哈斯木江 文献综述.doc

新疆农业大学专业文献综述题 目:蜂蜜中单糖多组分的多元校正法研究姓 名:哈斯木江·达列力学 院:化学工程学院专 业:应用化学班 级:应用化学061班学 号:075131112指导教师:加列西 职称: 副教授2010 年 12 月3日新疆农业大学教务处制食品（蜂蜜）中单糖含量测定的多元校正法研究-邻甲苯胺显色法作者：哈斯木江·达列力 指导老师：加列西摘要：本文简单综述了自然界分布最广的糖类化合物的物理，化学性质介绍了分析糖类化合物的各种方法，尤其是对于峰重叠的混合物吸收光谱图，可以采用多元校正方法来进行数学处理，该方法的优点可用来描述线性和非线性系统，实现性质相近的多组分的分别测定关键词：食品；蜂蜜；单糖；多元校正法；邻甲苯胺前言：糖类是自然界中最丰富的一种有机化合物[1]几乎所有的植物和动物都能合成和代谢糖类物质绿色植物的根，茎，叶和果实中含的葡萄糖，果糖，木糖，蔗糖，淀粉和纤维素，哺乳动物乳汁中的乳糖，肝脏和肌肉中的糖原，都是糖类借此来储存能量并将能量专递到它们的细胞中植物是光合作用来合成糖类物质其实几乎人类生活的各方面都以这样或那样的形式步及到糖类物质，像其他动物一样，我们也可以利用食物中糖类物质的能量，在细胞中生产和储存能量。

糖类作为生物体和人体的重要组成成分，具有多种生理功能此外糖还是生物体内的重要信息物质，它与细胞间的相互作用，表面识别，免疫活性及血型特异性等有重要关系糖类的研究已有长久的历史，尤其是近几年来人们改变了对糖的原有的认识，人们逐渐意识到糖类物质在生物学上的重要作用及其作为新型生物质能源的巨大的开发替力糖类及其复合物是生物体四大类生物大分子化合物之一，广泛存在于生物界糖类物质是碳水化合物的主要组成部分，是植物光合作用中碳同化作用的主要形式[2]，是地球上最丰富，复杂的生物大分子蜂蜜也是含糖的重要食物之一，以单糖为主，双糖次之，还含有少量三糖及低聚糖蜂蜜中糖分含量约为69%-86%，其中果糖含量约为32%-46%，葡萄糖含量约为25%-37%[3]葡萄糖和果糖等单糖含量占总糖含量的85%-95%糖类根据其能否水解及水解情况分为单糖，低聚糖和多糖三大类单糖是不能水解的多羟基醛或酮，如葡萄糖，果糖，木糖，阿拉伯糖，甘露糖等如果开展生物质能源等重大科研项目，都要以糖类物质的基本结构单糖的分析作为切入点的1.糖类的功能1.1 单糖的定义单糖是最简单的糖[4]，不能再分解为更小的糖单位，是组成糖类及复合物的基本结构单元。

今已发现的单糖有200多种，但常见的只有十余种[5]根据其结构特点又分为醛糖和酮糖任何蛋汤的构型，都是由甘油醛及二羟丙酮派生的1.2 糖的功能单糖作为糖类的最基本单位，具有糖类的所有功能或特点. 它们与身体的多方面重要功能密切相关1.2.1 免疫功能糖复合物表面糖链结构的变化将导致免疫细胞的免疫调节功能的改变，这将与疾病的发生与治疗相关在机体的免疫系统中，巨噬细胞在免疫应答和机体防御机制中发挥重要作用，巨噬细胞能表达数十种受体，产生数十中酶，并分泌近百种生物活性物质，能主动呑噬和清除颗粒性外来抗原或直接杀伤病原微生物4]1.2.2 抗肿瘤功能许多多糖除具有抗病毒、抗炎、抗衰老、降血脂、免疫调节等生物活性之外，还具有抗肿瘤的生物功能，而且一般对机体的毒性作用很小多糖的抗肿瘤作用机理是多方面的，其中包括对肿瘤细胞的直接抑制；改变肿瘤细胞膜的生长特性；影响肿瘤细胞的信号转导；抑制肿瘤细胞的核酸和蛋白质合成以及改变肿瘤细胞的超微细结构等但有些多糖对肿瘤并无直接抑制作用，而是通过增强机体的功能发挥其抗肿瘤作用的[3]1.2.3 细胞发育功能糖类对机体细胞的生长有激活与促进或抑制作用而细胞与细胞间的相互作用，变化也将导致细胞表面糖类结构的变化。

