一种改性柑橘果胶酯化度检测的前处理方法以及检测方法与流程

1.本发明涉及分析检测技术领域，尤其涉及改性柑橘果胶酯化度检测的前处理方法以及检测方法。


背景技术：

2.mcp果胶是改性柑橘果胶的简称，是一种小分子多糖，由于生产工艺的原因，产品会有较多的na
+
、k
+
，并且分子结构也发生了变化。果胶的酯化度是果胶性能指标中很重要的一项，反映的是果胶分子中半乳糖醛酸单位上的羧基酯化程度，也就是以甲酯状态存在的羧基数目占全部羧基总数目的百分比例。滴定法是检测果胶酯化度的常用方法，通常是采用氢氧化钠标准液对前处理后的果胶进行滴定测试其初始滴定度，然后将果胶皂化，再次使用氢氧化钠标准液测试皂化滴定度，之后再根据两个滴定度计算果胶的酯化度。
3.国标gb 25533-2010《食品安全国家标准食品添加剂果胶》中的方法是针对未改性的果胶进行前处理和检测，国标中的对果胶进行检测前，需要先进行清洗，以便除去其中的各种离子，确保后续酯化度检测的准确度，清洗用试剂为盐酸-乙醇溶液，由5ml 2.7mol/l的盐酸和100ml乙醇溶液(3+2)混合得到。但是，采用上述试剂对改性果胶进行清洗时，大部分改性果胶会溶解在试剂中(3g样品洗完后剩余0.5g或者烘干后粘在器皿上取不下来)，且存在样品抱团、发粘、呈油状无法进行清洗，清洗时抽滤不动、烘干后样品发黑等问题，导致无法进行后续检测。
4.此外，国标gb 25533-2010的方法中滴定时用到的指示剂为酚酞，经过查阅酚酞的msds(化学品安全技术说明书)，其危险性说明中为h350—可能致癌，长期接触会导致人员不健康，产生的废液污染环境的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种改性柑橘果胶酯化度检测的前处理方法以及检测方法。本发明提供的前处理方法清洗效果好，能够提高检测结果的精密度和准确性，且本发明采用百里香酚蓝代替酚酞指示剂，结果稳定可靠，且对人体健康无影响，环境友好。
6.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
7.一种改性柑橘果胶酯化度检测的前处理方法，包括以下步骤：
8.将改性柑橘果胶和盐酸-乙醇溶液混合进行搅拌，然后依次进行过滤和干燥；所述盐酸-乙醇溶液中盐酸的质量分数为1.8～2.0％，乙醇的体积分数为75～80％；所述改性柑橘果胶和盐酸-乙醇溶液的用量比为5.0g：150～200ml。
9.优选的，所述盐酸-乙醇溶液由浓盐酸和乙醇溶液混合得到，所述乙醇溶液的体积分数为80％，所述浓盐酸的质量分数为36～38％，所述浓盐酸和乙醇溶液的体积比为9～10:190～200。
10.优选的，所述搅拌的时间为10～20min。
11.优选的，所述过滤使用砂芯漏斗进行。
12.优选的，所述过滤后，还包括将过滤所得固体进行洗涤，所述洗涤包括依次进行盐酸-乙醇溶液洗涤、体积分数为80％的乙醇溶液洗涤和体积分数为95％的乙醇溶液洗涤。
13.优选的，所述干燥的温度优选为100～105℃，时间为3～5h。
14.本发明还提供了一种一种改性柑橘果胶酯化度的检测方法，包括以下步骤：
15.将改性柑橘果胶按照上述方案所述前处理方法进行前处理，得到待测样品；
16.采用氢氧化钠滴定法对待测样品的酯化度进行检测；所述氢氧化钠滴定法使用的指示剂为百里香酚蓝指示剂。
17.优选的，所述百里香酚蓝指示剂的配制方法为：将0.1g百里香酚蓝溶于体积分数为95％的乙醇中，然后使用体积分数为95％的乙醇稀释至100ml。
18.本发明提供了一种改性柑橘果胶酯化度检测的前处理方法，包括以下步骤：将改性柑橘果胶和盐酸-乙醇溶液混合进行搅拌，然后依次进行过滤和干燥；所述盐酸-乙醇溶液中盐酸的质量分数为1.8～2.0％，乙醇的体积分数为75～80％；所述改性柑橘果胶和盐酸-乙醇溶液的用量比为5.0g：150～200ml。和果胶相比，改性果胶的酯化度、相对分子质量、颗粒度和密度都更小，因而在水中更容易抱团团聚，本发明对盐酸-乙醇溶液中有机溶剂的比例进行改进和优化，并增加盐酸-乙醇溶液的用量，实现在不溶解改性果胶样品的前提下，将改性果胶均匀分散在盐酸-乙醇溶液中，从而充分清洗改性果胶中的各种离子，解决改性果胶前处理过程中抱团、抽滤困难、清洗不彻底、样品烘干发黑等问题，提高检测结果的准确性和精密度。
