全 文 ：第 30 卷 第 5 期
2012 年 9 月
北京工商大学学报(自然科学版)
Journal of Beijing Technology and Business University(Natural Science Edition)
Vol. 30 No. 5
Sep． 2012
文章编号:1671-1513(2012)05-0056-06
海南毛薯干粉中总还原糖含量的测定
何 娇， 黄广民
(海南大学 食品学院，海南 海口 570228)
摘 要:以葡萄糖为标准溶液，以 3，5-二硝基水杨酸为显色剂，用分光光度法测定海南毛薯干粉中总
还原糖含量． 结果表明:在波长 480 nm处有最大吸收峰，测定回收率最大为 101. 9%，最小为 99. 7%，
相对误差为 ±1. 9% ． 实测得毛薯干粉中总还原糖含量为 71. 08%，毛薯中淀粉含量为 63. 97% ．
关键词:海南毛薯;还原糖;分光光度法
中图分类号:TS201;TS215 文献标志码:A
收稿日期:2012 04 06
基金项目:海口市重点科技计划项目(0000017)．
作者简介:何 娇，女，硕士研究生，研究方向为糖及碳水化合物化学和生物质能源;
黄广民，男，教授，主要从事糖及碳水化合物化学和生物质能源方面的研究． 通讯作者．
毛薯(Dioscorea esculenta (Lour．)brukill)又名
甜薯、蒂薯、蔓眉(黎语)等，为薯蓣科薯蓣属藤本植
物． 海南毛薯有甜薯和蒂薯两个品种，有人工种植，
也有野生品种． 蒂薯属革质攀援藤本，蔓长 130 ～
150 cm，蔓细而硬，每节生刺，叶片厚，绿色，呈心脏
形，结薯集中且多露于土壤表面，每株结薯约 10 ～
12 个，最多可高达二十多个． 蒂薯薯块呈椭圆形或
长圆形，根毛少而短，表皮赤褐色，薯肉白色细软，
带黏性，富含淀粉，味稍淡且甜，煮熟后不易脱皮．
甜薯属攀绕藤本，茎蔓青紫色，蔓长 100 ～ 130 cm，结
薯比蒂薯少，每株结薯约 8 ～ 10 个，最多可结薯十
多个． 甜薯结薯较深，薯块大，呈长圆形，表皮赤
褐色，根毛多而长，薯皮革质，肉质细软，富含淀
粉，含糖分高，煮熟后易脱皮，味甜可口．
海南毛薯适应性广，各种旱地土壤均可种植，但
火山灰土壤种植，淀粉含量最高． 每年 2 ～ 3 月播
种，9 ～ 10 月收获，不需要特别进行田间管理，亩产
鲜薯可达 1 000 ～ 2 500 kg，适当的田间管理，产量可
突破 3 000 kg． 毛薯是海南特产的农家杂粮，男女老
少，一年四季，均可食用． 具有健脾止泻，益肺滋肾，
解毒敛疮的功效［1］．
海南省独特的自然条件非常适宜于海南毛薯的
生长，毛薯已成为海南省的一大特产． 据统计，全省
每年种植面积约 1. 8 × 107 m2 以上． 海南出产的毛
薯，产量高、品质优、口感好，深受岛上居民喜爱． 海
南毛薯富含淀粉，是制备酒精的理想原料． 还原糖
和淀粉含量是毛薯制备酒精的关键性指标，毛薯中
总还原糖含量乘以 0. 9 便是其淀粉含量． 毛薯干粉
中总还原糖测定尚未见文献报道，因此，本研究开展
了这方面的工作．
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
1. 1. 1 材料
海南毛薯(以下简称毛薯)干粉制备:新采收的
毛薯，去毛、洗净、切片、烘干，粉碎至 80 ～ 100 目，得
含水量为 8% ～12%干粉，备用．
1. 1. 2 试剂
盐酸、氢氧化钠、酒石酸钾钠、苯酚、亚硫酸氢
钠、3，5-二硝基水杨酸、葡萄糖等，所有试剂均为分
析纯．
