食品检验员乳粉中还原糖和蔗糖的检测
食品检验员在检测乳粉中还原糖和蔗糖含量时,该指标对于评价其品质、热加工程度、营养价值及是否掺假具有重要意义。乳粉中的碳水化合物主要为乳糖(还原性二糖),而蔗糖通常为添加糖。还原糖含量过高可能提示过度干燥或美拉德反应(导致褐变、风味劣化),蔗糖的检出则需关注其是否符合产品标准(如婴幼儿配方乳粉对蔗糖有限制)。
根据《GB 5413.5-2010 食品安全国家标准 乳和乳制品中乳糖、蔗糖的测定》,乳粉中还原糖和蔗糖的检测推荐采用高效液相色谱法(HPLC)或直接滴定法(斐林试剂法)。HPLC法准确、灵敏、可同时测定多种糖,为首选方法;滴定法操作简便,适用于常规检测。
一、检测方法选择
高效液相色谱法(HPLC)
优点:可同时分离并定量乳糖、蔗糖、葡萄糖、果糖等,结果准确,不受干扰。
缺点:仪器昂贵,需专业人员操作。
适用:婴幼儿配方乳粉、出口产品、仲裁检验。
直接滴定法(斐林试剂法)
优点:设备简单,成本低,操作成熟。
缺点:只能测定总还原糖,无法区分乳糖与其他还原糖;蔗糖需水解后间接计算。
适用:普通乳粉、生产过程监控。
推荐:对于乳粉,尤其是婴幼儿配方乳粉,优先采用HPLC法。
二、以直接滴定法为例的操作流程
1. 原理
还原糖(如乳糖)在碱性条件下能将斐林试剂中的二价铜离子(Cu²⁺)还原为氧化亚铜(Cu₂O)沉淀。
以亚甲基蓝为指示剂,用样品液滴定斐林试剂至蓝色消失为终点。
根据消耗的样品液体积,计算还原糖含量。
蔗糖无还原性,需先用稀酸水解为葡萄糖和果糖(均为还原糖),再测定还原糖总量,减去原有还原糖,即得蔗糖含量。
2. 仪器与试剂
仪器:
碱式滴定管(50 mL)
水浴锅(68~70℃)
分析天平(精度0.1 mg)
容量瓶(100 mL、250 mL)
移液管、锥形瓶
pH计(用于水解控制)
试剂:
斐林试剂A液:硫酸铜溶液
斐林试剂B液:酒石酸钾钠 + 氢氧化钠溶液
亚甲基蓝指示剂(1%)
盐酸溶液(1:1 和 0.1 mol/L)
氢氧化钠溶液(40% 和 20%)
乙酸锌溶液
亚铁氰化钾溶液
葡萄糖标准溶液(用于标定)
3. 操作步骤
(1)样品处理
称取约2.5~5.0 g乳粉(精确至0.0001 g),记为 m。
用80℃热水溶解,转移至250 mL容量瓶中。
冷却后,加入5 mL乙酸锌溶液和5 mL亚铁氰化钾溶液,去蛋白。
定容,摇匀,静置澄清或过滤,得澄清样液。
(2)标定斐林试剂
取斐林试剂A、B液各5 mL,混合于锥形瓶中。
加入10 mL水,加热至沸。
用葡萄糖标准溶液滴定至蓝色刚好褪去,记录消耗体积。
计算斐林试剂的“相当于还原糖的毫克数”(通常记为m₁,单位mg)。
(3)测定还原糖(乳糖)
吸取一定量澄清样液(含还原糖约0.1~0.4 g),移入250 mL容量瓶,定容。
取斐林试剂A、B液各5 mL,混合煮沸。
趁热用样液滴定至蓝色消失,记录消耗体积 V₁(mL)。
做平行样。
(4)测定蔗糖
另取一份澄清样液25 mL,移入100 mL容量瓶。
加入5 mL 1:1盐酸溶液,置于68~70℃水浴中水解10分钟,使蔗糖完全水解为葡萄糖和果糖。
取出,冷却,用20% NaOH溶液中和至pH 7.0(用pH计或试纸)。
定容,摇匀。
按上述滴定法测定总还原糖,记录消耗体积 V₂(mL)。
(5)计算
还原糖(以乳糖计,%) = (m₁ × V₁ × 100) / (m × 250 × f × 1000) × 100%
蔗糖(%) = [(m₁ × V₂ × 100) / (m × 100 × f × 1000) - 还原糖] × 0.95 × 100%
其中:
m₁:斐林试剂相当于还原糖的毫克数(mg)
V₁:滴定还原糖消耗样液体积(mL)
V₂:滴定水解后总还原糖消耗样液体积(mL)
m:样品质量(g)
f:还原糖换算为乳糖的系数(通常为0.95,因乳糖分子量大于葡萄糖)
0.95:蔗糖水解后质量换算系数(因1分子蔗糖生成1分子葡萄糖+1分子果糖,总质量增加)
简化理解:蔗糖含量 = (水解后还原糖增量)× 0.95
三、乳粉中糖类的参考值
全脂乳粉/脱脂乳粉:
乳糖:约36~38%
蔗糖:不得添加(除非为调制乳粉)
婴幼儿配方乳粉:
乳糖为主要碳水化合物,占总碳水的90%以上。
不得添加蔗糖(依据《GB 10765-2021》),若检出需警惕违规添加。
调制乳粉:
可添加蔗糖,但需在标签中明确标示。
四、注意事项
去蛋白彻底
乳粉蛋白含量高,必须用乙酸锌-亚铁氰化钾充分沉淀,否则影响滴定终点。
水解条件控制
水解温度和时间要准确,温度过高或时间过长会导致糖类分解。
水解后必须中和至中性,否则强酸影响滴定。
滴定操作
滴定过程要保持沸腾,防止空气氧化。
接近终点时缓慢滴加,避免过量。
平行测定
建议做两份平行样,结果取平均值,相对偏差不得超过5%。
方法局限性
滴定法无法区分乳糖与其他还原糖(如葡萄糖、麦芽糖)。
若乳粉中添加了麦芽糊精、葡萄糖浆等,会影响结果。
五、高效液相色谱法(HPLC)简介
原理:样品经提取、净化后,通过示差折光检测器(RID)或蒸发光散射检测器(ELSD)检测,根据保留时间定性,峰面积定量。
优点:可同时测定乳糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖等,结果准确,灵敏度高。
流程:样品提取 → 过滤 → HPLC分析(常用氨基柱或HILIC柱) → 外标法计算。
应用:是现代实验室检测乳粉糖类的首选方法,尤其适用于复杂配方产品。
六、总结
乳粉中还原糖和蔗糖的检测是食品检验员的重要职责。直接滴定法虽操作简便,但仅能提供总还原糖和间接蔗糖值,适用于常规检测。对于婴幼儿配方乳粉等高要求产品,应采用高效液相色谱法,确保结果准确、可追溯。
检验员应根据检测目的选择合适方法,严格控制去蛋白、水解、滴定等关键步骤。通过科学检测,可有效监控乳粉的原料质量、加工工艺和添加剂使用情况,防止掺假,保障婴幼儿及消费者的健康权益。