不同酸度乳清中乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的檢測方法

劉乃齊，劉立杰，白英，王曉冬，張建麗

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，呼和浩特010018；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，呼和浩特010031）

不同酸度乳清中乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的檢測方法

劉乃齊1，劉立杰1，白英1，王曉冬2，張建麗1

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，呼和浩特010018；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，呼和浩特010031）

以契達干酪及內(nèi)蒙古錫盟傳統(tǒng)奶酪加工副產(chǎn)物-乳清為原料，分別通過直接滴定法和碘量法對乳清中乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)進行測定，研究不同酸度乳清對乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定方法的影響。試驗結(jié)果顯示：酸度對碘量法的影響極顯著（P＜0.01），酸度高的乳清用碘量法測定的結(jié)果偏低，對于乳酸度高（＞45°T）的乳清，不宜采用碘量法測定乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

乳清；乳糖；直接滴定法；碘量法；酸度

0 引言

乳清是加工干酪過程中的副產(chǎn)物。我國干酪的產(chǎn)量不斷增加，乳清的排放量也是與日俱增。大量的乳清直接排放，浪費資源，污染環(huán)境，因此，合理開發(fā)利用乳清是現(xiàn)在研究的熱點[1]。

乳糖是乳制品中特有的一類碳水化合物，是一種還原糖。乳糖的消化與吸收對人體的正常生長發(fā)育起著重要的作用[2-3]。乳清營養(yǎng)成分相當(dāng)于除去酪蛋白的脫脂乳，約占牛乳營養(yǎng)成分的55%，是一種含有豐富的礦物質(zhì)、維他命及高質(zhì)量蛋白的食品，特別是其含硫氧基酸還具有抗癌活性。目前研究證明，乳清還具有很好的抗齲齒功能[4,5]。本試驗采用直接滴定法[6]和碘量法[7-10]測定3種乳清中乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)，比較兩種方法的差別和適應(yīng)性，為不同來源的乳清提供適宜的檢測方法。

1 材料與試劑

乳清Wq1：乳酸度20.07°T，pH值5.98°T（契達干酪加工副產(chǎn)物）；乳清Wq2：乳酸度46.43°T，pH值4.60（契達干酪加工副產(chǎn)物）；乳清Wq3：乳酸度95.61°T，pH值4.07（傳統(tǒng)奶酪加工副產(chǎn)物）。

試劑（均為分析純）：硫酸銅，次甲基藍，酒石酸鉀鈉，氫氧化鈉，亞鐵氰化鉀，乙酸鋅，冰乙酸，硫代硫酸鈉，碳酸鈉重鉻酸鉀，鹽酸，甲基橙，碘液，淀粉指示劑。

葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液：精密稱取1.000 g經(jīng)過98～100℃干燥至恒重的純葡萄糖，加水溶解后加入5 mL鹽酸，并以水稀釋至1 000 mL。此溶液每毫升相當(dāng)于1 mg葡萄糖。

堿性酒石酸銅甲液：稱取15 g硫酸銅及0.05 g次甲基藍，溶于水中并稀釋至1 000 mL。

堿性酒石酸銅乙液：稱取50 g酒石酸鉀鈉及75 g氫氧化鈉，溶于水中，再加入4 g亞鐵氰化鉀，完全溶解后，用水稀釋至1 000 mL，貯存于具橡膠塞玻璃瓶內(nèi)。

乙酸鋅溶液：稱取21.9 g乙酸鋅溶于少量水中，然后加3 mL冰乙酸并加水稀釋至100 mL。

2 實驗方法

2.1 乳清的前處理

稱取10 g乳清置于250 mL容量瓶中，加水50 mL，搖勻后慢慢加入5 mL乙酸鋅溶液及5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.6%亞鐵氰化鉀溶液，加水至刻度，混勻。靜置30 min，用干燥濾紙過濾，棄去初濾液，濾液備用。

2.2 直接滴定法檢測乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)

2.2.1 標(biāo)定堿性酒石酸銅溶液

吸取5.0 mL堿性酒石酸銅甲液及5.0 mL乙液，置于150 mL錐形瓶中加水10 mL，加入二粒玻璃珠，從滴定管中滴加約9.5 mL葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，用電爐加熱，控制在2 min內(nèi)加熱至沸，趁沸以兩秒一滴的速度繼續(xù)滴加葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，直到溶液藍色剛好褪去為終點，記錄消耗葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的總體積。同時平行做3份，取其平均值，計算每10 mL（甲、乙液各5 mL）堿性酒石酸銅溶液相當(dāng)于葡萄糖的質(zhì)量（mg）。

