Có rất nhiều loại đường khác nhau. Dựa vào tính chất hóa học đặc trưng của chúng, đường có thể được chia thành hai loại là đường khử và đường không khử.
Định nghĩa đường khử
Đường khử (đường có khả năng khử) là loại đường chứa Aldose (nhóm aldehyt R-CH=O) hoặc Cetose (nhóm xeton C=O) tự do, có khả năng hoạt động như một chất khử. Nó có tính chất hóa học đặc trưng của nhóm chức CHO, CO. Do đó, nó còn được gọi là đường aldose hoặc đường cetose.
Bạn đang xem: Đường khử là gì? Tác dụng và phương pháp xác định đường khử trong thực phẩm
– Đường khử có thể bị oxy hóa bởi các chất oxy hóa yếu.
– Trong môi trường nước, đường khử tạo ra một hoặc nhiều hợp chất chứa nhóm aldehyde.
– Dễ dàng chuyển hóa thành các chất khác mà không cần phải thủy phân trước.
– Một số loại đường khử phổ biến: glucose, fructose, galactose, Melibiose, Cellobiose, Gentiobiose, và nhiều hơn nữa.
Vậy đường không khử là gì?
Đường không khử (đường không có khả năng khử) ngược lại là các loại đường không chứa nhóm Aldose hoặc Cetose tự do. Đây là các carbon hydrat không thể hoạt động như các chất khử do không có nhóm aldehyde hay ketone tự do.
Trong môi trường nước, đường không khử không tạo ra bất kỳ hợp chất nào chứa nhóm aldehyde. Để chuyển đổi (khử) thành chất khác, cần phải thực hiện quá trình thủy phân trước.
Một số loại đường không khử: Sucrose (saccharozo), Trehalose, và nhiều hơn nữa.
Sự khác biệt giữa đường khử và đường không khử nằm ở cấu trúc của chúng. Đường có nhóm aldehyde và cetone, có thể khử nhóm -OH thông qua các phản ứng hóa học. Các chất khử thông dụng như thuốc thử Tollen, thuốc thử Fehling, thuốc thử Bebedict… cho thấy rõ tính chất này.
Phương pháp xác định đường khử
Các phương pháp xác định đường khử dựa trên các phản ứng đặc trưng của nhóm chức aldose hoặc cetose có mặt trong đường, để xác định tính khử của đường.
1. Phương pháp xác định đường khử bằng phương pháp DNS
Nguyên tắc
Phương pháp này dựa trên phản ứng tạo màu giữa đường khử và thuốc thử acid dinitrosalicylic (DNS). Mức độ màu của hỗn hợp phản ứng tương ứng với nồng độ đường khử trong một phạm vi nhất định. Đồ thị đường chuẩn cho glucozo tinh khiết được sử dụng để xác định hàm lượng đường khử trong mẫu phân tích.
Cách thực hiện
Hòa tan hoàn toàn 5g DNS trong 300ml nước cất ở 50oC. Sau đó, thêm 50ml dung dịch NaOH 4N và 150g muối tartrat kép, hòa tan hoàn toàn rồi truyền vào bình định mức 500ml.
Dùng nước cất đến vạch định mức. Đặt trong lọ thủy tinh màu đậm. Nếu cặn xuất hiện sau 1-2 ngày, lọc đi. Chuẩn đồ thị với 3ml thuốc thử DNS bằng HCl 0.1N với chỉ thị phenolphthalein, và thêm NaOH nếu cần để điều chỉnh môi trường cho thuốc thử.
Sử dụng glucose tinh khiết 99% để xây dựng đồ thị chuẩn. Hòa tan 0.12-0.42g glucose tinh khiết bằng nước cất và định mức đến 1 lít.
Đo OD ở bước sóng 540nm với mẫu phân tích, trong đó mẫu phân tích gồm 2ml dung dịch đường + 1ml DNS, đặt trong ống nghiệm kín, đun sôi trong nước sôi khoảng 5 phút, làm nguội và đo OD. Mẫu đối chứng là nước cất. Xây dựng đồ thị chuẩn với trục tung là OD, trục hoành là nồng độ đường (mg/l)
Xác định hàm lượng đường khử trong mẫu: Pha loãng mẫu sao cho hàm lượng đường khử trong mẫu khoảng 0.12-0.42mg/l và tiến hành đo xác định theo đồ thị chuẩn. Dựa vào đồ thị chuẩn để xác định hàm lượng đường khử trong mẫu phân tích.