现有的研究证明，几丁聚糖及衍生物对机体细胞有激活，促进，抑制及黏附作用在细胞培养实验中可以观察到含几丁聚糖及其衍生物的培养基可使肌细胞和上皮细胞的活性有所增加，可促进人表皮角化细胞的生长，促进内皮细胞生长，同时还具有促进血管内皮细胞生长和抑制血管平滑肌细胞增殖的双重作用[4]2.糖类化合物中单糖的性质2.1 单糖的物理性质单糖通常是无色晶体，有甜味，易溶于水，难溶于乙醇，不溶于醚除二羟基丙酮外，单糖都具有旋光性，比旋光度是鉴别糖的重要物理常数2.2 单糖的化学性质2.2.1 氧化作用醛糖可以被多种试剂氧化[2]醛糖的醛基很容易被氧化一些试剂还可以选择性氧化分子最末端的-CH2OH基团氧化作用可用来确定糖的官能团，帮助确定分子的立体化学结构，同时氧化作用还是把一种糖转化为另一种糖的一条合成途径[3].2.2.2 还原作用于其他的醛和酮类似，醛糖和酮糖能被还原成相应的多元醇，单糖有游离的羟基，易被还原成多羟基醇醛糖被还原成糖醛，如 D-葡萄糖被还原成 D-山梨醇；D-甘露糖被还原成 D-甘露醇下面是葡萄糖还原成葡萄糖醇的反应方程式：2.2.3 显色反应单糖的显色剂很多如 单糖与浓酸（如硫酸或浓盐酸）作用，失去三分子水，生成具有糖醛或糖醛衍生物结构的化合物。

多糖也可在先水解成单糖，再脱水生成相同的产物在一定条件下，糖醛及其衍生物能与许多芳胺、N-乙基咔唑，蒽酮，邻甲苯胺[6]作用，生成各种不同的有色物质，可应用于糖类的定性，定量检验丙糖和丁糖与邻甲苯胺发生加成缩合反应生成棕黄色物质己糖与邻甲苯胺发生加成缩合反应生成黄绿色或绿色物质糖类化合物脱水生成的糠醛衍生物，与蒽酮缩合成蓝绿色的化合物3.糖类化合物中单糖的分离方法单糖类的分离法有代表性的离子交换法和活性炭色谱法等3.1 阴、阳离子交换法3.1.1 阴离子交换法中性糖类化合物为 pKa 在 12－14 之间的弱酸，在碱性条件下如 10－200 mmol/L NaOH 中，它们会部分或全部以阴离子形式存在，可以在阴离子交换柱上被保留并得到分离糖类化合物一般按多元醇、单糖、低聚糖的顺序依次洗脱，但改变流动相组成或改变柱温可以改变保留顺序[7]3.1.2 阳离子交换法阳离子交换法主要依据是分子大小排阻和配合基交换原理糖类化合物分子中的羟基可以与金属抗衡离子的水合物形成络合物，因此糖类分子可以与金属抗衡离子的水合物进行交换，从而达到分离的目的本法主要适用于单糖和部分寡糖的分离因为本法只能以水作为流动相，因此不能通过流动相控制糖类的分离[8]。

3.2 活性炭色谱法活性炭比表面积大，吸附量大，分离效果高，是分离水溶性成份的常用吸附剂常用活性炭与等量的硅藻土混合物用柱层析来分离糖液（低聚糖的混合物）硅藻土的加入是增加洗脱时的流速有时也可用颗粒较大的粒状活性炭装柱洗脱液按溶剂的极性梯度下降的次序依次进行：先用水洗脱无机盐，单糖，然后用5%～7%稀乙醇洗出二糖，10%～15%的乙醇洗出三糖等低聚糖，并逐步加大乙醇浓度，依次洗出聚合度更高的糖在活性炭柱上各种糖类的吸附力渐增顺序分别为：L-鼠李糖、L-阿拉伯糖、D-果糖、D-木糖、D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖、棉子糖等由于市售的活性炭中常含有Fe2+、Ca2+、Na2+等金属离子，它们不仅占据了活性炭的吸附表面，使其活力下降，且由于催化作用而引起组分的变质，同时会使产物中金属离子浓度增高一般可用0.2mol/L的枸酸缓冲液洗涤活性炭粉或用15%的乙酸洗涤，或用2mol/L的盐酸煮沸2～3次，再用蒸馏水反复洗至中性[5]4.糖类化合物中单糖的测定方法糖类化合物的检测方法大致可以分为高效毛细管电泳法，高效液相色谱(HPLC)法、气相色谱法，荧光检测法，紫外-可见分光光度法等几类方法。

