[發明專利]一種測定水溶性食品級羧甲基纖維素鈉取代度的方法

在審

• 申請號: 201410696313.5
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104458611A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 葉君;熊犍
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N1/38
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及一種取代度的測定方法，具體涉及一種測定水溶性食品級羧甲基纖維素鈉取代度的方法。

背景技術

羧甲基羧甲基纖維素鈉(?CMC)是纖維素與氯乙酸在堿性條件下發生醚化反應得到的一種重要的精細化工產品。國家標準GB2760-2007將其列為：可在各類食品中按生產需要適量使用的添加劑名單（A3，53），是營養、安全、健康的食品添加劑。在食品中作為添加劑使用，具有增稠、懸浮、乳化、穩定、保形、成膜、膨化、防腐保鮮、耐酸和保健等多種功能，同時由于CMC的價格較明膠、瓊脂、海藻酸鈉等食品膠便宜，因此被廣泛應用于現代食品工業的飲料、奶制品、冰淇淋、醬油、果凍、果醬、方便面等食品中。

CMC的技術指標主要有取代度、純度、含水量及其水溶液的黏度、pH等。其中取代度是最關鍵的指標，決定了CMC的性能和應用范圍。CMC的取代度（DS）是指每個纖維素大分子葡萄糖殘基環上的羥基上的氫被羧甲基所取代的平均數目。

現有CMC取代度（DS）的測定方法主要有灰化法、酸洗法、分光光度法、銅鹽沉淀法、氣液色譜法。

灰化法測定CMC取代度是：將純的樣品，緩慢加熱，并逐漸升溫至700?℃?，灼燒3?h?，使樣品完全灰化，轉化為Na₂O。以定量的HCl標準溶液溶解灰化物，再用氫氧化鈉標準溶液滴定過量的鹽酸，甲基紅為指示劑。升溫速率要慢，時間長，方法經典，是各種改進方法是否準確的參照。

非水滴定測定CMC取代度是：在純樣品加入50-100倍的冰醋酸，10-20倍乙酸酐，100℃，45分鐘，冷卻用高氯酸標準溶液，甲基紫做指示劑。現在已經不用。

酸洗法測定CMC取代度是：在干燥的純樣品加入3-5倍的95%的乙醇，加1-1.5倍硝酸，攪拌2分鐘，加熱煮沸5分鐘，停止加熱，攪拌10-15分鐘，用10-30倍的95%的乙醇沉淀，用60℃的80%的乙醇洗滌沉淀4-8次，直到無硝酸鹽存在。用甲醇洗滌，風干除甲醇，105℃干燥3小時，稱取0.5克測定硫酸鹽灰分，當大于0.5%時重復操作直到灰分小于0.5%，取1-1.5克樣溶于氫氧化鈉標準溶液中，用酚酞做指示劑，用標準鹽酸滴定，計算取代度DS；該方法理論終點pH值約為8.?2，采用酚酞作指示劑時，溶液從淺粉色變為無色的變色不夠敏銳，滴定終點不容易掌握。改進方法有：電位滴定法和紅外光譜法。用電位滴定法，以玻璃電極為指示電極，甘汞電極作參比電極，由酸度計測定溶液的pH值，二級微商法確定滴定終點，則比指示劑法準確，可以提高實驗的精密度和準確性；用紅外光譜法進行測定DS，比滴定法具有用量少（從1-1.5克降3-5毫克），時間短的特點。

分光光度法測定CMC取代度是：在100℃的濃H₂SO₄?中可以定量地釋放甲醛，甲醛與J酸作用生成顯色染料，其溶液的吸光度服從朗伯—?比爾定律。按照甲醛的測定方法，使用鉻變酸(?4,?5-二羥基-2,?7-萘二磺酸)代替J酸作為顯色劑，在570?nm波長處測定吸光度，可以得到同樣的實驗結果。鉻變酸法的測定步驟與J酸法基本相同，只是加熱時間減至0.?5?h，顯色后溶液為紫紅色。鉻變酸法的優點是形成的有色染料較J酸法穩定，分析時間較短。

銅鹽沉淀法測定CMC取代度是：在CM?C溶液中加入定量的CuSO₄?溶液，反應生成羧甲基纖維素銅沉淀，過濾，除去沉淀，濾液中過量的銅用EDTA標準溶液滴定，同時用EDTA標準溶液滴定一定體積的CuSO₄溶液。由滴定CuSO₄?溶液與濾液消耗的EDT?A體積之差，可求出與CMS反應的銅含量，進而求出取代度DS。

氣液色譜法是CMC先與1-乙基-3-(?3-二甲胺丙基)?-碳化二亞胺(?EDC)充分反應，繼而與NaBH₄?反應得到羥乙基化還原產物HCMC，?HCMC于100℃用甲酸水解，殘渣溶于三氟乙酸中，再用NaBH₄?還原，還原液經乙酰化試劑(乙酸酐∶吡啶=?1∶?1)反應得到系列單糖的衍生物，將其溶解于氯仿中，使用氫火焰離子化檢測器，以程序升溫進行氣液色譜分析，以測定出CMC的取代度DS。

本發明一種測定水溶性食品級羧甲基纖維素鈉取代度的方法，具有減少試劑、省時、操作簡單、方便，數據有精密度和準確度高、穩定的特點。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種成本低、效率高、操作簡單、方便，數據精密度和準確度高、穩定的測定水溶性食品級羧甲基纖維素鈉取代度的方法。