Xem thêm : Củ gai khô có tác dụng gì cho bà bầu, cách dùng thế nào?
Lưu ý: Màu của hỗn hợp phản ứng chỉ tạo ra trong môi trường kiềm, do đó các mẫu axit cần được trung hòa trước khi phân tích. Các mẫu có thể để trong 20 phút trước khi đo.
Kết quả
Hàm lượng đường khử được tính: X = a.n.V
Trong đó:
- X – lượng đường trong dung dịch cần xác định (g)
- a – lượng đường khử trong mẫu đo (g)
- n – hệ số pha loãng dung dịch
- V – thể tích dung dịch đo (ml)
2. Phương pháp xác định đường khử bằng phương pháp Bertrand
Nguyên tắc:
Phương pháp này sử dụng dung dịch Fehling A và B (bao gồm CuSO4 và tartrat kép trong môi trường kiềm) để khử đường khử trong dung dịch phân tích và tạo thành kết tủa đồng oxit màu đỏ.
Kết tủa đồng màu đỏ sẽ bị sulfat sắt III hòa tan theo phản ứng sau:
Sau đó, ta định lượng chất FeSO4 tạo thành bằng dung dịch KMnO4:
Số mol Cu được tính dựa trên số mol KMnO4 tiêu thụ. Thông qua bảng Bectran, ta có thể xác định lượng đường chứa trong mẫu thí nghiệm.
Cách thực hiện
Đổ 20ml dung dịch Fehling A và 20ml dung dịch Fehling B vào một bình tam giác sau đó dùng pipet hút 20ml dung dịch đường đã được xử lý và pha loãng vào.
Lắc đều và đặt bình tam giác lên bếp điện hoặc bếp ga, đun sôi trong 3-4 phút. Sau đó lấy bình ra khỏi bếp và để nguội, lọc qua màng lọc và rửa nhiều lần bằng nước cất 70-80oC.
Lưu ý: Khi lọc rửa, phải giữ nước trong phễu để tránh hiện tượng oxit đồng bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí. Rửa xong, dùng 25ml dung dịch Fe (SO4)3 để hòa tan oxit đồng, rồi rửa 2-3 lần bằng nước nóng. Dung dịch sau khi hòa tan và rửa được chuẩn bằng dung dịch KMnO4 0.1N cho đến khi xuất hiện màu hồng và không mất màu sau 2-3 ngày.
Số ml dung dịch KMnO4 0.1N tiêu hao nhân với 6.36 để tính lượng đồng (m), sau đó tra bảng Bectran để xác định lượng đường chứa trong 20ml dung dịch thí nghiệm và gọi là a.
Kết quả:
Hàm lượng đường khử (X, % m/m) được tính theo công thức:
X = 100.a/m
Trong điều kiện thí nghiệm đã mô tả, m là khối lượng mẫu tham gia trong thí nghiệm.
3. Phương pháp xác định đường khử bằng phương pháp Graxianop
Nguyên tắc:
Xem thêm : Nên ăn bao nhiêu trái bơ 1 ngày? Có nên ăn bơ mỗi ngày không?
Khi được đun nóng với dung dịch kiềm và ferixyanua, đường khử sẽ khử ferixyanua thành feroxyanua và chuyển đổi thành acid đường. Phản ứng này được giám sát bằng chất chỉ thị metylen xanh, có màu xanh và mất màu khi phản ứng kết thúc. Phản ứng như sau:
Cách thực hiện:
Sử dụng pipet để lấy 20ml dung dịch ferixyanua kali và đặt vào bình tam giác 250ml, sau đó thêm vào 5ml dung dịch KOH 2.5N và 3-4 giọt metylen xanh. Lắc nhẹ và đặt lên bếp điện, đun sôi trong 1-2 phút.
Dùng dung dịch đường loãng để chuẩn mất màu metylen xanh. Lưu ý rằng màu của hỗn hợp phản ứng sẽ còn do sự tồn tại của ferixyanua. Khi thêm dung dịch đường, đường sẽ khử ferixyanua kali và khi ferixyanua cạn dần, một giọt đường dư sẽ làm cho metylen xanh mất màu, chỉ ra sự kết thúc của phản ứng.
