4.1. Феррицианидный метод

Метод основан на окислении карбонильных групп редуцирующих Сахаров избытком феррицианида в щелочной среде. Этот процесс для глюкозы может быть представлен следующим уравнением реакции: C₆Hi₂0₆ + 6K₃Fe(CN)₆ + 6KOH =COOH(CHOH)₄COOH ^J-6K₄Fe(CN)₆ + + 4Н₂О.

Глюкоза окисляется под действием феррицианида в сахарную кисло­ту. Практически же окисление редуцирующих Сахаров протекает в нес­колько стадий. Ход окисления зависит от щелочности среды, интенсив­ности и продолжительности нагревания. В связи с этим не наблюдается точных стехиометрических соотношений между реагентами в приве­денной реакции. Ее нужно рассматривать только как схему протекающе­го процесса.

Стандартные методы контроля кондитерского производства пре­дусматривают использование двух модификаций феррицианидного ме­тода, в которых непрореагировавший избыток раствора феррицианида фиксируется по-разному: в одном варианте путем оттитровывания стан­дартным раствором глюкозы, в другом — фото колориметрически. В обоих вариантах метода вместо отдельных растворов феррицианида и щелочи может быть использован комбинированный щелочной раствор феррицианида.

В результате реакции редуцирующего сахара с феррицианидом не образуется нерастворимых в воде соединений, что является большим преимуществом феррицианидного метода, так как конец титрования

47

н аблюдается более отчетливо и дает возможность применить фотоколо­риметрию для фиксирования непрореагировавшего избытка феррициа-нида.

Недостатком метода является необходимость введения коррективов при определении содержания редуцирующих веществ в присутствии зна­чительных количеств сахарозы, что при анализе объектов кондитерского производства наблюдается очень часто. Это объясняется тем, что наряду с редуцирующими веществами феррицианидом частично окисляется и сахароза в щелочной среде. Чем больше доля ее, тем больше искажение результата. Поэтому поправочный коэффициент не постоянен, а зависит от соотношения редуцирующих веществ и сахарозы в объекте исследо­вания. Значения поправочного коэффициента приведены ниже.

Содержание редуцирующих веществ) Поправочный коэффициент, К % к общему сахару

5-10 0,91

10-15 0,93

15-20 0,94

20-30 0,95

30-40 0,97

40-50 0,98

Для анализа используют следующие реактивы: щелочной раствор феррицианида, реактив Б (23.2), метиленовый голубой (10), сульфат цинка, 1 н. раствор (18), гидроксид натрия или калия 1 н. раствор (2.1) и 25%-ный раствор (2.4), стандартный раствор глюкозы для пер­вого варианта метода (33), для второго варианта метода (3.2), мети­ловый оранжевый (13), кислоту соляную концентрированную.

Вариант первый. Определению предшествует проведение холостого опыта, для чего в коническую колбу вместимостью 150—250 см³ пи­петкой отмеривают 25,0 см³ раствора феррицианида и из бюретки 10,0 см³ стандартного раствора глюкозы. Колбу помещают на электри­ческую плитку с асбестированной сеткой с круглым вырезом, диаметр которого несколько меньше дна колбы. Жидкость в колбе доводят до кипения в течение 3—3,5 мин и кипятят 1 мин. В колбу вводят 3 капли раствора метиленового голубого и, не прерывая кипячения, без взбал­тывания приливают из бюретки по каплям стандартный раствор глюко­зы до исчезновения синей окраски. Эксперимент повторяют три раза. Результат титрования: суммарный расход стандартного раствора глюко­зы (среднее арифметическое значение результатов титрования) фикси­руют на этикетке с реактивом. Одновременно фиксируют дату проведе­ния холостого опыта.

Определение массовой доли редуцирующих веществ. Готовят вод- л

ную вытяжку из объекта исследования так, как указано выше в разделе I

"Подготовка объекта исследования к анализу". Для расчета массы на- щ

вески используют формулу (11), принимая а равным 0,16 г. ■

I

В коническую колбу вместимостью 150—250 см³ отмеривают пи­петкой 10,0 см подготовленной водной вытяжки объекта исследования и 25,0 см щелочного раствора феррицианида. Колбу нагревают до ки­пения за 3—3,5 мин, кипятят 1 мин, вводят 3 капли раствора метилено­вого голубого и дотитровывают так, как указано для холостого опыта.