4.1 高效毛细管电泳(HPCE)法高效毛细管电泳法（HPCE）可直接测定糖类物质,常用的有两种方式：一是在高pH值下, 用强碱确保糖的离子化, 进行紫外-可见分光光度法检测(λ=200nm) 、荧光或电化学检测, 一般直接检测的检出限只能达到 nmol 水平二是间接检测, 以某些有紫外吸收的物质 ( 如山梨酸, NaOH) 作为背景电解质, 使无吸收的物质产生负吸收而进行检测, 该方法的选择性较差, 灵敏度低, 而且不易得到稳定的背景, 所以应用受到限制由于糖类物质一般缺少紫外或荧光生色基团,也不易对其进行直接检测 因此, 在糖的 HPCE 分离分析中常用柱前衍生方法, 衍生化试剂可分为 3 种:一种是还原性胺类衍生化试剂, 如氨基吡啶、 2- 氨基苯甲酸、 ANTS 等, 这类试剂具有产生电荷的作用, 一般只能用于还原糖(如醛糖)的衍生; 第二种是与氨基糖反应的衍生化试剂, 如 1,2- 二氯芳香化合物、 芴甲氧基羰基氯 ( FMOC- Cl )；第三种是用 PMP或醛酮物质[9]高效毛细管电泳法（HPCE）是近十几年迅速发展的一种高效分离分析技术, 具有高效、 快速(分析时间一般为十几分钟至几十分钟)、 溶剂消耗少和抗污染能力强等特点, 但由于进样体积小, 一般为 nL级, 重复性就相对较差。

4.2 高效液相色谱法(HPLC)高效液相色谱法分析糖类物质时不存在挥发性限制的问题, 同时高效液相色谱法的多种分离模式可满足大部分不同性质糖的分离分析, 已成为目前糖类物质分析的最主要方法在美国公职分析化学索协会(AOAC) 批准的糖类分析方法中高效液相色谱法是被公认为最合理的并被广泛应用的方法 [8]但是，高效液相色谱法分析糖类物质时许多还原糖能与固定相中氨基形成席夫碱，导致键合固定相的氨基损失，分离能力下降，尤其是葡萄糖与果糖之间分辨率变差此外，这种硅胶支持的固定相能溶于流动相中而产生空隙，使分辨率下降4.3 气相色谱法气相色谱法（GC）用于测定糖类物质已有较长时间此方法的优点是分离时间短、柱效高及易于质谱联用；缺点是衍生反应干扰多、专属性差一般糖类物质具有沸点高、挥发性低、难气化、热稳定性差等特点，不能用气相色谱法直接分析因为气相色谱法常用的衍生化试剂包括甲基化类、酰基化类、三甲基硅醚化类等，由于衍生化反应操作非常麻烦、误差也较大，使该类方法的实际应用受到了很大限制[10] 4.4 荧光检测法荧光检测在灵敏度和检测选择性方面都很优越，但是要求成分必须是具有荧光吸收的物质，由于糖类不具有荧光性，因此需要通过柱前或者柱后荧光衍生法使其具有荧光性，然后进行分析。

柱前衍生法常用的衍生试剂是 2- 氨基吡啶、 N,N-二甲基氨基萘 -5- 磺酰肼， 4-N,N- 二甲基氨基 -4- 偶氮苯磺酰肼、芴甲氧基羰基肼、2- 氨基苯甲酸、2- 氨基苯甲酰胺等 柱后衍生法常用的衍生剂包括 2- 氰基乙酰胺、乙醇胺、乙二胺、二氨基丙腈等[11] 4.5 紫外可见分光光度法利用溶液颜色的深浅和已知含量的标准有色溶液进行比较，以求得物质含量的分析方法称为比色分析法比色分析法的基本依据是有色溶液对光的选择性吸收作用随着现代测试仪器的发展，目前已普遍使用分光光度计进行比色分析分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析的方法即利用紫外光、可见光、红外光等测定物质的吸收光谱，利用此吸收光谱对物质进行定性、定量分析和物质结构分析的方法常用的波长范围为：近紫外光区（200～400nm），可见光区（400～760nm），红外光区（2.5～25µｍ）[12]部分糖类化合物在190－195 nm 附近有紫外吸收，可以直接进行紫外检测但是，由于受低波长区域的限制，流动相只能使用水，除非是相当干净的试样，否则在使用上。