1. 2 仪器与设备
721-型分光光度计，上海精密科学仪器有限公
司;齿爪式粉碎机、不锈钢水解反应釜等．
1. 3 标准溶液的配制
1. 3. 1 葡萄糖标准溶液的配制
准确称取预先于 105 ℃烘箱中干燥至恒重的葡
萄糖 0. 100 0 g，用少量蒸馏水溶解，转入 100 mL 容
65
量瓶，加蒸馏水稀释定容，得质量浓度为 1 mg /mL
葡萄糖标准溶液［2］．
1. 3. 2 DNS显色剂的制备
甲液:称取 6. 9 g重蒸馏的苯酚溶解于 15. 2 mL
10%氢氧化钠溶液中，稀释至 69 mL，加入 6. 8 g 亚
硫酸氢钠，摇匀．
乙液:称取 225 g 酒石酸钾钠于 1 000 mL 烧杯
中，加入 300 mL 10% 氢氧化钠溶液，搅拌溶解，加
入 880 mL 1% 3，5-二硝基水杨酸(DNS)溶液，激烈
摇匀．
将甲液与乙液充分混合，贮于棕色瓶中，室温下
于阴凉处放置一周，备用［3］．
1. 4 实验原理
在中性或偏碱性条件下，3，5-二硝基水杨酸与
葡萄糖共热被还原生成棕色氨基化合物，其反应式
如下:
在一定范围内，葡萄糖的质量浓度与溶液的吸
光度成正比，利用分光光度法可测定毛薯干粉中总
还原糖的含量［4］．
1. 5 样品处理
准确称取 5. 000 0 g毛薯干粉于三颈烧瓶中，按
一定料液比加入一定浓度的稀盐酸，调成粉浆． 装
上回流冷凝管，在一定温度下，水解一定时间，水解
液用氢氧化钠溶液中和，转入 250 mL 容量瓶，用蒸
馏水稀释定容，摇匀，备用．
1. 6 DNS的比色测定
准确吸取 5. 0 mL毛薯水解稀释液于 100 mL容
量瓶，加蒸馏水稀释定容，摇匀． 分别准确吸取 1. 0
mL水解稀释液于 50 mL 容量瓶，加入 1. 5 mL DNS
溶液、2. 0 mL蒸馏水，于沸水浴中加热 5 min，显色，
迅速冷却，用蒸馏水稀释定容，摇匀． 另取 50 mL容
量瓶，加入 1. 5 mL DNS 显色剂、2. 0 mL 蒸馏水，方
法与上述相同，加蒸馏水稀释定容作空白液． 选用
1 cm比色皿，选择适当的吸收波长，分别测定其吸光
度，按式(1)计算水解液中总还原糖含量［5］．
还原糖含量 =
(A + 0. 010 9)× 250 × 100
W ×M × 5. 0 × 1 000 × 100% ． (1)
式(1)中，A为水解液的吸光度;W为毛薯质量，g;M
为工作曲线的斜率．
2 结果与分析
2. 1 最大吸收波长的选择
准确吸取 1. 0 mg /mL 葡萄糖标准溶液 1. 0 mL
于 50 mL 容量瓶中，按 1. 6 中方法［6］，配成 0. 020
mg /mL标准葡萄糖溶液，选择不同的吸收波长，选
择 1 cm 的比色皿，分别测定其吸光度(并以 1. 5，
2. 0 mg /mL葡萄糖标准溶液作对照) ，结果见图 1．
图 1 波长与吸光度的关系
Fig． 1 Relationship between wavelength and absorbance
从图 1 可以看出，质量浓度为 1. 0 mg /mL 的葡
萄糖标准溶液在 480 nm处有最大吸收峰，而作为对
照组的质量浓度为 1. 5，2. 0 mg /mL 葡萄糖标准溶
液的最大吸收波长也在 480 nm处，故选择较佳测定
波长为 480 nm．
2. 2 标准工作曲线的绘制
准确吸取 1. 0 mg /mL 葡萄糖标准溶液于 50 mL
容量瓶，按 1. 6 中方法，分别配成质量浓度分别为
0，0. 002，0. 004，0. 006，0. 008，0. 010，0. 012，0. 014，
