生物化学实验
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实验二 还原糖和总糖的测定——3,5—二硝基水杨酸比色法

实验类型 综合性

教学时数 6

操作视频

一、实验目的

掌握还原糖和总糖测定的基本原理,学习比色法测定还原糖的操作方法和分光光度计的使用。

二、实验原理

还原糖的测定是糖定量测定的基本方法。还原糖是指含有自由醛基或酮基的糖类,单糖都是还原糖,双糖和多糖不一定是还原糖,如乳糖和麦芽糖是还原糖,蔗糖和淀粉是非还原糖。利用糖的溶解度不同,可将植物样品中的单糖、双糖和多糖分别提取出来,对没有还原性的双糖和多糖,可用酸水解法使其降解成有还原性的单糖进行测定,再分别求出样品中还原糖和总糖的含量(还原糖以葡萄糖含量计)。

还原糖在碱性条件下加热被氧化成糖酸及其他产物,3,5—二硝基水杨酸则被还原为棕红色的3—氨基—5—硝基水杨酸。在一定范围内,还原糖的量与棕红色物质颜色的深浅呈正比关系,利用分光光度计,在540nm波长下测定光密度值,查对标准曲线并计算,便可求出样品中还原糖和总糖的含量。由于多糖水解为单糖时,每断裂一个糖苷键需加入一分子水,所以在计算多糖含量时应乘以0.9。

三、实验仪器与试剂

1.材料

小麦面粉1000g。

2.仪器

具塞玻璃刻度试管 20mL,滤纸,烧杯 100mL,三角瓶 100mL,容量瓶100mL,刻度吸管1mL、2mL、10mL,恒温水浴锅,煤气炉,漏斗,天平,分光光度计。

3.试剂

6mol/L HCl,6mol/L NaOH,酚酞指示剂。

(1)1mg/mL葡萄糖标准液 准确称取 80℃烘至恒重的分析纯葡萄糖100mg,置于小烧杯中,加少量蒸馏水溶解后,转移到100mL容量瓶中,用蒸馏水定容至100mL,混匀,4℃冰箱中保存备用。

(2)3,5—二硝基水杨酸(DNS)试剂 称取6.5g DNS溶于少量热蒸馏水中,溶解后移入1000mL容量瓶中,加入2mol/L氢氧化钠溶液325mL,再加入45g丙三醇,摇匀,冷却后定容至1000mL。

(3)碘—碘化钾溶液 称取5g碘和10g碘化钾,溶于100mL蒸馏水中。

四、实验内容

1.制作葡萄糖标准曲线

取7支20mL具塞刻度试管编号,按下表分别加入浓度为1mg/mL的葡萄糖标准液、蒸馏水和3,5—二硝基水杨酸(DNS)试剂,配成不同葡萄糖含量的反应液。

将各管摇匀,在沸水浴中准确加热5min,取出,用冷水迅速冷却至室温,用蒸馏水定容至20mL,加塞后颠倒混匀。调分光光度计波长至540nm,用0号管调零点,等后面7~10号管准备好后,测出1~6号管的光密度值。以光密度值为纵坐标,葡萄糖含量(mg)为横坐标,在坐标纸上绘出标准曲线。

2.样品中还原糖和总糖的测定

(1)还原糖的提取 准确称取3.00g食用面粉,放入100mL烧杯中,先用少量蒸馏水调成糊状,然后加入50mL蒸馏水,搅匀,置于50℃恒温水浴中保温20min,不时搅拌,使还原糖浸出。过滤,将滤液全部收集在 100mL的容量瓶中,用蒸馏水定容至刻度,即为还原糖提取液。

(2)总糖的水解和提取 准确称取1.00g食用面粉,放入100mL三角瓶中,加15mL蒸馏水及10mL 6mol/L HCl,置沸水浴中加热水解30min,取出1~2滴置于白瓷板上,加1滴I-KI溶液检查水解是否完全。如已水解完全,则不呈现蓝色。水解毕。冷却至室温后加入1滴酚酞指示剂,以6mol/L NaOH溶液中和至溶液呈微红色,并定容到100mL,过滤取滤液10mL于100mL容量瓶中,定容至刻度,混匀,即为稀释1000倍的总糖水解液,用于总糖测定。

(3)显色和比色 取4支20mL具塞刻度试管,编号,按下表所示分别加入待测液和显色剂,将各管摇匀,在沸水浴中准确加热5min,取出,冷水迅速冷却至室温,用蒸馏水定容至20mL,加塞后颠倒混匀,在分光光度计上进行比色。调波长540nm,用0号管调零点,测出7~10号管的光密度值。

五、实验结果与计算

计算出7、8号管光密度值的平均值和9、10管光密度值的平均值,在标准曲线上分别查出相应的葡萄糖质量(mg),按下式计算出样品中还原糖和总糖的含量(以葡萄糖计)。

六、注意事项

(1)标准曲线制作与样品测定应同时进行显色,并使用同一空白调零点和比色。

(2)面粉中还原糖含量较少,计算总糖时可将其合并入多糖一起考虑。

七、思考题

(1)在样品的总糖提取时,为什么要用浓HCl处理?而在其测定前,又为何要用NaOH中和?

(2)标准葡萄糖浓度梯度和样品含糖量的测定为什么应该同步进行?比色时设0号管有什么意义?

(3)绘制标准曲线的目的是什么?