Массовую долю редуцирующих веществ X (в %) вычисляют по фор­муле

Х=1,6(п - р) V_l ■ №K/V₂ m, (12)

где V - объем мерной колбы, в которой готовился раствор водной вытяжки, см³; У_} — объем водной вытяжки, введенной в реакционную колбу, см³ (10); л - количество раствора глюкозы, пошедшее на титрование 25,0 см³ щелочного раствора феррицианида при холостом опыте, см³; р - количество раствора глю­козы, пошедшее на дотитровывание, см³; m - масса навески объекта исследова­ния, мг; 1,6 — масса глюкозы в 1 см³ стандартного рабочего раствора глюкозы, мг; К — поправочный коэффициент, учитывающий частичное окисление сахарозы феррицианидом (см. выше).

Определение массовой доли общего сахара. Подготовку образца к исследованию и приготовление водной вытяжки из навески в мерной колбе ведут так, как указано в разделе "Подготовка объекта исследова­ния к анализу". При расчете массы навески принимают а = 0,32. После приготовления водной вытяжки с осаждением или без осаждения ме­шающих несахаров производят гидролиз сахарозы так, как указано выше.

Анализ выполняют так, как при определении массовой доли реду­цирующих веществ. При этом вместо 10 см³ водной вытяжки в реак­ционную колбу вводят 10 см³ гидролизата, полученного после обра­ботки соляной кислотой вытяжки из навески в мерной колбе на водя­ной бане.

Массовую долю общего сахара Y (в %), выраженную в инвертном сахаре, вычисляют по формуле

Y=l,6(n-p)V_lV₃.100/V₂V_Am, (13)

где п — объем рабочего стандартного раствора глюкозы, пошедший на титрование при холостом опыте, см³; р — объем рабочего стандартного раствора глюкозы, по­шедший на дотитровывание, см³; 1,6 - масса глюкозы в 1 см³ рабочего раствора глюкозы, мг; V и V_ъ — соответственно объемы мерных колб, использованных для приготовления водной вытяжки и для гидролиза сахарозы, см³; V_г и V₄ — соответственно объемы гидролизата, введенного в реакционную колбу, и вод­ной вытяжки, взятой для гидролиза сахарозы, см³; m - масса навески объекта исследования, мг.

Значение массовой доли общего сахара, выраженное в сахарозе, получают путем умножения результата расчета по формуле на коэффи­циент 0,95.

Вариант второй. Этот вариант феррицианидного метода основан на фотоколориметрировании избытка щелочного раствора феррицианида после реакции с редуцирующими веществами объекта исследования.

49

О пределению предшествует построение калибровочного графика. Для этого в 6 конических колб вместимостью 150—250 см³ вносят пи­петкой по 25,0 см³ щелочного раствора феррицианида и по 7,0; 7,5; 8,0; 8,5; 9,0; 9,5 см³ стандартного раствора глюкозы. Из бюретки соответственно приливают 3,0; 2,5; 2,0; 1,5; 1,0; 0,5 см³ дистилли­рованной воды, тем самым доводят объем жидкости в каждой колбе до 35 см³. Содержимое колбы нагревают до кипения и кипятят ровно 1 мин. Затем охлаждают и устанавливают оптическую плотность на фо-тоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим максимум свето-пропускания 440 нм (на ФЭК-56 и ФЭК-60 это соответствует № 4 - сине­му). Кювету берут размером 10 мм. Оптическую плотность определяют в каждом растворе не менее чем 3 раза и из полученных данных берут среднее арифметическое значение. ■

Результаты наносят на миллиметровую бумагу в виде графика, от­кладывая на вертикальной оси значение оптической плотности, а на го­ризонтальной оси— соответствующие этим значениям количества глюко­зы в миллиграммах (количество кубических сантиметров стандартного раствора, умноженное на 2). По полученным данным строят калиброво­чный график, который используют для определения содержания редуци­рующих веществ и общего сахара.