0. 016，0. 018，0. 020，0. 022，0. 024，0. 026，0. 028，
0. 030，0. 032，0. 034，0. 036，0. 038，0. 040 mg /mL 的
葡萄糖标准溶液． 选择 1 cm比色皿，在 480 nm处测
定吸光度． 以葡萄糖质量浓度为横坐标，吸光度为
纵坐标绘制标准曲线，结果见图 2．
图 2 葡萄糖含量测定标准曲线
Fig． 2 Standard curve for glucose determination
75第 30 卷 第 5 期 何 娇等:海南毛薯干粉中总还原糖含量的测定
从图 2 可以看出，随着葡萄糖质量浓度的增大，
吸光度呈线性上升． 作一元回归分析，得到吸光度
对葡萄糖质量浓度的回归方程为:Y = 22. 57X －
0. 010 9(R2 = 0. 996 1)．
2. 3 正交试验设计
毛薯粉浆酸水解影响因素有盐酸浓度、水解温
度、水解时间、料液比、粉碎粒度等［7 － 8］． 为进一步
考察主要的影响因素，选择 L9(3
4)正交表进行试
验，试验设计见表 1．
表 1 正交试验因素水平表
Tab． 1 Factors and levels in L9(3
4)orthogonal test
水平
A
c(盐酸)/
(mol·L －1)
B
水解
时间 /h
C
料液比 /
(g·mL －1)
D
水解
温度 /℃
1 0. 2 1. 5 1∶ 12 105
2 0. 6 2. 0 1∶ 16 115
3 1. 0 2. 5 1∶ 18 125
准确称取 5. 000 0 g 毛薯干粉，按 L9(3
4)正交表
的料液比，加入一定量的盐酸溶液，调成粉浆． 在一
定温度下，水解一定时间，水解液用氢氧化钠溶液中
和，转入 250 mL 容量瓶，加蒸馏水稀释定容． 准确
吸取 5. 00 mL水解稀释液于 100 mL容量瓶，加蒸馏
水稀释定容，摇匀． 准确吸取 1. 0 mL水解稀释液于
50 mL容量瓶，按 1. 6 中方法，选择 1 cm 比色皿，于
480 nm处测定其吸光度，其试验结果与极差分析情
况见表 2．
表 2 L9(3
4)正交试验结果与极差分析
Tab． 2 Analysis of variance and results of L9(3
4)
orthogonal test
序号 A B C D 吸光度 A
1 1 1 1 1 0. 196
2 1 2 2 2 0. 177
3 1 3 3 3 0. 166
4 2 1 2 3 0. 183
5 2 2 3 1 0. 161
6 2 3 1 2 0. 219
7 3 1 3 2 0. 158
8 3 2 1 3 0. 227
9 3 3 2 1 0. 180
K1 0. 180 0. 179 0. 214 0. 179
K2 0. 188 0. 188 0. 180 0. 185
K3 0. 188 0. 188 0. 162 0. 192
R 0. 008 0. 009 0. 052 0. 013
由表 2 极差 R 分析可知，影响毛薯粉浆水解的
因素主次顺序:料液比 ＞水解温度 ＞水解时间 ＞盐
酸浓度． 毛薯粉浆料液比是主要的影响因素，其次
是水解温度、水解时间，影响最小的是盐酸浓度，优化
的反应组合是 A3B2C1D3，即当盐酸浓度1. 0 mol /L，水
解时间 2. 0 h，料液比(g /mL)1∶ 12，水解温度 125 ℃
时，毛薯粉浆水解液的吸光度最高，达到 0. 227． 然
而，正交试验确定的优化条件，不一定是全部实验中
