本发明涉及化学成分的检测技术领域，且特别涉及一种乳清粉中乳糖含量的测定方法。
背景技术：
乳清粉是利用制造干酪或干酪素的副产品乳清粉为原料干燥制成的，具有很高的营养价值，且是制作高档仔猪料的优质原料，其主要成分有乳糖、乳清粉蛋白等。为了以防掺假，就必须对乳清粉中的乳糖含量进行检测，因此乳清粉中乳糖含量的检测就显得尤为重要。
现有乳清粉中乳糖含量的测定方法，是试样经去除蛋白质后，在加热条件下，以次甲基蓝为指示剂，直接滴定已标定过的费林氏液，根据样液消耗的体积，计算出乳糖含量(GB 5413.5-2010《食品安全国家标准-婴幼儿食品和乳品中乳糖、蔗糖的测定》第一法)。上述方法存在以下几点不足：
(1)配制试剂较多，较繁琐；
(2)需进行预滴定和精确滴定，操作过程冗长；
(3)滴定过程中生成的氧化亚铜若不加热溶液又会变为蓝色，影响终点判定。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种乳清粉中乳糖含量的测定方法，该测定方法快速、重复性好，所用试剂来源广、价格适中，经该测定方法测定所得的结果准确有效。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明提出一种乳清粉中乳糖含量的测定方法，其包括以下步骤：
将试样依次与硫酸溶液和钨酸钠溶液混合，过滤，收集滤液得样品液，取部分样品液得样品分解液；
取乳糖标准品配置成不同浓度的多个标准液，分别向样品分解液和多个标准液中加入等量铜试剂后第一次热处理，然后分别加入等量磷钼酸试剂后第二次热处理，冷却后分别测定吸光度，根据测得的第二次热处理后的多个标准液的吸光度绘制乳糖含量-吸光度的标准曲线；
根据测得的第二次热处理后的样品分解液的吸光度，从标准曲线中获取样品分解液的乳糖含量，按以下公式计算：
试样的乳糖含量＝(样品分解液的乳糖含量×样品液的体积)/(试样的质量×样品分解液的体积×106)×100。
本发明实施例的乳清粉中乳糖含量的测定方法的有益效果是：利用乳清粉中乳糖的醛基的还原性，其与铜试剂在碱性条件下混合加热，可被氧化成羧基，该反应还可使铜试剂中的Cu2+还原成Cu+，Cu+可使磷钼酸还原成蓝色化合物(钼蓝)，并使溶液呈蓝色，其颜色的深浅与乳糖含量成正比，通过测定溶液的吸光度，对比标准曲线即可测定出乳糖的含量。在试样测定前加入硫酸和钨酸钠溶液，可生成蛋白质沉淀剂钨酸，以去除试样中所含的蛋白质，避免该类物质影响乳糖的测定结果。本测定方法操作简单、快速，所用试剂和仪器价格低廉，降低了检测成本，经该测定方法测定所得的结果准确、重复性好。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的饲料添加剂及饲料进行具体说明。
本发明实施例提供的乳清粉中乳糖含量的测定方法，主要包含配制乳糖标准液、绘制乳糖含量-吸光度的标准曲线、样品测定及计算等步骤。
称取乳糖标准品配置成多个不同浓度的乳糖标准液。具体的，例如可以称取1g乳糖标准品于500mL容量瓶中定容，使其浓度为2g/L。分别移取0.1mL、0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL和1.0mL上述浓度为2g/L的溶液于25mL的具塞比色管中定容，即配制成浓度分别为8mg/L、16mg/L、32mg/L、48mg/L、64mg/L及80mg/L的多个标准液。在标准液配制过程中，乳糖标准品的体积和浓度并不限于上述数据，可以根据实际操作需要进行具体配制。为了使乳糖标准品测定更加准确，可在制备标准液前，对其进行干燥。例如可将其置于92-96℃的电热恒温鼓风干燥箱中烘烤1-3h，再冷却至室温。
取待测乳清粉作为试样，本测定方法中例如可称取0.3-1.2g的试样于50mL具塞比色管中定容，为了提高测定的准确性，试样质量优选为0.6-0.8g。将试样依次与硫酸溶液和钨酸钠溶液混合，例如可用移液枪向试样中加入2mL浓度为10％的硫酸溶液，摇匀后再向该混合液中加入2mL浓度为120g/L的钨酸钠溶液，并用涡旋振荡仪混匀。上述10％的硫酸溶液可通过以下方式配制：将10mL浓硫酸用水稀释至100mL；120g/L的钨酸钠溶液可通过以下方式配制：称取12.0g钨酸钠溶解于100mL水中。静置上述混匀后的液体，待沉淀和清液完全分离后，过滤并收集滤液得到样品液。较佳的，可用干燥滤纸对待过滤的液体进行过滤，且弃去过滤初始阶段的部分滤液，以提高测定的准确度。其中，向试样中加入硫酸溶液和钨酸钠溶液的目的是：钨酸钠与硫酸作用，可生成钨酸(Na2WO4+H2SO4→H2WO4+Na2SO4)。钨酸作为蛋白质沉淀剂可使蛋白质等类似物质凝固或沉淀，通过离心或过滤则可去除沉淀，得到无蛋白质的滤液。因此，通过加入该两者试剂可使试样中的蛋白质类的物质被沉淀和去除，以避免该类物质对乳糖的测定产生影响。