Определение массовой доли редуцирующих веществ. Массу на­вески рассчитывают по формуле (11), принимая а =0,2 г. Водную вы­тяжку готовят так, как указано на с. 44. Полученная водная вытяжка или фильтрат после осаждения мешающих несахаров должны быть про­зрачны.

В коническую колбу вносят пипеткой 25,0 см³ щелочного раствора феррицианида, 8,0 см³ водной вытяжки объекта исследования и 2,0 см³ дистиллированной воды. Содержимое колбы доводят до кипения, ки­пятят ровно 1 мин и сразу охлаждают. После охлаждения заполняют жидкостью кювету и определяют оптическую плотность так же, как при построении калибровочного графика.

Так как при значении оптической плотности в интервале 0,15—0,8 получаются наиболее точные результаты, то при других значениях опти­ческой плотности анализ повторяют, соответственно изменив объем вво­димой водной вытяжки объекта исследования и воды. Например, если при определении значение оптической плотности получилось 055, то для получения более точных данных нужно взять вместо 8,0 см раствора i исследуемого объекта 9,0 см³ и соответственно добавить дистиллиро-' ванной воды не 2,0 см³, а только 1,0 см³. Массовую долю редуцирующих¹ веществ X (в %) вычисляют по формуле

X = aV_l ■ lOOK/mV₂, (₁₄)

где а - количество инвертного сахара, найденное по калибровочному графику, ^мг> V\ ~ °бт>ем мерной колбы, использованной для приготовления водной вытя- j жки объекта исследования, см³; К, - объем водной вытяжки объекта исследова-';

50 -i

ния, взятый для реакции с феррицианидом, см³* т - масса навески объекта иссле­дования, мг; К - поправочный коэффициент, приведенный на с. 44 и учитываю­щий частичное окисление сахарозы. Значение его зависит от соотношения редуци­рующих веществ и общего сахара в объекте исследования.

Следует иметь в виду, что результат^нализа можно получить только при обюагельном наличии избытка щелочного раствора феррицианида. Если такого избытка по каким-либо причинам нет, то фотоколориметри-рование не имеет смысла.

Иногда по причине неправильно принятого при расчете массы навес­ки предполагаемого содержания редуцирующих веществ в объекте ис­следования или ошибки при расчете навески по указанной формуле или по другим причинам количество редуцирующих веществ может оказа­ться больше, чем может окислить 25,0 см³ раствора феррицианида. В этом случае в процессе кипячения наблюдается сначала почти полное обесцвечивание раствора с последующей повторно возникающей окрас­кой его в желтый цвет, сходной с окраской феррицианида. Эта окраска, появившаяся после обесцвечивания реакционной смеси, является след­ствием разложения избытка сахара в щелочной среде и не имеет ничего общего с окраской избытка феррицианида. Фотоколориметрирование ее не имеет смысла. В этом случае необходимо повторить опыт, умень­шив объем водной вытяжки.

Определение массовой доли общего, сахара. Массу навески рассчи­тывают по формуле (11), принимая а =0,4 г. Водную вытяжку из навес­ки и гидролиз сахарозы производят так, как указано на с. 44. Реакцию с раствором феррицианида проводят так же, как и при определении мас­совой доли редуцирующих веществ, и используют тот же калибровочный график.

При определении общего сахара вместо водной вытяжки объекта исследования в реакционную колбу вводят гидролизат, полученный после гидролиза сахарозы соляной кислотой.

Массовую долю общего сахара У (в %), выраженную в- инвертном сахаре, вычисляют по формуле

Y = aV_lV₃-100IV₂-V_Am, (15),

где а - количество глюкозы, найденное по калибровочному графику, мг; V_% и К₃ - соответственно объемы мерных колб, используемых для приготовления водной вытяжки и для гидролиза сахарозы, см³; V_t и V_t - соответственно объе­мы гидролизата, взятого для реакции с феррицианидом, и водной вытяжки объекта исследования, взятого для гидролиза сахарозы, см³; т — масса навески объекта исследования, мг.

Массовую долю общего сахара, выраженную в сахарозе, получают, Умножив результат анализа на 0,95,

51