2.2.2 乳清的預(yù)檢測

吸取5.0 mL堿性酒石酸銅甲液及5.0 mL乙液，置于150 mL錐形瓶中，加水10 mL，加入二粒玻璃珠，控制在2 min內(nèi)加熱至沸，趁沸以先快后慢的速度，從滴定管中滴加處理過的乳清樣品，并保持溶液沸騰狀態(tài)，待溶液顏色變淺時，以每兩秒一滴的速度滴定，直至溶液藍色剛好褪去為終點。記錄樣品消耗體積。

2.2.3 乳清的檢測

吸取5.0 mL堿性酒石酸銅甲液及5.0 mL乙液，置于150 mL錐形瓶中，加水10 mL，加入二粒玻璃珠，從滴定管滴加比預(yù)測體積少0.5～1 mL的乳清，使在2 min內(nèi)加熱至沸，趁沸繼續(xù)以每兩秒1滴的速度滴定，直至藍色剛好褪去為終點，記錄樣液消耗體積，同法平行操作3份，得出平均消耗體積。

乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

式中：m1為10 mL（甲、乙液各5 mL）堿性酒石酸銅溶液相當(dāng)于乳糖的質(zhì)量，mg；m2為樣品質(zhì)量，g；V為測定時平均消耗樣品溶液體積，mL。

2.3 碘量法檢測乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)

2.3.1 標(biāo)定硫代硫酸鈉[11]

在1 000 mL含有0.2 g Na2CO3的新煮沸放冷的蒸餾水中加入26 g Na2SO3·5H2O2使完全溶解，放置。用固定重量稱重法稱取在120℃干燥至恒重的基準(zhǔn)物K2Cr2O71.2258 g于小燒杯中，加水使溶解，定量轉(zhuǎn)移到250 mL容量瓶中，加水至刻線，混勻。用移液管量取25 mL K2Cr2O7溶液于碘瓶中，加2 g KI，蒸餾水15 mL，HCl溶液（濃度4 mol/L）5 mL，密集，搖勻，封水，在暗處放置10 min。加蒸餾水30 mL稀釋，用Na2SO3滴定至近終點，加淀粉指示液2 mL，繼續(xù)滴定至藍色消失而顯亮綠色，即達終點。重復(fù)標(biāo)定2次，相對偏差不能超過0.2%。其計算公式為

式中：c為K2Cr2O7濃度，mol/L；V為K2Cr2O7消耗體積，mL；V（Na2SO3）為滴定消耗Na2SO3體積，mL。

2.3.2 乳清的檢測

參照伍桃英等[10]，準(zhǔn)確移取25.00 mL經(jīng)前處理的乳清于250 mL碘量瓶中，依次加入1滴0.1%甲基橙、25.00 mL濃度為0.1 mol/L碘液、7.50 mL濃度為0.5 mol/L的NaOH，加塞搖勻液封暗置30 min；加入8.00 mL濃度為0.5 mol/L的HCl，搖勻，用標(biāo)定好的Na2SO3溶液滴定至黃色，加入3滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的淀粉指示劑，搖勻繼續(xù)滴加至淡粉色，記錄Na2SO3溶液消耗的體積，同時做平行與空白，分別記錄V（Na2SO3）/V空，其計算按公式為

式中：c（Na2SO3）為硫代硫酸鈉的濃度，mol/L；0.18為乳糖的換算系數(shù)；V（Na2SO3）為滴定樣品消耗硫代硫酸鈉的體積，mL；V空為滴定空白消耗硫代硫酸鈉的體積，mL；V濾液為移取樣品濾液的體積，mL。

3 結(jié)果與分析

3.1 直接滴定法測定乳清乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)

3.1.1 標(biāo)定堿性酒石酸銅溶液

標(biāo)定堿性酒石酸銅溶液如表1所示。由表1可以看出，m1=10.65，即每10 mL堿性酒石酸銅溶液相當(dāng)于10.65 mg葡萄糖的質(zhì)量。

表1 標(biāo)定堿性酒石酸銅溶液

3.1.23 種乳清乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)

由表2可以看出，Wqq1的乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為2.8%，Wq2的乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.74%，與Wq1相比有所降低，但是差異不顯著（p＞0.05）；Wx的乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)最少，為1.95%，與Wq1和Wq2差異顯著（P＜0.05）。

表2 乳清乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)

Wq1和Wq2均為契達干酪加工副產(chǎn)物，但Wq2加入了一定的HCl用于調(diào)整口味，因此Wq1的乳酸度最小，為20.07°T，pH值最大，為5.98，而Wq2的乳酸度比Wq1大，為46.43°T，pH值為4.60。Wx是內(nèi)蒙古自錫盟傳統(tǒng)奶酪加工副產(chǎn)物，乳酸度為95.61°T，pH值為4.07，是3種乳清中酸度值最大的。由此可知，低酸度的乳清乳糖含量高，隨著酸度值的增加，乳清中乳糖的含量呈下降的趨勢，說明酸度對乳糖含量有顯著（p＜0.05）的影響。Wq2和Wx的pH值相差不大，而它們的乳酸度差異顯著（P＜0.05），Wx的乳糖含量顯著（P＜0.05）低于Wq2，因此可知，乳糖含量主要受到乳酸度的影響。

