖组分。
- 定量: 通过外标法或内标法,利用标准糖溶液(葡萄糖、果糖、蔗糖等)绘制的标准曲线,对样品中各单糖和蔗糖进行直接定量。
- 计算:
- 总糖分 = 葡萄糖含量 + 果糖含量 + 蔗糖含量 + 其他可测糖含量
- 蔗糖分 = 测得的蔗糖含量
- 还原糖分 = 葡萄糖含量 + 果糖含量 + 其他还原糖含量
检测标准
为确保检测结果的准确性、可靠性和可比性,必须遵循国家或国际认可的标准方法。常用标准包括:
1. 中国国家标准 (GB):
- GB 5009.8-2016 《食品安全国家标准 食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》:规定了HPLC-RID法和酸水解-莱茵-埃农氏法(Lane & Eynon,一种斐林试剂滴定法)。
- GB/T 5009.7-2008 《食品中还原糖的测定》(被GB 5009.7-2016取代,但后者主要针对还原糖,总糖需结合水解步骤):规定了直接滴定法(改良兰-爱农法)和高锰酸钾滴定法。
- GB/T 10496-2008 《糖料甘蔗》:规定了甘蔗糖分的测定方法(包含旋光法测蔗糖分)。
- GB/T 35886-2018 《食糖中蔗糖分的测定》:规定了高效液相色谱法。
2. 国际标准/常用方法:
- AOAC Official Methods: 如AOAC 982.14 (食品中糖的测定 - HPLC法), AOAC 925.35 / 923.09 / 920.183 (还原糖和蔗糖的测定 - 莱茵-埃农氏滴定法) 等。
- ICUMSA (国际糖分析统一方法委员会): 针对蔗糖、甜菜、糖产品的标准方法,在制糖业具有权威性,如GS2/3-10 (蔗糖分的测定 - 旋光法)。
- ISO (国际标准化组织): 如ISO 11292:1995 (速溶咖啡 - 游离碳水化合物和总碳水化合物含量的测定 - HPLC法)。

