还原糖快速测定技术在谷氨酸发酵过程中的应用

摘 要 谷氨酸发酵过程中还原糖含量的测定一般采用费林试剂法。 研究了采用还原糖快速测定仪连续测定谷氨酸发酵过程中还原糖含量的方法, 并与费林试剂手工测定法进行了比较。 结果表明, 仪器测定法快速、准确, 操作简单, 稳定性好, 精密度高。 标准偏差(S)=0.008 , 变异系数(CV)=0.015 , 回收率=99.2%。

关键词 还原糖, 谷氨酸发酵, 还原糖测定仪, 费林试剂

作者:博士研究生, 研究员。收稿时间:2003-06-11

   还原糖含量是谷氨酸生产过程中主要的检测控制参数, 快速测定还原糖对发酵过程控制具有重要的意义。 目前国内谷氨酸生产企业大多采用手工费林试剂法, 也有采用酶电极法测定葡萄糖含量从而间接反映还原糖变化的[ 1] 。 文中研究的还原糖测定仪是根据费林试剂法确定还原糖的原理而建立的一种还原糖的测定方法, 它由自动控制系统控制反应温度、搅拌力度、滴定速度, 并自动将生化反应信号转化为电信号, 快速完成还原糖的测定。 仪器法与手工费林试剂测定法相比, 具有快速、准确、简单等特点, 测定仅需 3 min , 是目前发酵过程控制的一种理想的还原糖测定技术。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 谷氨酸发酵液

江苏菊花集团。

1.1.2 费林试剂

甲液:CuSO4 35.0 g , 1%次甲基兰 5 mL , 定容1 000m L。乙液:NaOH 126.4 g , 酒石酸甲钠 117.0 g ,   定容至 1 000 mL。1%标准葡萄糖溶液:准确称取 10.0 g 烘干的葡萄糖, 定容 1 000 mL。0.3 %标准葡萄糖溶液:准确称取 3.0 g 烘干的葡萄糖, 定容 1 000 mL。

1.2 方 法

1.2.1 费林试剂法[ 2]

空白试验 取费林试剂甲乙液各 5 mL 于 250m L 三角瓶中加水 10 mL, 并预先加入 20m L 0.1 %标准葡萄糖溶液, 混合后于电炉上加热, 使溶液在 2min 内沸腾, 以 20 滴/ min 的速度滴定至蓝色刚好消失, 记录体积。样品滴定取费林试甲乙液各 5 mL , 加入样品及≤1 m L 的 0.1 %标准葡萄糖溶液, 使其接近终点,以下操作同空白试验。 根据滴定液的体积计算还原糖含量。

1.2.2 还原糖快速测定仪

山东省科学院中日友好生物技术研究中心提供[ 2] 。 操作方法见参考文献[ 3] 。

2 结果与讨论

2.1 精密度试验

取发酵至 28 h 的谷氨酸发酵液, 分别按照费林试剂测定法和还原糖测定仪法测定还原糖含量, 样品重复 8 次测定,。

2.2 回收率试验

用补偿法向同一样品发酵液(28 h)中添加无水葡萄糖标准样品, 用 2 种方法对加样样品和未加样样品进行测定 , 计算加入葡萄糖的回收率, 用费林试剂法和还原糖测定仪法对同一罐谷氨酸发酵液进行连续对比测定 。每种方法平行测定 3 次, 取平均值。

2.3 连续测定试验

用还原糖测定仪法和费林试剂法对同一罐谷氨酸发酵液进行连续对比测定。 还原糖测定仪法平行测定 3 次, 取平均值。

3 讨 论

还原糖测定仪法标准偏差(S)变异系数(CV)均小于直接滴定法, 其回收率高于直接滴定法, 说明还原糖滴定仪稳定性好, 重现性好, 测定结果精密度、准确度较高。 原因是还原糖滴定仪采用自动控制技术恒定了斐林试剂滴定过程的温度、搅拌、滴定速度等反应条件, 使手工滴定中很难控制的参数更加稳定[ 4] 。还原糖测定仪法测定速度快, 操作简单, 测定只需一次进样, 自动化程度高, 省时。 测定结果能更直接和快速反映谷氨酸发酵过程中还原糖的变化, 有利于谷氨酸发酵过程的优化控制。费林试剂法和还原糖测定仪法测定结果的差异性不大。 但对于发酵后期样品的测定, 仪器测定更准确、可靠, 这对正确判断发酵终点, 控制原料消耗,降低和控制污染负荷具有重要的应用价值。

参考 文献

1 冯德荣, 尚雪芹, 周*等, 食品与发酵工业, 1993 , (4):33 ～ 37

2 史建国, 孟庆军, 杨俊慧等 .食品与发酵工业, 2003 , 29(1):73 ～ 75

3 史建国, 马耀宏, 孟庆军等.烟草研究与管理, 2003 ,(1):30 ～ 31

4 马耀宏.发酵科技通讯, 2003 , 32(1):20 ～ 22