19.本发明还提供了一种改性柑橘果胶酯化度的检测方法，本发明按照上述方案所述前处理方法对改性果胶进行前处理，然后采用氢氧化钠滴定法进行酯化度的测定，滴定用指示剂采用百里香酚蓝。鉴于对试剂的风险评估与管控时，发现酚酞的致癌性，故查阅酚酞的使用范围以及其他指示剂的使用范围，并且搜集大量的资料，包括但不限于指示剂的变色范围、终点颜色变化、对应的msds中指示剂的危险性描述、指示剂的使用范围、稳定性、市场购买难以程度、指示剂价格等，最终确定选择百里香酚蓝指示剂替代酚酞指示剂。百里香酚蓝指示剂无毒无害、购买方便、价格便宜、变色范围与酚酞变色范围相似，甚至范围更窄更精确，终点颜色更容易判断，且该指示剂不会对人体健康产生影响，由于废液中没有含有致癌物质，实验后废弃物的处理比较简单，不会对环境产生污染。经过重复性实验(同一人多次检测)、中间精密度实验(不同人检测同一批次)和准确度实验的验证，表明本发明的方法结果稳定、可靠，精密度≤1.0％。
具体实施方式
20.本发明提供了一种改性柑橘果胶酯化度检测的前处理方法，包括以下步骤：
21.将改性柑橘果胶和盐酸-乙醇溶液混合进行搅拌，然后依次进行过滤和干燥；所述盐酸-乙醇溶液中盐酸的质量分数为1.8～2.0％，乙醇的体积分数为75～80％；所述改性柑橘果胶和盐酸-乙醇溶液的用量比为5.0g：150～200ml。
22.本发明对所述改性果胶的种类和分子量没有特殊要求，本领域常见的改性果胶都可以采用本发明的方法进行前处理和酯化度的检测。
23.在本发明中，所述盐酸-乙醇溶液中盐酸的质量分数优选为2％，乙醇的体积分数优选为77～80％；所述改性柑橘果胶和盐酸-乙醇溶液的用量比优选为5.0g：200ml；所述盐
酸-乙醇溶液优选由浓盐酸和乙醇溶液混合得到，所述乙醇溶液的体积分数优选为80％，所述浓盐酸的质量分数优选为36～38％，所述浓盐酸和乙醇溶液的体积比优选为9～10:190～200，优选为10:190或10:200，在本发明的具体实施例中，所述盐酸-乙醇溶液优选由5ml浓盐酸和100ml 80％乙醇溶液配制得到，或由10ml浓盐酸和200ml 80％乙醇溶液配制得到。
24.在本发明中，所述搅拌的时间优选为10～20min。在搅拌过程中，改性果胶不会溶解，而是均匀分散在盐酸-乙醇混合液中，改性果胶中的杂质离子则溶解于盐酸-乙醇混合液，后续通过过滤，可以实现杂质离子的分离去除。
25.在本发明中，所述过滤优选使用砂芯漏斗进行，所述砂芯漏斗优选为g3砂芯漏斗，所述砂芯漏斗优选烘干至恒重后使用；所述过滤优选为真空抽滤。所述过滤后，优选还包括将过滤所得固体进行洗涤，所述洗涤包括依次进行盐酸-乙醇溶液洗涤、体积分数为80％的乙醇溶液(记为80％乙醇溶液)洗涤和体积分数为95％的乙醇溶液(记为95％乙醇溶液)洗涤；所述洗涤用盐酸-乙醇溶液中盐酸和乙醇的质量分数优选和上述方案一致，在此不再赘述；所述盐酸-乙醇溶液洗涤的次数优选为6次，每次的用量优选为30ml；所述80％乙醇溶液的洗涤次数优选为6次，每次的用量优选为30ml；所述95％乙醇溶液的洗涤次数优选为1次，用量优选为20ml。
26.过滤完成后，本发明将过滤所得的固体产物进行干燥。在本发明中，所述干燥的温度优选为100～105℃，时间优选为3～5h。
27.本发明还提供了一种改性柑橘果胶酯化度的检测方法，包括以下步骤：
28.将改性柑橘果胶按照上述方案所述前处理方法进行前处理，得到待测样品；
29.采用氢氧化钠滴定法对待测样品的酯化度进行检测；所述氢氧化钠滴定法使用的指示剂为百里香酚蓝指示剂。
30.在本发明中，所述氢氧化钠滴定法的操作步骤具体包括以下步骤：
31.(1)将待测样品用水溶解，得到待测溶液；
32.(2)向所述待测溶液中加入百里香酚蓝指示剂，然后使用氢氧化钠标准滴定溶液滴定，滴定至溶液变淡蓝色且30s不褪色，记录氢氧化钠标准滴定液的消耗体积v1，记为初始滴定度；