取部分样品液得样品分解液，并取与样品分解液等体积的蒸馏水为空白液，以对测量仪器进行去背景处理。具体的，例如可用移液枪吸取0.1mL样品液于25mL的具塞比色管中进行定容，此操作过程中，0.1mL即作为样品分解液的体积，25mL即为样品液的体积。
取相同体积的样品分解液、多个浓度的标准液和空白液，分别向上述液体中加入等量铜试剂(C5H10NS2Na·3H2O)并进行第一次热处理。例如可取均为25mL的样品分解液、多个浓度的标准液和空白液，分别向25mL的上述液体中加入2mL的铜试剂，摇匀后，于98-100℃的条件下加热5-7min，优选于100℃的沸水浴中加热6min。上述铜试剂可通过以下方式配制：将40g无水Na2CO3溶于400mL蒸馏水中，加入7.5g酒石酸，溶解后再加入4.5g的CuSO4·5H2O，混合后用水稀释至1000mL。因乳清粉中乳糖所含有的醛基具有还原性，故加入碱性的铜试剂可使乳糖中的醛基与碱性铜试剂混合加热后被氧化成羧基，并使碱性铜试剂中的Cu2+还原成Cu+。第一次热处理完时，再分别向上述样品分解液、多个浓度的标准液和空白液中加入磷钼酸试剂并进行第二次热处理。例如可分别向含有碱性铜试剂的上述液体中加入2mL的磷钼酸试剂，于98-100℃的条件下加热1-3min，优选于100℃的沸水浴中加热2min。上述磷钼酸试剂可通过以下方式配制：称取70g钼酸和10g钨酸钠，加入400mL浓度为10％的NaOH和400mL蒸馏水，加热煮沸20min-40min以除去溶液中的NH3，放置冷却，加蒸馏水至约700mL，再加浓度为85％的磷酸250mL，用蒸馏水稀释至1000mL。加入的磷钼酸试剂可与上述第一次热处理后的样品分解液和标准液中所含的Cu+发生反应，使磷钼酸还原成具有蓝色的化合物(钼蓝)，因此样品分解液和标准液在第二次热处理后呈蓝色。值得说明的是，为提高本测定方法的准确性和有效性，并使测定结果具有较好的重复性，本测定方法中同一待测分解液、标准液和空白液中加入的硫酸溶液、钨酸钠溶液、铜试剂和磷钼酸试剂的体积优选为等量，例如体积比为1:1:1:1。
第二次热处理后将样品分解液、标准液和空白液冷却，然后再分别测定各溶液的吸光度。因不同颜色所对应的测定波段不同，本测定方法中溶液的吸光度例如可用分光光度计在380-460nm的波长下进行检测，优选于420nm的波长下进行，该波长下对蓝色溶液的测量结果最为准确。为尽量减少吸光度测量误差对测定结果的影响，优选将吸光度的测量结果控制在0.2-0.8范围内。此外，为使测定结果具有较好的重复性，吸光度的测量过程例如可优选于20-25℃的条件下进行。
根据上述不同浓度的标准液测定后所得的吸光度值，绘制乳糖含量-吸光度的标准曲线。该标准曲线例如可以将乳糖含量作为横坐标，吸光度值作为纵坐标，也可将吸光度值作为横坐标，乳糖含量作为纵坐标。
根据测得的第二次热处理后的样品分解液的吸光度，代入上述标准曲线中，得到样品分解液的乳糖含量，再根据以下公式计算得试样中的乳糖含量：
X＝(M1×V)/(M×V1×106)×100。
其中，X代表以质量分数表示的乳糖含量，其单位为克每百克(g/100g)；M1代表由标准曲线查得的样品分解液的乳糖含量，其单位为克(g)；V代表样品液的体积，其单位为毫升(mL)；M为试样的质量，其单位为克(g)；V1代表样品分解液的体积，其单位为毫升(mL)。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
