糖蜜總糖含量在水泥助磨劑中的測(cè)定

熊玉蘭，韓 禮，吳小波，許洪天

（眉山海螺新材料科技有限公司，四川 眉山 620010）

糖蜜是一種棕褐色粘稠液體，是制糖工業(yè)的副產(chǎn)物。由于制糖工藝及原料的不同，糖蜜中含糖量也有差別，例如甘蔗糖蜜中的蔗糖含量為24%~36%，其他糖含量為12%~24%；甜菜糖蜜所含糖類(lèi)主要為蔗糖，約47%。糖蜜因價(jià)格便宜，含糖量高，被廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、動(dòng)物飼料、水泥外加劑和酒精發(fā)酵等方面［1］。

糖蜜在水泥助磨劑中主要有兩個(gè)作用，一是助磨作用，糖蜜的加入能夠提高水泥磨機(jī)的效率，降低水泥生產(chǎn)過(guò)程的能耗；二是調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間，因糖類(lèi)物質(zhì)中含有大量的羥基，羥基能夠抑制水泥水化，從而達(dá)到調(diào)整水泥凝結(jié)時(shí)間的目的。水泥凝結(jié)時(shí)間的不同會(huì)導(dǎo)致水泥強(qiáng)度的差異，凝結(jié)時(shí)間又與助磨劑中糖類(lèi)物質(zhì)的含量息息相關(guān)［2］。因此水泥助磨劑用糖蜜中總糖含量的檢測(cè)對(duì)于水泥行業(yè)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

糖蜜總糖含量是糖蜜中雙糖及單糖含量的總和。目前糖蜜總糖含量的測(cè)量方法多種多樣，大多數(shù)采用蘭因-艾農(nóng)（Lane-Ey-non）恒容法來(lái)測(cè)定。甘蔗糖蜜行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T2684-2005（以下簡(jiǎn)稱(chēng)行業(yè)法）中［3］，將總糖分的檢測(cè)分為蔗糖分的測(cè)定和還原糖分的測(cè)定兩部分。該法只適用于對(duì)糖蜜中蔗糖含量有要求的行業(yè)，而對(duì)于水泥外加劑及其他對(duì)糖蜜中蔗糖含量無(wú)要求的企業(yè)，該法步驟繁瑣，檢測(cè)速度較慢，效率較低。

中華人民共和國(guó)出入境檢驗(yàn)檢疫行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SN/T 1540-2005《糖蜜檢驗(yàn)規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)法）中總糖含量檢測(cè)方式如下。先將糖蜜中具有還原性的非糖組分及鈣鹽用乙酸鉛和脫鉛劑清除干凈，再將糖蜜中的蔗糖水解轉(zhuǎn)化成還原性糖，還原性糖將斐林試劑中的二價(jià)銅還原成一價(jià)銅，從而求出糖蜜中總糖含量。但其測(cè)定方法存在一定的不足，例如需要進(jìn)行預(yù)滴定，檢測(cè)時(shí)間偏長(zhǎng)；預(yù)滴定與正式滴定要求相差0.5 mL左右，實(shí)際操作時(shí)不易把握，可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低；滴定終點(diǎn)為藍(lán)色剛好褪去時(shí)，而藍(lán)色容易返色，終點(diǎn)極易滴過(guò)，導(dǎo)致結(jié)果偏高［4］。

中國(guó)輕工業(yè)出版社出版的《食品分析實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》中還原糖的測(cè)定方法如下。先等量混合酒石酸銅甲液和乙液，得到深藍(lán)色的酒石酸鉀鈉與二價(jià)銅離子的可溶性配合物。還原糖與二價(jià)銅離子的配合物共熱時(shí)，二價(jià)銅能被還原成一價(jià)的Cu2O沉淀，Cu2O與加入的K4Fe（CN）6反應(yīng)，生成可溶的淡黃色一價(jià)銅離子的絡(luò)合物。到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，次甲基藍(lán)指示劑與過(guò)量的還原性糖反應(yīng)，從而藍(lán)色消失，最終溶液呈現(xiàn)出一價(jià)銅離子絡(luò)合物的淡黃色。最終根據(jù)消耗的測(cè)定樣品的體積來(lái)計(jì)算出還原性糖的含量［5］。此方法滴定終點(diǎn)容易判斷，且不易出現(xiàn)返色現(xiàn)象，但其只能測(cè)試還原性糖類(lèi)，且同樣需要預(yù)滴定操作。因此設(shè)計(jì)一種容易判定的滴定終點(diǎn)，且能夠簡(jiǎn)單快速測(cè)定糖蜜中總糖含量的方法對(duì)于糖蜜應(yīng)用行業(yè)來(lái)說(shuō)十分重要。