33.(3)向步骤(2)中滴定后的溶液中加入氢氧化钠溶液进行皂化15min，然后加入盐酸标准滴定溶液振摇至黄色，之后使用氢氧化钠标准滴定溶液进行滴定，滴定至溶液变淡蓝且30s不褪色，记录氢氧化钠标准滴定液的消耗体积vs，记为皂化滴定度；
34.(4)空白实验：取100ml纯水于250ml锥形瓶中，分别加入20.0ml 0.5mol/l naoh和20.0ml 0.5mol/l hcl，加入20～30滴(约1ml)百里香酚蓝指示剂，用0.1mol/l naoh滴定得到空白滴定度vc，从vs中减去vc，得到修正的皂化滴定度v2；
35.(5)按照式i计算待测样品的酯化度：
[0036][0037]
式i中：w为待测样品的酯化度，v1为初始滴定度，单位为ml，v2为修正的皂化滴定度，单位为ml。
[0038]
在本发明中，优选取前处理后样品的0.3～1g为待测样品，更优选取前处理后样品
的1/10为待测样品，加入具塞锥形烧瓶中进行溶解，溶解时，先加入2ml无水乙醇湿润，然后加入100ml新煮沸并冷却的水，之后加上瓶塞转动锥形瓶使试样完全溶解。
[0039]
在本发明中，所述百里香酚蓝指示剂的加入量优选为20～30滴，所述氢氧化钠标准滴定溶液的浓度优选为0.1mol/l；所述步骤(2)中皂化用的氢氧化钠溶液的浓度优选为0.5mol/l，加入量优选为20ml，加入氢氧化钠溶液后，优选加上瓶塞，振摇后静置15min，然后再加入盐酸标准滴定溶液；所述盐酸标准滴定溶液的浓度优选为0.5mol/l，加入量优选为20ml。
[0040]
在本发明中，所述百里香酚蓝指示剂的配制方法优选为：将0.1g百里香酚蓝溶于体积分数为95％的乙醇中，然后使用体积分数为95％的乙醇稀释至100ml。
[0041]
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
[0042]
实施例1
[0043]
采用以下五种方法进行改性柑橘果胶样品前处理(乙醇的百分数均为体积分数)，前处理后按照gb 25533-2010《食品安全国家标准食品添加剂果胶》中的方法进行滴定，得到初始滴定度和皂化滴定度，并对皂化滴定度进行修正，具体检测条件如下：准确称取1/10干燥后的前处理样品，移入一个250ml的具塞锥形瓶中，用2ml无水乙醇润湿，加入100ml新煮沸并冷却的水，加上瓶塞，转动锥形瓶使试样完全溶解，加5滴酚酞试剂，用0.1mol/l的氢氧化钠标准滴定液滴定，滴定至溶液变为粉红色且30s不变色，记录氢氧化钠标准溶液的消耗体积v1(标准滴定度)。之后向锥形瓶中加入20ml 0.5mol/l的氢氧化钠溶液，加上瓶塞，用力振摇后静置15min，加入20ml 0.5mol/l的盐酸标准滴定溶液，振摇至粉红色消失，然后使用0.1mol/l的氢氧化钠标准滴定溶液滴定，用力振摇至弱粉红色30s不褪色为终点，记录消耗的氢氧化钠标准滴定溶液的体积vs(皂化滴定度)。空白实验：取100ml纯水于250ml锥形瓶中，分别加入20.0ml 0.5mol/l naoh和20.0ml 0.5mol/l hcl，加入5滴酚酞试剂指示剂，用0.1mol/l naoh滴定得到空白滴定度vc，从vs中减去vc，得到修正的皂化滴定度v2，之后按照式i(见上文)计算酯化度。
[0044]
五种前处理方法具体如下：
[0045]
1、称取5g试样，先用95％乙醇10ml将试样分散，再加入100ml盐酸-乙醇溶液(5ml浓盐酸和100ml 60％乙醇溶液进行配制，然后取100ml使用)搅拌10min，在搅拌10min过程中样品随时间延长自行聚集抱团一个整体，无法进行后续检测。
[0046]
2、称取5g试样，加入100ml盐酸-乙醇溶液(5ml浓盐酸和100ml70％乙醇溶液进行配制，然后取100ml使用)搅拌10min，部分抱团部分松散，用干燥至恒重的g3砂芯漏斗抽滤，抽滤极困难，样品粘结在器皿上，清洗不彻底，105℃烘干后部分样品发黑，无法进行后续检测。
[0047]