称取1g于92℃的电热恒温鼓风干燥箱中烘烤3h后的乳糖标准品，并于500mL容量瓶中定容至浓度为2g/L。分别移取0.1mL、0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL和1.0mL上述溶液于25mL的具塞比色管中定容，配制成浓度分别为8mg/L、16mg/L、32mg/L、48mg/L、64mg/L及80mg/L的多个标准液。称取0.3g的试样于50mL具塞比色管中定容，用移液枪向试样中加入2mL浓度为10％的硫酸溶液，摇匀后再加入2mL浓度为120g/L的钨酸钠溶液，用涡旋振荡仪混匀，过滤并收集滤液得到样品液。用移液枪吸取0.1mL样品液于25mL的具塞比色管中进行定容。取均为25mL的样品分解液、多个浓度的标准液和空白液，分别向25mL的上述液体中加入2mL的铜试剂，摇匀后，于98℃的条件下加热7min。分别向含有碱性铜试剂的上述液体中再加入2mL的磷钼酸试剂，并于98℃的条件下加热3min。冷却第二次热处理后的样品分解液、标准液和空白液，于20℃的条件下用分光光度计在380nm的波长下检测各溶液的吸光度。根据上述不同浓度的标准液测定后所得的吸光度值，以乳糖含量为横坐标，吸光度值为纵坐标绘制标准曲线。将样品分解液测得的吸光度代入上述标准曲线中，得到样品分解液的乳糖含量，再根据以下公式计算得试样中的乳糖含量：X＝(M1×V)/(M×V1×106)×100。
实施例2
称取1g于96℃的电热恒温鼓风干燥箱中烘烤1h后的乳糖标准品，并于500mL容量瓶中定容至浓度为2g/L。分别移取0.1mL、0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL和1.0mL上述溶液于25mL的具塞比色管中定容，配制成浓度分别为8mg/L、16mg/L、32mg/L、48mg/L、64mg/L及80mg/L的多个标准液。称取1.2g的试样于50mL具塞比色管中定容，用移液枪向试样中加入2mL浓度为10％的硫酸溶液，摇匀后再加入2mL浓度为120g/L的钨酸钠溶液，用涡旋振荡仪混匀，并用滤纸对待过滤的液体进行过滤，去除过滤初始阶段的部分滤液，收集其余滤液得到样品液。用移液枪吸取0.1mL样品液于25mL的具塞比色管中进行定容。取均为25mL的样品分解液、多个浓度的标准液和空白液，分别向25mL的上述液体中加入2mL的铜试剂，摇匀后，于100℃的条件下加热5min。分别向含有碱性铜试剂的上述液体中再加入2mL的磷钼酸试剂，并于100℃的条件下加热1min。冷却第二次热处理后的样品分解液、标准液和空白液，于25℃的条件下用分光光度计在460nm的波长下检测各溶液的吸光度。根据上述不同浓度的标准液测定后所得的吸光度值，以乳糖含量为横坐标，吸光度值为纵坐标绘制标准曲线。将样品分解液测得的吸光度代入上述标准曲线中，得到样品分解液的乳糖含量，再根据以下公式计算得试样中的乳糖含量：X＝(M1×V)/(M×V1×106)×100。
实施例3
称取1g于94℃的电热恒温鼓风干燥箱中烘烤2h后的乳糖标准品，并于500mL容量瓶中定容至浓度为2g/L。分别移取0.1mL、0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL和1.0mL上述溶液于25mL的具塞比色管中定容，配制成浓度分别为8mg/L、16mg/L、32mg/L、48mg/L、64mg/L及80mg/L的多个标准液。称取0.6g的试样于50mL具塞比色管中定容，用移液枪向试样中加入2mL浓度为10％的硫酸溶液，摇匀后再加入2mL浓度为120g/L的钨酸钠溶液，用涡旋振荡仪混匀，过滤并收集滤液得到样品液。用移液枪吸取0.1mL样品液于25mL的具塞比色管中进行定容。取均为25mL的样品分解液、多个浓度的标准液和空白液，分别向25mL的上述液体中加入2mL的铜试剂，摇匀后，于99℃的条件下加热6min。分别向含有碱性铜试剂的上述液体中再加入2mL的磷钼酸试剂，并于99℃的条件下加热2min。冷却第二次热处理后的样品分解液、标准液和空白液，于23℃的条件下用分光光度计在420nm的波长下检测各溶液的吸光度。根据上述不同浓度的标准液测定后所得的吸光度值，以乳糖含量为横坐标，吸光度值为纵坐标绘制标准曲线。将样品分解液测得的吸光度代入上述标准曲线中，得到样品分解液的乳糖含量，再根据以下公式计算得试样中的乳糖含量：X＝(M1×V)/(M×V1×106)×100。
实施例4