通過(guò)結(jié)合各種糖蜜中總糖含量的檢測(cè)方法，設(shè)計(jì)了一種高效的水泥助磨劑用糖蜜中總糖測(cè)定的方法，通過(guò)在滴定前的斐林試劑中加入一定量的亞鐵氰化鉀，使二價(jià)銅被還原為一價(jià)銅時(shí)產(chǎn)生的磚紅色沉淀后生成可溶性絡(luò)合物，從而不影響滴定終點(diǎn)的判斷。取消了次甲基藍(lán)指示劑的加入和預(yù)滴定步驟，從而能夠高效快速的測(cè)定糖蜜中的總糖含量。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試劑

蔗糖（分析純）、200 g/L的乙酸鉛溶液、脫鉛劑（磷酸鹽草酸鹽混合溶液）、斐林試劑（標(biāo)定后）、4 mol/L的鹽酸、4 mol/L的氫氧化鈉溶液、亞鐵氰化鉀（分析純）、酚酞指示劑。

1.2 儀器

精度0.0001 g的電子天平、100 mL和250 mL的容量瓶、燒杯、油浴鍋、10 mL和50 mL的移液管、溫度計(jì)、滴定管、油浴鍋。

1.3 斐林試劑的配制及標(biāo)定

斐林試劑A溶液，稱(chēng)取五水硫酸銅（CuSO4·5H2O）69.278 g，加水溶解后稀釋釋至1000 mL，過(guò)濾后備用。

斐林試劑B溶液，稱(chēng)取酒石酸鉀鈉（NaKC4H4O6）346 g和氫氧化鈉（NaOH）100 g，用少量水溶解；稱(chēng)取亞鐵氰化鉀18.5 g，用少量水溶解。將兩溶液混合，用水稀釋至1000 mL，搖勻。

將準(zhǔn)備好的蔗糖在105℃高溫下烘干一小時(shí)，冷卻至室溫后再稱(chēng)取1.5 g~2.0 g并用150 mL蒸餾水溶解至250 mL燒杯中，再轉(zhuǎn)移至250 mL的容量瓶中，再用25~30 mL蒸餾水沖洗燒杯壁三次，保證稱(chēng)取的蔗糖完全轉(zhuǎn)移至容量瓶中，最后向容量瓶中加入蒸餾水至刻度處，并搖勻。

吸取定容后的蔗糖溶液50 mL，加入至200 mL的燒杯內(nèi)，再向其中加入4 mol/L的鹽酸5 mL，充分搖勻。將其置于磁力加熱攪拌器上，溫度設(shè)置為69℃，充分?jǐn)嚢枋昼姡拐崽峭耆D(zhuǎn)化為單糖，完成后冷卻至室溫。加入兩滴酚酞指示劑，再用4 mol/L的氫氧化鈉溶液中和掉剩余的鹽酸，至溶液呈微紅色。

將轉(zhuǎn)化后的蔗糖溶液轉(zhuǎn)移至100 mL的容量瓶中，定容搖勻后注入滴定管中待用。用移液管準(zhǔn)確量取5 mL斐林試劑A、B液體至250 mL的錐形瓶中，再加入40 mL的蒸餾水，置于加熱器上至溶液沸騰，使溶液一直保持沸騰狀態(tài)，120秒后開(kāi)始滴加配制好的蔗糖溶液，滴加至錐形瓶中藍(lán)色剛好褪去，溶液呈淡黃色即為滴定終點(diǎn)。計(jì)算其濃度如下。

式中，A為10 mL斐林試劑A、B混合液相當(dāng)轉(zhuǎn)化糖的量，單位為克（g）；m為稱(chēng)取蔗糖的量，單位為克（g）；V為滴定時(shí)消耗的糖液的毫升數(shù)，單位毫升（mL）；500為溶液的稀釋比；0.95為換算系數(shù)（0.95g蔗糖可轉(zhuǎn)化為1g轉(zhuǎn)化糖）。