Kết quả:
Hàm lượng đường khử được tính theo công thức:
Để xác định chỉ số a của 20ml hoặc 10ml dung dịch ferixyanua kali, cần chuẩn bị dung dịch glucose tinh khiết. Cân chính xác 0.5g glucose tinh khiết đã sấy khô đến khối lượng không đổi, hòa tan trong nước cất để chuẩn bị dung dịch glucozo chuẩn 5g/;ml
Để xác định một lượng g glucose tương ứng với 20ml dung dịch ferixyanua, thực hiện thí nghiệm như trên, nhưng dung dịch chuẩn là dung dịch glucose đã biết trước nồng độ. Giả sử 20ml dung dịch ferixyanua 1% tương đương với 25mg glucose hay 0.025g.
Tại sao cần xác định hàm lượng đường khử trong sản phẩm thực phẩm?
Đường khử có vai trò quan trọng trong việc tạo độ ngọt, màu sắc (qua phản ứng Maillard) và hương thơm cho thực phẩm. Nó cũng tham gia vào việc tạo độ ẩm và giảm hoạt động nước, điều này thuận lợi cho quá trình sản xuất và bảo quản.
Thành phần đường khử còn ảnh hưởng đến khả năng kết tinh, sức hút nước và khả năng lên men của sản phẩm.
Xác định hàm lượng đường khử giúp hiểu tính chất của nguyên liệu và nhận biết các khó khăn trong công nghệ sản xuất, từ đó có biện pháp khắc phục để quá trình chế biến trở nên thuận lợi và hiệu quả hơn.
Ngoài ra, việc xác định hàm lượng đường khử cũng giúp cải thiện quá trình bảo quản và nâng cao chất lượng sản phẩm.
Phản ứng đặc trưng của đường khử trong thực phẩm, như phản ứng Maillard, có thể đóng góp vào việc tăng cường chất lượng, hương vị và các yếu tố kỹ thuật hoặc bảo quản. Tùy thuộc vào yêu cầu, chúng ta có thể tạo điều kiện tốt nhất cho phản ứng diễn ra hoặc tìm cách kiềm chế hoặc ngăn chặn phản ứng đó xảy ra.
Ví dụ, trong sản xuất bánh mì, phản ứng Maillard được khuyến nghị. Quá trình lên men diễn ra để tạo ra lượng axit amin tự do và đường khử. Bánh mì sau đó được nướng ở nhiệt độ phù hợp để cung cấp điều kiện tốt nhất cho phản ứng.
Trong sản xuất bia, phản ứng Maillard được áp dụng cho bia đen và hạn chế trong bia vàng. Sự khác biệt giữa bia đen và bia vàng không chỉ nằm ở màu sắc mà còn ở hương vị. Cả hai đều được làm chủ yếu từ nguyên liệu lúa mạch, nhưng cho bia đen, lúa mạch được sấy lâu hơn ở nhiệt độ cao hơn để tối đa hóa phản ứng màu. Do đó, cảm giác hơi khét vẫn hiện diện.
Tuy ngược lại, trong sản xuất đồ hộp rau quả, chúng ta cố gắng hạn chế phản ứng màu càng nhiều càng tốt để bảo vệ màu sắc và hương vị tự nhiên của sản phẩm, đồng thời nâng cao chất lượng. Một trong những biện pháp đầu tiên là loại bỏ hoặc ngăn chặn sự hình thành đường khử.
Tương tự, trong sản xuất bánh kẹo, đường khử là nguyên nhân khiến kẹo dễ hút ẩm (khó bảo quản) và trở nên nhỏ giọt nếu tiếp xúc với môi trường ẩm. Nó cũng gây cho kẹo có một vị hơi đắng. Vì vậy, một số loại tinh bột biến đổi và đường được sử dụng trong sản xuất bánh kẹo, với mục tiêu kiểm soát hàm lượng đường khử này.
Tham khảo:[1]. masterorganicchemistry.com/2017/09/12/reducing-sugars/[2]. study.com/academy/lesson/reducing-vs-non-reducing-sugars-definition-comparison.html[3]. ochempal.org/index.php/alphabetical/q-r/reducing-sugar/[4]. Casey G.P, Magnus C.A, Ingledew W.M, High gravity Brewing, Effects of nutrition on yeast composition, fermentation ability and alcohol production, Journal of The Institute of Brewing, Vol. 84(3), pp. 639-646, 1984[5]. Hồ Hữu Long, kỹ thuật sản xuất kẹo, nxb KHKT Hà Nội, 1983[6]. Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men, nhà xuất bản khoa học kỹ thuật[7]. Hóa sinh công nghiệp, nhà xuất bản khoa học kỹ thuật[8]. quora.com/What-are-reducing-and-non-reducing-sugars
Nguồn: https://luatduonggia.edu.vn
Danh mục: Tổng hợp