称取1g于94℃的电热恒温鼓风干燥箱中烘烤2h后的乳糖标准品，并于500mL容量瓶中定容至浓度为2g/L。分别移取0.1mL、0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL和1.0mL上述溶液于25mL的具塞比色管中定容，配制成浓度分别为8mg/L、16mg/L、32mg/L、48mg/L、64mg/L及80mg/L的多个标准液。称取0.8g的试样于50mL具塞比色管中定容，用移液枪向试样中加入2mL浓度为10％的硫酸溶液，摇匀后再加入2mL浓度为120g/L的钨酸钠溶液，用涡旋振荡仪混匀，过滤并收集滤液得到样品液。用移液枪吸取0.1mL样品液于25mL的具塞比色管中进行定容。取均为25mL的样品分解液、多个浓度的标准液和空白液，分别向25mL的上述液体中加入2mL的铜试剂，摇匀后，于100℃的条件下加热6min。分别向含有碱性铜试剂的上述液体中再加入2mL的磷钼酸试剂，并于100℃的条件下加热2min。冷却第二次热处理后的样品分解液、标准液和空白液，于30℃的条件下用分光光度计在420nm的波长下检测各溶液的吸光度。根据上述不同浓度的标准液测定后所得的吸光度值，以乳糖含量为横坐标，吸光度值为纵坐标绘制标准曲线。将样品分解液测得的吸光度代入上述标准曲线中，得到样品分解液的乳糖含量，再根据以下公式计算得试样中的乳糖含量：X＝(M1×V)/(M×V1×106)×100。
实施例5
称取1g于94℃的电热恒温鼓风干燥箱中烘烤2h后的乳糖标准品，并于500mL容量瓶中定容至浓度为2g/L。分别移取0.1mL、0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL和1.0mL上述溶液于25mL的具塞比色管中定容，配制成浓度分别为8mg/L、16mg/L、32mg/L、48mg/L、64mg/L及80mg/L的多个标准液。称取0.7g的试样于50mL具塞比色管中定容，用移液枪向试样中加入2mL浓度为10％的硫酸溶液，摇匀后再加入2mL浓度为120g/L的钨酸钠溶液，用涡旋振荡仪混匀，过滤并收集滤液得到样品液。用移液枪吸取0.1mL样品液于25mL的具塞比色管中进行定容。取均为25mL的样品分解液、多个浓度的标准液和空白液，分别向25mL的上述液体中加入2mL的铜试剂，摇匀后，于100℃的条件下加热6min。分别向含有碱性铜试剂的上述液体中再加入2mL的磷钼酸试剂，并于100℃的条件下加热2min。冷却第二次热处理后的样品分解液、标准液和空白液，于23℃的条件下用分光光度计在420nm的波长下检测各溶液的吸光度。根据上述不同浓度的标准液测定后所得的吸光度值，以乳糖含量为横坐标，吸光度值为纵坐标绘制标准曲线。将样品分解液测得的吸光度代入上述标准曲线中，得到样品分解液的乳糖含量，再根据以下公式计算得试样中的乳糖含量：X＝(M1×V)/(M×V1×106)×100。
试验例1
取不同的乳清粉试样1-5号，以本发明实施例1-5的测定法方法为实验组1-5，以现有的国家标准测定乳糖的方法为对照组，分别对比两种方法对同一乳清粉试样中乳糖含量的测定结果，其结果如表1所示：
表1乳糖含量的测定结果
从表1中可以看出，本发明实施例对乳清粉中乳糖含量的测定方法与现有的国家标准测定乳糖的方法所测定出的结果差别不大，说明本测定方法有效可行。此外，采用本测定方法经对同一试样进行多次测定，其测定结果重复性良好，说明本发明的测定方法对乳清粉中的乳糖提取充分，可较准确地测定乳清粉中乳糖的含量。
综上所述，本发明实施例的乳清粉中乳糖含量的测定方法，利用乳清粉中乳糖的醛基具有还原性，其与铜试剂在碱性条件下混合加热，可被氧化成羧基，该反应还可使铜试剂中的Cu2+还原成Cu+，后者使磷钼酸还原成蓝色化合物(钼蓝)，并使溶液呈蓝色，其颜色的深浅与乳糖含量成正比，通过测定溶液的吸光度，对比标准曲线即可测定出乳糖的含量。在试样测定前加入硫酸和钨酸钠溶液，可生成蛋白质沉淀剂钨酸，以去除试样中所含的蛋白质，避免该类物质影响乳糖的测定结果。为提高测定结果的准确度及确保其具有较好的重复性，本测定过程中还做了以下优化：将乳糖标准品于称取前先进行干燥处理；试样称取量控制在0.6-0.8g之间；硫酸溶液、钨酸钠溶液、铜试剂和磷钼酸试剂所加入的体积相同；吸光度于20-25℃的条件和380-460nm的波长下进行测定，吸光度的测量结果控制在0.2-0.8范围内。因此，采用本发明方法能大大缩短测定乳糖含量的时间，解决用费林氏法测定乳糖时操作繁琐，滴定终点较难判断易造成误差等弊端。此外，本测定方法操作简单、快速，所用试剂和仪器价格低廉，不仅降低了检测成本，还具有检测结果准确、重复性好等优点。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。