ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕДУЦИРУЮЩИХ (ВОССТАНАВЛИВАЮЩИХ) САХАРОВ В РАСТИТЕЛЬНОМ МАТЕРИАЛЕ

Общие сведения.

Сахара, содержащие свободную карбонильную группу, количественно окисляются реактивом Фелинга, представляющим собой медный алкоголят сегнетовой соли. При окислении глюкозы образуется одноосновная глюконовая кислота, под действием более сильных окислителей процесс может идти до образования двухосновной сахарной.

Фруктоза, окисляясь, образует одноосновную арабоновую кислоту и формальдегид, которые при дальнейшем окислении дают соответственно триоксиглутаровую и муравьиную кислоты. При взаимодействии реактива Фелинга с редуцирующими сахарами (при нагревании) происходит разложение медного алкоголята сегнетовой соли:

Освобождающаяся окись меди быстро восстанавливается в закись

Выделяющийся при этой реакции кислород окисляет сахара. Следовательно, по количеству образовавшейся закиси меди можно рассчитать содержание редуцирующих сахаров в исследуемом материале.

Реактивы: а) реактив Фелинга (приготовление см. с. 202). 1 мл реактива должен соответствовать 0,05 г инвертного сахара (смеси равных количеств глюкозы и фруктозы). Методика установки титра реактива Фелинга описана ниже (см. с. 224); б) метиленовая синь (метиленовая голубая), 1%-ный раствор; в) натрий углекислый, 15%-ный раствор; г) уксуснокислый свинец раствор; д) фосфорнокислый натрий двузамещенный - , насыщенный раствор; е) соляная кислота, концентрированная едкий натр, раствор.

Приготовление вытяжки.

Из средней пробы продукта берут навеску, величина которой зависит от предполагаемого содержания сахаров в материале. При исследовании фруктов или ягод навеска составляет 15—50 г мезги (материала, измельченного на терке или мясорубке), варенья, повидла, джема — 7—8 г. Навеску количественно переносят в мерную колбу на 250 мл, смывая ее дистиллированной водой. Объем навески и воды в колбе не должен превышать 130-150 мл. Колбу встряхивают, затем определяют реакцию содержимого (с помощью нейтральной лакмусовой бумаги или универсального индикатора). При исследовании фруктов и ягод реакция вытяжки обычно бывает кислой, поэтому ее доводят до нейтральной (pH 7) осторожным добавлением 15%-ного раствора углекислого натрия (под контролем лакмуса или универсального индикатора), после чего колбу нагревают в течение 15—20 мин. на горячей водяной бане (80°С), часто встряхивая для перемешивания содержимого.

Примечание. При исследовании продуктов, содержащих крахмал (например, клубней картофеля, незрелых яблок и груш), водную вытяжку не нагревают на водяной бане, а сахара извлекают холодной водой в течение 1 ч, часто взбалтывая колбу.

Колбу охлаждают и к вытяжке добавляют 7-15 мл раствора уксуснокислого свинца, взбалтывают и ставят на 5—10 мин. (для осаждения белков, пигментов, дубильных веществ, также обладающих восстанавливающими свойствами). Появление прозрачного слоя жидкости над осадком свидетельствует о полноте осаждения. Если полнота

осаждения не была достигнута, в колбу добавляют (каплями) еще 1-5 мл раствора уксуснокислого свинца и взбалтывают. Для осаждения избытка уксуснокислого свинца в колбу приливают 18-20 мл насыщенного раствора двузамещенного фосфорнокислого натрия, взбалтывают и оставляют на 10—12 мин. для отстаивания. Проверяют полноту осаждения свинца, для чего по стенке колбы осторожно приливают 1—2 капли раствора фосфорнокислого натрия. Если в прозрачном слое жидкости над осадком уже не образуется мути, считают, что полнота осаждения достигнута. Колбу доливают до метки водой, взбалтывают и содержимое ее фильтруют через бумажный складчатый фильтр. В фильтрате (его называют «фильтрат А») определяют содержание редуцирующих сахаров. Надо так подобрать навеску продукта и разведение, чтобы концентрация сахаров в фильтрате А составляла .

Примечание. Быстрого осаждения белковых, красящих и дубильных веществ (так называемых органических несахаров) можно достигнуть обработкой вытяжки основным азотнокислым свинцом. К 100 мл вытяжки прибавляют 3-4 мл раствора едкого натра, взбалтывают и добавляют 4-6 мл раствора азотнокислого свинца. Осветление раствора происходит в течение 5—7 мин. Для освобождения от избытка свинца к вытяжке, нагретой до температуры 60° С, приливают 3-4 мл насыщенного раствора сернокислого натрия и нагревают на водяной бане при той же температуре 10 мин.

Определение редуцирующих сахаров (по Лэну и Эйнону).

В фильтрате А содержатся редуцирующие сахара (глюкоза, фруктоза и другие монозы, а также дисахариды, обладающие восстанавливающими свойствами, — мальтоза, лактоза и др.). Хотя сахароза тоже переходит в фильтрат, но для количественного определения ее необходимо подвергнуть гидролитическому расщеплению, инверсии (см. с. 222).

