【doc】还原糖电化学测定方法研究

【doc】还原糖电化学测定方法研究 还原糖电化学测定方法研究 第22卷第3期 2009年6月 山东科学 SHANDONGSCIENCE Vo1.22No.3 Jun.2009 文章编号:1002-4026(2009)03-0020-04 还原糖电化学测定方法研究 杨艳,李雪梅,史建国1,3,刘长胜,赵玉斌 (1.山东省科学院生物技术研究中心,山东济南250014; 2.山东省鲁洲食品集团有限公司,山东沂水276400;3.山东省生物传感器重点实验 室,山东济南250014) 摘要:利用铁氰化钾与还原糖发生氧化还原反应后生成的亚铁氰化钾可以进行电 化学检测的原理,研究了还 原糖含量的电化学分析方法.方法线性范围0—10.0mg/20mL,回收率在99.2%一 101.6%之间.此法简 单,快速,灵敏度高. 关键词:还原糖;电化学方法;亚铁氰化钾 中图分类号:0652文献标识码:A DeterminationofReducingSugarbyMeansofElectrochemicalMethod YANGYan,LIXue.mei',SHIJian—guo,,LIUChang—sheng,ZHAOYu—bin (1.BiotechnologyCenterofShandongAcademyofSciences,Jinan250014,China; 2.ShandongLuzhouFoodGroupCo.,Ltd,Yishui276400,China; 3.KeyLaboratoryforBiosensorsofShandongProvince,Jinan250014,China) Abstract:Weemployedelectrochemicalamperometricapproachtodeterminethecontentofr educing sugar.Linearrangeisfrom0to10.0mg/20mLandlinearcorrelationcoefficientris0.9998.We determinedtwosampleswiththeapproachandtherecoveryrateisbetween99.2%and101.6 %. Redoxreactioniscontrolledmoreeasilyandanalyticalspeedishigher,ascomparedwiththepr esent approaches. Keywords:reducingsugar;electrochemicalmethod;potassiumferrouscyanide 快速,准确地测定还原糖对食品质量检验具有重要的意义.目前食品中还原糖的分析方法较多,现行国 家专业 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 …及AOAC推荐方法口中,均采用容量分析法,即铁氰化钾滴定法和斐林试剂滴定法.这两种 方法要求溶液在微沸状态下滴定,其缺点是对滴定终点的判断带有经验性,干扰因素多,人为误差较大, 对还原糖的评价不够准确.仪器分析方法有液相色谱法L5],放射测定,气质联用,紫外及红外光谱分析, 核磁共振等,由于操作条件要求高,样品需经衍生或处理后才能测定,所谓时间长,测定和维护成本较高等原 因,不适于大批量样品的糖类化合物含量检测,我国在实际生产和科研领域中一般不采用.分光光度法可用 于检测蜂蜜中的还原糖],但对于浑浊和有不同颜色的样品实用性则较差.本文研究了一种电化学安培 技术检测还原糖含量的方法.利用铁氰化钾与还原糖发生氧化还原反应后生成的亚铁氰化钾可以进行电化 学安培检测的原理,建立基于亚铁氰化钾测定的还原糖安培检测技术,旨在为还原糖快速,准确的测定及企 收稿日期:2009-01—15 基金项目:山东省科技攻关项目($2007GG10002004),济南市青年科技明星计划(20080121) 作者简介:杨艳(1976一),女,工程师,研究方向为生物电子及生物传感. 第3期杨艳,等:还原糖电化学测定方法研究21 业生产过程控制和产品质量检验提供检测方法. 1材料与方法 1.1仪器与试剂 CHI614c电化学分析仪(上海辰华仪器公司),HH.S恒温水浴锅(江苏国胜实验仪器厂),电化学三电极 体系由自制AAgCl参比电极(1mol/LKC1),自制铅笔芯电极(直径3mm)和Pt片辅助电极(天津艾达恒 晟科技发展有限公司)组成. 5.00mg/mL葡萄糖标准溶液,2.00%K,Fe(CN)6溶液,8.0%NaOH溶液,所用试剂均为分析纯. 1.2测试样液的配制 橙汁样液:用移液管移取5.0mL橙汁饮料至100mL容量瓶,加蒸馏水定容. 发酵液:用移液管移取5.00mL味精发酵液上清液至10mL容量瓶,加蒸馏水定容. 1.3实验原理和方法 1.3.1原理 还原糖在碱性溶液中能把铁氰化钾(K,Fe(CN))还原为亚铁氰化钾(KFe(CN)),以葡萄糖为例,其 反应式为: C6Hl206+6K3Fe(CN)6+6KOH--(CHOH)4.(COOH)2+6K4Fe(CN)6+4H20 在反应中若KFe(CN)过量,则还原糖含量与生成的K4Fe(CN)的浓度呈比例关系,而KFe(CN) 是一种电化学氧化还原活性物质,当工作电极上加一定正电位,K4Fe(CN)能够被氧化生成KFe(CN). K4Fe(CN)的氧化电流与还原糖浓度呈一定比例关系,因此可以根据测得的K4Fe(CN)的氧化电流信号计 算还原糖的含量. 