最佳的条件． 因正交试验设计时，每个试验参数都
是随机的，其因素水平不同，所得的结果也不一样．
因此，本文又进一步做单因素实验，单独考察各主要
因素对毛薯粉浆水解的影响［9 － 10］．
2. 4 盐酸浓度对毛薯粉浆水解的影响
准确称取 5. 000 0 g 毛薯干粉于三颈烧瓶中，分
别按 1∶ 16 料液比(g /mL)加入 0. 025，0. 050，0. 075，
0. 10，0. 20，0. 30，0. 40，0. 50，0. 60，0. 70，0. 80，
0. 90，1. 00 mol /L的盐酸溶液，调成粉浆． 装上回流
冷凝管，水解温度 103 ℃，水解时间 2. 0 h，水解液用
氢氧化钠溶液中和，转入 250 mL 容量瓶，加蒸馏水
稀释定容． 准确吸取 5. 0 mL 水解稀释液于 100 mL
容量瓶，加蒸馏水稀释定容，摇匀． 准确吸取 1. 0 mL
水解稀释液于 50 mL 容量瓶，按 1. 6 中方法，选择
1 cm比色皿，于 480 nm 处测定其吸光度，结果见
图 3．
图 3 盐酸浓度对毛薯粉浆水解的影响
Fig． 3 Effects of hydrochloric acid concentration on hydrolysis
of dry powder of Dioscorea esculenta (Lour．)brukill
从图 3 可以看出，盐酸浓度小于 0. 30 mol /L
时，随着盐酸浓度的增大，毛薯粉浆水解液的吸光度
呈线性急剧上升;盐酸浓度为 0. 30 mol /L 时，水解
液的吸光度达到最大值;当盐酸浓度大于 0. 3 mol /L
时，随着盐酸浓度的增大，水解液的吸光度呈缓慢下
降趋势． 其原因在于盐酸浓度增大，毛薯水解液中
的还原糖分解严重，吸光度便下降． 因此毛薯粉浆
水解较佳的盐酸浓度为 0. 3 mol /L．
85 北京工商大学学报(自然科学版) 2012 年 9 月
2. 5 水解时间对毛薯粉浆水解的影响
准确称取 5. 000 0 g毛薯干粉于三颈烧瓶中，分
别按 1∶ 16 料液比(g /mL)加入 0. 3 mol /L盐酸溶液，
调成粉浆． 装上回流冷凝管，水解温度 103 ℃，水解
时间为 0. 5 ～ 3. 0 h ，按 0. 5 h 增序． 水解液用氢氧
化钠溶液中和，转入 250 mL 容量瓶，加蒸馏水稀释
定容． 准确吸取 5. 00 mL 水解稀释液于 100 mL 容
量瓶，加蒸馏水稀释定容，摇匀． 准确吸取 1. 0 mL
水解稀释液于 50 mL 容量瓶，按 1. 6 中方法，选择
1 cm比色皿，于 480 nm 处测定其吸光度，结果见
图 4．
图 4 水解时间对毛薯粉浆水解的影响
Fig． 4 Effects of hydrolytic time of dry powder of
Dioscorea esculenta (Lour．)brukill
由图 4 可以看出，随着水解时间的延长，毛薯粉
浆水解液的吸光度呈线性上升． 水解时间为 2. 0 h
时，水解液的吸光度达到最大值． 当水解时间大于
2. 0 h时，继续延长水解时间，水解液吸光度几乎保
持不变，可认为水解时间大于 2. 0 h 后，毛薯中的多
糖几乎全部水解，再延长水解时间，对水解液吸光度
的影响不大，甚至有下降的趋势． 主要是因为反应
体系中副产物的增加，导致还原糖自身的分解及与
副反应产物进行缩合反应所致的［11］． 所以优化水
解时间以 2. 0 h为宜．
2. 6 料液比对毛薯粉浆水解的影响
准确称取 5. 000 0 g毛薯干粉于三颈烧瓶中，分