3、称取5g试样，加入100ml盐酸-乙醇溶液(5ml浓盐酸和100ml80％乙醇溶液进行配制，然后取100ml使用)搅拌10min，样品分散较好，剩余步骤按照gb 25533-2010《食品安全国家标准食品添加剂果胶》处理(指示剂为酚酞)。酯化度检测结果见表1。
[0048]
表1 酯化度检测结果
[0049]
批次酯化度(％)真值(％)极差(％)可接受标准(极差％)结论mcp002210.88.72.1≤1.0不符合要求
[0050]
根据表1中的结果可以看出，酯化度的测试值与真值之差超出允许差，准确性不高。
[0051]
4、称取5g试样，加入200ml盐酸-乙醇溶液(10ml浓盐酸与200ml80％乙醇溶液进行配制，然后取200ml使用得到)搅拌10min，样品分散较好，剩余步骤按照gb 25533-2010《食品安全国家标准食品添加剂果胶》处理(指示剂为酚酞)。酯化度检测结果见表2。
[0052]
表2 酯化度检测结果
[0053]
批次酯化度(％)真值(％)极差(％)可接受标准(极差％)结论mcp00228.88.70.1≤1.0符合要求
[0054]
根据表2中的数据可以看出，酯化度的检测值与真值之差在允许差范围内，平行性好。
[0055]
5、称取5g试样，加入100ml盐酸-乙醇溶液(5ml浓盐酸和100ml90％乙醇溶液进行配制，然后取100ml使用)搅拌10min，样品分散较好，剩余步骤按照gb 25533-2010《食品安全国家标准食品添加剂果胶》处理(指示剂为酚酞)。酯化度检测结果见表3。
[0056]
表3 酯化度检测结果
[0057]
批次酯化度(％)真值(％)极差(％)可接受标准(极差％)结论mcp002220.68.711.9≤1.0不符合要求
[0058]
根据表3中的数据可以看出，酯化度与真值之差不在允许差范围内，准确度较差，考虑应该是有机溶剂含量太高，水基质太少导致样品处理不完全。
[0059]
由以上结果可以看出，采用第四种处理方法对改性柑橘果胶进行前处理时，酯化度检测的准确度较高。
[0060]
实施例2准确度试验
[0061]
在同一实验室、由同一化验员取4个不同样品，按照实施例1中第四种前处理方法的条件进行前处理，然后对前处理后的样品进行酯化度检测，采用的指示剂分别为酚酞和百里香酚蓝(采用百里香酚蓝为指示剂时，指示剂的添加量为20～30滴，约1ml)，其他操作步骤按照gb 25533-2010《食品安全国家标准食品添加剂果胶》处理(具体处理条件见实施例1)。所得结果见表4。
[0062]
表4 准确度测试结果
[0063][0064]
根据表4中的数据可以看出，采用百里香酚蓝为指示剂时，所得检测结果与采用酚
酞指示剂的检测结果均在允许差范围内，说明采用百里香酚蓝为指示剂时检测结果准确度较高。
[0065]
实施例3重复性测试
[0066]
在同一实验室、同一时间(检测日期为同一天)，由同一化验员取同一批次样品进行6组检测，采用的前处理方法和实施例1中第四种方法相同，滴定时采用的指示剂为百里香酚蓝指示剂，其他操作步骤按照gb 25533-2010《食品安全国家标准食品添加剂果胶》处理(具体处理条件见实施例1)。所得结果见表5。
[0067]
表5 重复性测试结果
[0068][0069]
根据表5中的数据可以看出，本发明提供的检测方法，在重复性条件下获得的独立测定结果的最大值与最小值之差仅为0.5％，说明重复性较好。
[0070]
实施例4中间精密度测试
[0071]
在同一实验室、不同时间(检测日期不同)，由6名化验员分别取3个不同批次样品进行检测，不同化验员之间做数据对比，检测条件和实施例3中相同。所得结果见表6～8。
[0072]
表6 第一批次样品检测结果
[0073][0074]
表7 第二批次样品检测结果
[0075][0076]
表8 第三批次样品检测结果
[0077][0078]
根据表6～表8中的数据可以看出，不同化验员之间检测结果的差距不大，最大值与最小值之差均小于1.0％，说明本发明的方法具有较高的中间精密度。
[0079]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。