Метод определения редуцирующих сахаров основан на титровании реактива Фелинга сахарным раствором (фильтратом А) в присутствии метиленовой сини. Сахара, оставшиеся в небольшом избытке после восстановления окиси меди в закись, реагируют с метиленовой синью, восстанавливая ее в лейкосоединение.

В бюретку емкостью 50 мл (со стеклянным краном) наливают фильтрат А. В коническую колбу специальными

пипетками вносят по 5 мл растворов Фелинга I и II и вливают из бюретки 15-20 мл фильтрата А. Колбу ставят на электрическую плитку и нагревают (на асбестовой сетке) так, чтобы довести до кипения за 2 мин., после чего прибавляют 4—5 капель раствора метиленовой сини и кипятят точно 2 мин.

Примечание. Могут наблюдаться случаи, когда от прибавления метиленовой сини раствор в колбе не посинеет. Это свидетельствует о высокой концентрации редуцирующих сахаров в фильтрате А, и тогда надо его разбавить в два-три раза. Содержание сахаров в испытуемом растворе должно составлять примерно

Продолжая кипячение жидкости, ее титруют из бюретки фильтратом А до исчезновения синего окрашивания и появления оранжевого осадка закиси меди.

Титровать надо быстро, чтобы в сумме жидкость кипела не более 3 мин. На дотитровывание следует расходовать не более 2-3 мл испытуемого раствора. Если при этом расходуется более 3 мл фильтрата А, рекомендуется повторить определение, прибавив в колбу не 15, а 20 мл испытуемого раствора.

Первое титрование является ориентировочным. Приблизительно установив, сколько миллилитров фильтрата А расходуется на титрование 10 мл реактива Фелинга, проводят два-три точных определения.

Содержание редуцирующих сахаров вычисляют по формуле

где Т — титр реактива Фелинга (по инвертному сахару); н — навеска растительного материала в объеме испытуемого раствора, израсходованном на титрование 10 мл реактива Фелинга (суммируют количество миллилитров фильтрата А, прибавленных в колбу в самом начале определения и затем затраченных на дотитровывание)

Определение сахарозы.

Для определения содержания сахарозы в отдельной порции фильтрата А производят ее гидролитическое расщепление (инверсию). Условия инверсии подобраны так, что гидролизуется только одна сахароза.

В мерную колбу на 100 мл вносят 50 мл фильтрата А (см. с. 221), добавляют 5 мл концентрированной соляной кислоты и нагревают, часто взбалтывая, в течение 8 мин. на водяной бане, следя за тем, чтобы жидкость в колбе имела температуру 68—70° С (шарик термометра опущен в колбу). Затем колбу быстро охлаждают (под краном) до 20° С. Охлажденную жидкость нейтрализуют углекислым натрием или раствором едкого натра, контролируя этот процесс лакмусовой бумажкой, опущенной в колбу. Нейтрализованную жидкость доводят водой до метки и в случае необходимости фильтруют. Получают фильтрат Б, в котором содержится так называемый инвертный сахар — смесь равных частей глюкозы и фруктозы, освободившихся в результате гидролитического расщепления сахарозы. Содержание редуцирующих сахаров в фильтрате определяют по методу, описанному выше.

Содержание сахарозы (в процентах) рассчитывают по формуле

где В — содержание редуцирующих сахаров после инверсии; А — то же до инверсии (в процентах); 0,95 — коэффициент перевода инвертного сахара в сахарозу.

Суммарное содержание сахаров (в процентах) с в испытуемом растительном материале рассчитывают по формуле

где — содержание соответственно редуцирующих сахаров и сахарозы.

Определение титра реактива Фелинга.

Титр реактива Фелинга определяют по химически чистой сахарозе.

Примечание. Для установки титра реактива можно также пользоваться сахаром-рафинадом, который предварительно выдерживают в эксикаторе (над хлористым кальцием) в течение 4—б суток.

На аналитических весах (с точностью до 0,0001 г) отвешивают 0,55 г сахарозы. Навеску переносят в мерную колбу на 250 мл и растворяют в 75 мл теплой воды.

К раствору прибавляют 4 мл концентрированной соляной кислоты и производят инверсию сахарозы. Все последующие операции описаны выше (см. «Определение сахарозы»). Определяют содержание редуцирующих сахаров в растворе.

Пример расчета. Навеска сахарозы — 0,55 г. Объем растворта инвертного сахара — 250 мл. На титрование 10 мл реактива Фелинга израсходовано 21,2 мл испытуемого раствора.

Титр реактива Фелинга (по инвертному сахару) рассчитывают по формуле

где н — навеска сахарозы, г, В — объем раствора инвертного сахара, израсходованный на титрование 10 мл реактива Фелинга (в нашем примере — 21,2 мл); а — объем раствора инвертного сахара в мерной колбе ( — коэффициент перевода сахарозы в инвертный сахар;