還原糖快速測定技術在谷氨酸發酵過程中的應用

摘 要 谷氨酸發酵過程中還原糖含量的測定一般采用費林試劑法。 研究了采用還原糖快速測定儀連續測定谷氨酸發酵過程中還原糖含量的方法, 并與費林試劑手工測定法進行了比較。 結果表明, 儀器測定法快速、準確, 操作簡單, 穩定性好, 精密度高。 標準偏差(S)=0.008 , 變異系數(CV)=0.015 , 回收率=99.2%。

關鍵詞 還原糖, 谷氨酸發酵, 還原糖測定儀, 費林試劑

作者:博士研究生, 研究員。收稿時間:2003-06-11

   還原糖含量是谷氨酸生產過程中主要的檢測控制參數, 快速測定還原糖對發酵過程控制具有重要的意義。 目前國內谷氨酸生產企業大多采用手工費林試劑法, 也有采用酶電極法測定葡萄糖含量從而間接反映還原糖變化的[ 1] 。 文中研究的還原糖測定儀是根據費林試劑法確定還原糖的原理而建立的一種還原糖的測定方法, 它由自動控制系統控制反應溫度、攪拌力度、滴定速度, 并自動將生化反應信號轉化為電信號, 快速完成還原糖的測定。 儀器法與手工費林試劑測定法相比, 具有快速、準確、簡單等特點, 測定僅需 3 min , 是目前發酵過程控制的一種理想的還原糖測定技術。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 谷氨酸發酵液

江蘇菊花集團。

1.1.2 費林試劑

甲液:CuSO4 35.0 g , 1%次甲基蘭 5 mL , 定容1 000m L。乙液:NaOH 126.4 g , 酒石酸甲鈉 117.0 g ,   定容至 1 000 mL。1%標準葡萄糖溶液:準確稱取 10.0 g 烘干的葡萄糖, 定容 1 000 mL。0.3 %標準葡萄糖溶液:準確稱取 3.0 g 烘干的葡萄糖, 定容 1 000 mL。

1.2 方 法

1.2.1 費林試劑法[ 2]

空白試驗 取費林試劑甲乙液各 5 mL 于 250m L 三角瓶中加水 10 mL, 并預先加入 20m L 0.1 %標準葡萄糖溶液, 混合后于電爐上加熱, 使溶液在 2min 內沸騰, 以 20 滴/ min 的速度滴定至藍色剛好消失, 記錄體積。樣品滴定取費林試甲乙液各 5 mL , 加入樣品及≤1 m L 的 0.1 %標準葡萄糖溶液, 使其接近終點,以下操作同空白試驗。 根據滴定液的體積計算還原糖含量。

1.2.2 還原糖快速測定儀

山東省科學院中日友好生物技術研究中心提供[ 2] 。 操作方法見參考文獻[ 3] 。

2 結果與討論

2.1 精密度試驗

取發酵至 28 h 的谷氨酸發酵液, 分別按照費林試劑測定法和還原糖測定儀法測定還原糖含量, 樣品重復 8 次測定,。

2.2 回收率試驗

用補償法向同一樣品發酵液(28 h)中添加無水葡萄糖標準樣品, 用 2 種方法對加樣樣品和未加樣樣品進行測定 , 計算加入葡萄糖的回收率, 用費林試劑法和還原糖測定儀法對同一罐谷氨酸發酵液進行連續對比測定 。每種方法平行測定 3 次, 取平均值。

2.3 連續測定試驗

用還原糖測定儀法和費林試劑法對同一罐谷氨酸發酵液進行連續對比測定。 還原糖測定儀法平行測定 3 次, 取平均值。

3 討 論

還原糖測定儀法標準偏差(S)變異系數(CV)均小于直接滴定法, 其回收率高于直接滴定法, 說明還原糖滴定儀穩定性好, 重現性好, 測定結果精密度、準確度較高。 原因是還原糖滴定儀采用自動控制技術恒定了斐林試劑滴定過程的溫度、攪拌、滴定速度等反應條件, 使手工滴定中很難控制的參數更加穩定[ 4] 。還原糖測定儀法測定速度快, 操作簡單, 測定只需一次進樣, 自動化程度高, 省時。 測定結果能更直接和快速反映谷氨酸發酵過程中還原糖的變化, 有利于谷氨酸發酵過程的優化控制。費林試劑法和還原糖測定儀法測定結果的差異性不大。 但對于發酵后期樣品的測定, 儀器測定更準確、可靠, 這對正確判斷發酵終點, 控制原料消耗,降低和控制污染負荷具有重要的應用價值。

參考 文獻

1 馮德榮, 尚雪芹, 周*等, 食品與發酵工業, 1993 , (4):33 ～ 37

2 史建國, 孟慶軍, 楊俊慧等 .食品與發酵工業, 2003 , 29(1):73 ～ 75

3 史建國, 馬耀宏, 孟慶軍等.煙草研究與管理, 2003 ,(1):30 ～ 31

4 馬耀宏.發酵科技通訊, 2003 , 32(1):20 ～ 22