3.2 碘量法測定乳清乳糖含量

3.2.1 標(biāo)定硫代硫酸鈉

標(biāo)定硫代硫酸鈉結(jié)果如表3所示。由表4和公式（2）可知，實驗所配的硫代硫酸鈉的濃度為0.1049 mol/L。

表3 標(biāo)定硫代硫酸鈉結(jié)果

3.2.23 種乳清乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)

由表4可以看出，Wq1的乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)遠遠高于其他兩種，為2.38%，Wq2的乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.81%，Wx的乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為0.89%。根據(jù)3種乳清的乳酸度和pH值可知，低乳酸度的乳清乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)豐富，隨著乳酸度的升高乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈下降趨勢；pH值的影響沒有乳酸度顯著。

表4 3種乳清乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)

3.3 兩種測定乳清乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)方法的比較

圖1 兩種方法測定乳糖含量的比較

根據(jù)圖1，表2和表4，能夠明顯看出兩種方法測定的乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)有明顯的差異，直接滴定法測定的乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于碘量法。其中，Wq1的乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化不是很顯著，Wq2和Wx的乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異顯著（P＜0.05）。

Wq1的酸度最低，直接滴定法和碘量法測定的乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為最高，兩種方法的測定結(jié)果差異不大；Wq2與Wq1的加工方式相同，但Wq2在加工過程中加入了HCl用于調(diào)酸，酸度值有所增加，所以用直接滴定法測定的結(jié)果比Wq1稍低，而碘量法測定的乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)結(jié)果降低的比較顯著（P＜0.05）；兩種方法測定Wx的乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異顯著（P＜0.05），碘量法測定乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的結(jié)果明顯低于直接滴定法。Wx是牧區(qū)傳統(tǒng)奶酪加工過程中排出的乳清，酸度值最高，測得的乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，用直接滴定法測得的乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.95%，而用碘量法測得的結(jié)果為0.89%，差異極顯著（P＜0.01）。由此可知，乳酸度對碘量法有顯著的影響，這是由于酸度過高容易引起碘離子氧化，使得碘量法測定的乳糖結(jié)果偏低。

由以上結(jié)果可以得到乳酸度對乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)有顯著（p＜0.05）的影響，同一種方法測定乳清乳糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，隨著乳清酸度值的升高其乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈下降的趨勢；對于同一種乳清用不同方法測定，乳清的乳酸度對碘量法的影響極顯著（p＜0.01），酸度值越大，碘量法測定的結(jié)果越低，與直接滴定法的差異越顯著，使得結(jié)果偏低。

4 結(jié)論

（1）契達干酪加工過程中排出的乳清乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，內(nèi)蒙古錫盟傳統(tǒng)奶酪加工過程中排出的乳清乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)低。

（2）乳酸度會影響乳清中乳糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，乳酸度越高的乳清乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低。

（3）碘量法測定乳清中乳糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)受乳清乳酸度的影響，乳酸度越高，碘量法測定的結(jié)果越低，差異極顯著（P＜0.01）；

（4）對于乳酸度較低（小于45°T）的乳清，可以用直接滴定法和碘量法來測定其乳糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，對于乳酸度高（大于45°T）的乳清，不宜采用碘量法測定乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)，采用直接滴定法測定乳糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以有效的減少誤差。

[1]嚴(yán)包興.乳清資源的綜合利用[J].畜產(chǎn)品開發(fā)，2008，154(9):52-55.

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[3]李鳳林，崔福順.乳及發(fā)酵乳制品工藝學(xué)[M].中國輕工業(yè)出版社，2007:18-21.

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[11]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T6001-2002化學(xué)試劑標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的制備[S/OL].[2010-09-11].

Study on detection method of lactose in whey with different acidity

LIU Naiqi1，LIU Lijie1，BAI Ying1，WANG Xiaodong2，ZHANG Jianli1
（1.College of Food Science And Engineering,Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010018,China;2.Inner Mongolia Academy of Agricultural＆Animal Husbandry Science，Huhhot 010031，China）

The experimental materials were whey obtained from the cheddar cheese and the traditional cheese of Inner Mongolia Xilinguole. Through determining content of lactose in the whey by direct titration method and iodometry，the effect of acidity in different whey on de?termination method were studied.The results showed:The effect of acidity on iodometry was extremely significant(p＜0.01)，determination results of whey with higher acidity were lower by iodometry.Iodometry is not fit to determine content of lactose in the whey with high acid?ity(＞45°T).

whey;acidity;lactose;direct titration method;iodometry

TS252.7

：A

：1001-2230（2017）07-0053-03

2016-12-13

劉乃齊（1993-），男，碩士研究生，研究方向乳品生物技術(shù)與加工。

白英