1.3.2铅笔芯工作电极的制作及测定电位的选择 从5B中华铅笔中取出铅笔芯,分别在H:SO,HC1,HNO,,二次蒸馏水中各浸泡 5min,70~C烘干.将材 料一端连接导线后放入聚四氟乙烯电极套管中用环氧树脂填充,固化,成型后用金相砂纸打磨抛光电极头端 即得. 为了验证自制的铅笔芯工作电极是否可用,须在KFe(CN)溶液中作循环伏安扫描,具体方法为:移取 5.00mg/mL葡萄糖标准溶液lmL于20mL具塞刻度试管中,与绘制工作曲线时相同,再加入K,Fe(CN)和 NaOH溶液,稀释至20mL.水浴加热反应1.0min,取出冷却至室温.将反应液倒人电解池中,由Ag/AgCI 参比电极,铅笔芯工作电极和Pt片辅助电极形成三电极系统,使用电化学分析仪的循环伏安技术 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 工作 电极在0一十0.45V间的循环伏安曲线(图1).此图正反扫描的氧化曲线与还原曲线对称,是K4Fe(CN) 的经典循环伏安图,证明了自制的铅笔芯电极可以作为在碱性溶液中检测K4Fe(CN)的工作电极.从图上 看出KFe(CN)6从+0.1V(vs.Ag/AgC1)开始被氧化为K3Fe(CN)6,电位为+0.26V时氧化电流达到峰 值.当用安培法测定K4Fe(CN)的氧化电流时,工作电极的检测电位必须设定为比+0.26V更正的电位, 在本实验中我们选择+O.45V. 1.3.3标准工作曲线的绘制 分别移取0.0.2,0.5,1,2mL5.00mg/mL葡萄糖标准溶液于20mL具塞刻度试管中,加入8mL2.00% K,Fe(CN)和2.5mL8.0%NaOH溶液,用蒸馏水稀释至20mL,混匀.将试管置于80~C水浴中反应 1.0min,取出冷却至室温.反应液分别倒人电解池中,将Ag/AgC1参比电极,铅笔芯工作电极和Pt片辅助 电极置于盛有待测液的电解池中,分别与CHI614c电化学分析仪对应的电极夹相 连.选择仪器软件中的安 培技术进行检测,恒定工作电极电位0.45V,记录K4Fe(cN)被氧化的电流一时间(i-t) 曲线,如图2所示. 取30s时的稳定电流,绘制电流一葡萄糖浓度(—c)标准工作曲线. 山东科学2009正 75 50 25 姜0 ? 25 - 50 . 75 0.0O.10.20.30.4 E} 图l铅笔芯工作电极在待测液中的循环伏安曲线 O 0102O304050 t/s 图2K4Fe(CN)氧化反应的时间一电流曲线 1.3.4样品的测定 分别移取1mL按照1.2中方法配制好的橙汁,发酵液于20mL具塞刻度试管中,以 下同标准曲线的绘 制.将i-t曲线上30s时的稳定电流数值代人标准工作曲线,从而计算出待测样液中 还原糖的百分含量 (以葡萄糖计). 2结果与讨论一 4O 2.1水浴加热温度和反应时间 由于本实验只须保证还原糖含量与K4Fe(CN)的氧化电流有川 良好的线性关系,不必使反应完全进行,所以不必在沸腾水浴中反鲁20 应,可以适当降低反应温度.根据文献报道_9我们选择还原糖与. K3Fe(CN)反应的水浴温度为80~C,反应时间为1min. 2.2线性范围" 图3是由0,10.0mg/20mL葡萄糖标准溶液绘制的标准工作 曲线,线性回归方程为:i:0.4906+4.736C.i为K4Fe(CN)的稳 O246810 C/mg/20mL 图3葡萄糖溶液标准工作曲线 定氧化电流(A),c为还原糖浓度(mr:/20mL),相关系数r=0.9998.可见此体系还原糖浓度在 0—10.0mg/20mL范围内,与KFe(CN)的氧化电流之间有良好的线性关系. 2.3精密度试验 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1精密度试验(n=9) 取5.00mg/mL葡萄糖标准溶液 0.5mL连续测定9次,方法同"1.3.4 样品的测定",由所测得的KFe(CN) 氧化电流i计算出对应的葡萄糖浓 度,结果见表1. 由上表计算得相对标准偏差 (RSD)为1.10%,可见此方法的精密 度良好. 2.4加样回收率 测定次数123456789 电流i/p.A12.2412.3812.5212.1912.3812.2412.3312.5712.28 浓度c/(mg/20mL)2.482.512.542.472.512.482.502.552.49 浓度c/(mw'20mL)2.50 注:+为三次测定结果的均值 按照1.3.4的方法检测两种待测样,并在被测样品中加入已知含量的葡萄糖溶液,进行不同样品的回收 试验,结果见表2. 结果表明,该方法检测样品的回收率在99.2,101.6%之间,说明此种分析方法抗干扰性能良好,能满 足测定不同类型样品的需要. 第3期杨艳,等:还原糖电化学测定方法研究23 2.5对照实验 对几份待测液进行电化学安培法测定,并同时用常规斐林氏法进行对比,结果见表3. 表3对比试验测定结果mg/2OmL(n=3) t检验,P>O.05,表明两种分析方法无显着差异. 3结论 本文研究了还原糖快速,灵敏的电化学分析方法,方法的线性范围为0—10.0mg/20rnL,测定橙汁和发 酵液样品的回收率在99.2%,101.6%之间,精密度和抗干扰性能良好. 参考文献: [1]GB/T5009.7.食品中还原糖的测定[S]. 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