1.4 檢液的制備及測(cè)定

1.4.1 待檢糖蜜樣品的制備

用精度萬(wàn)分之一的天子天平準(zhǔn)確稱(chēng)取3 g糖蜜樣品，加入一定量的蒸餾水使其溶解在250 mL燒杯中，后定容于250 mL容量瓶中，再加入配制好的乙酸鉛溶液15 mL和脫鉛劑溶液15 mL，使待檢樣品中的還原性非糖組分產(chǎn)生沉淀，最后定容搖勻。將混合液中的沉淀過(guò)濾除去，收集中間濾液備用。

1.4.2 待檢糖蜜樣品的轉(zhuǎn)化及中和

吸取過(guò)濾后的糖蜜溶液50 mL，加入至200 mL的燒杯內(nèi)，再向其中加入4 mol/L的鹽酸10 mL，充分搖勻。將其置于磁力加熱攪拌器上，溫度設(shè)置為69℃，充分?jǐn)嚢枋昼姡拐崽峭耆D(zhuǎn)化為單糖，完成后冷卻至室溫。加入兩滴酚酞指示劑，再用4 mol/L的氫氧化鈉溶液中和掉剩余的鹽酸，至溶液呈微紅色。

1.4.3 待檢糖蜜樣品中總糖含量的滴定

將轉(zhuǎn)化后的糖蜜樣品溶液轉(zhuǎn)移至100 mL的容量瓶中，定容搖勻后注入滴定管中待用。用移液管準(zhǔn)確量取5 mL斐林試劑A、B液體至250 mL錐形瓶中，再加入35 mL的蒸餾水，置于加熱器上至溶液沸騰，使溶液一直保持沸騰狀態(tài)，120秒后開(kāi)始滴加配制好的蔗糖溶液，滴加至錐形瓶中藍(lán)色剛好褪去，溶液呈淡黃色即為滴定終點(diǎn)。記錄下滴定所耗用待檢液的毫升數(shù)。糖蜜樣品中的總糖含量計(jì)算如下。

式中，A為100 mL斐林氏A、B混合液相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化糖的量，單位為克（g）；m為樣品的質(zhì)量，單位為克（g）；V為滴定耗用的檢液的毫升數(shù)；平行試驗(yàn)結(jié)果的允許誤差為0.5%。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1 檢測(cè)結(jié)果

使用標(biāo)準(zhǔn)法與本方法兩種測(cè)定方法測(cè)量不同糖蜜樣品中的總糖含量，對(duì)比兩種方法的試驗(yàn)結(jié)果，如表1所示。

表1 兩種檢測(cè)方法的總糖測(cè)定結(jié)果對(duì)比

由表1可知，標(biāo)準(zhǔn)方法與本方法所測(cè)定不同糖蜜樣品的平行樣的極差在允許誤差（0.50）范圍內(nèi)的分別占75%、100%，本方法準(zhǔn)確度明顯高于標(biāo)準(zhǔn)方法；標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)得的總糖含量極差均大于0.40，本方法的均小于0.40，表明本方法精度明顯高于標(biāo)準(zhǔn)方法。

2.2 糖蜜對(duì)水泥增強(qiáng)效果的測(cè)試

使用顎式破碎機(jī)按熟料95%、石膏5%的比例，再加一定摻量的助磨劑進(jìn)行小磨試驗(yàn)，驗(yàn)證助磨劑的助磨效果，助磨效果以勃氏比表面積來(lái)比較。糖蜜的助磨效果，如表2所示。

從表2可以看出糖蜜具有較好的助磨效果，因其含有大量的極性基團(tuán)，能夠吸附屏蔽電荷，起到助磨效果。雖然糖蜜的助磨效果與其他增強(qiáng)效果不如醇胺類(lèi)助磨劑，但糖蜜價(jià)格便宜，因此在助磨劑領(lǐng)域被廣泛使用。

表2 糖蜜的助磨效果

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)各種糖蜜中總糖含量測(cè)定方法的研究，結(jié)合水泥外加劑行業(yè)糖蜜使用的現(xiàn)狀特點(diǎn)，研究出了一種相對(duì)高效且精確度高的檢測(cè)方法，該方法不僅適用于水泥外加劑行業(yè)，對(duì)于其他對(duì)糖蜜中組分無(wú)過(guò)多要求的行業(yè)也具有較高的實(shí)用價(jià)值。