别按料液比(g /mL)1∶ 5，1∶ 10，1∶ 16，1∶ 20，1∶ 25，1∶
30 的比例加入 0. 3 mol /L 盐酸溶液，调成粉浆． 装
上回流冷凝管，水解温度 103 ℃，水解时间 2. 0 h．
水解液用氢氧化钠溶液中和，转入 250 mL 容量瓶，
加蒸馏水稀释定容． 分别准确吸取 5. 0 mL 水解稀
释液于 100 mL 容量瓶，加蒸馏水稀释定容，摇匀．
准确吸取 1. 0 mL 水解稀释液于 50 mL 容量瓶，按
1. 6 中方法，选择 1 cm 比色皿，于 480 nm 处测定其
吸光度，结果见图 5．
从图 5 可以看出，料液比小于 1∶ 16 时，随着料
图 5 料液比对毛薯干粉水解的影响
Fig． 5 Effects of ratio of material-liquid on hydrolysis of dry
powder of Dioscorea esculenta (Lour．)brukill
液比的增大，毛薯粉浆水解液的吸光度呈上升趋势．
因为料液比的大小决定了水解液的流动性，当比例
小于 1∶ 16 时，水解液黏度过高，流动性差，盐酸中的
氢离子作用于淀粉链内部葡萄糖糖苷键上氧原子的
几率较小，所以会导致水解效果不佳［12］． 当料液比
为 1∶ 16 时，水解液的吸光度达到最大值． 料液比大
于 1∶ 16 时，随着料液比的增大，水解液的吸光度缓
慢下降． 主要是由于随着料液比的增大，底物可被
充分水解，但是过多的 H +则会使得水解后的还原
糖进一步分解． 因此优化料液比为 1∶ 16．
2. 7 水解温度对毛薯粉浆水解的影响
准确称取 5. 000 0 g的毛薯干粉于三颈烧瓶，按
料液比 1 ∶ 16 的比例，分别加入 0. 3 mol /L 盐酸溶
液，调成粉浆． 装上磨口玻璃塞，置于不锈钢高反应
压釜中，水解温度为 105 ～ 135 ℃，按 5 ℃的温度增
序，水解时间 2. 0 h． 水解液用氢氧化钠溶液中和，
转入 250 mL容量瓶，加蒸馏水稀释定容． 分别准确
吸取 5. 0 mL 水解稀释液于 100 mL 容量瓶，加蒸馏
水稀释定容，摇匀． 准确吸取 1. 0 mL水解稀释液于
50 mL容量瓶，按 1. 6 中方法，选择 1 cm 比色皿，于
480 nm处测定其吸光度，结果见图 6．
图 6 水解温度对毛薯干粉水解的影响
Fig． 6 Effects of hydrolytic temperature on dry powder of
Dioscorea esculenta (Lour．)brukill
从图 6 可以看出，水解温度小于 110 ℃时，随着
水解温度的增大，毛薯粉浆水解液的吸光度急剧增
95第 30 卷 第 5 期 何 娇等:海南毛薯干粉中总还原糖含量的测定
大，而后趋于平缓． 水解温度为 110 ℃时，吸光度稳
定在高值． 水解温度大于 110 ℃时，水解液的吸光
度缓慢下降，水解液的色泽逐渐加深． 表明水解温
度升高，会加速盐酸中 H +作用于葡萄糖糖苷键上
的氧原子，进而使水解液中还原糖分解严重［12］． 因
此水解温度采用 110 ℃ ．
2. 8 重现性实验结果
准确称取 5. 000 0 g毛薯干粉，按料液比为 1∶ 16
比例加入 0. 3 mol /L的盐酸溶液，调成粉浆． 装上磨
口玻璃塞，置于不锈钢高压反应釜中，水解温度
110 ℃，水解时间 2. 0 h． 水解液用氢氧化钠溶液中
和，转入 250 mL 容量瓶，加蒸馏水稀释定容． 分别
准确吸取 5. 0 mL 水解稀释液于 100 mL 容量瓶，加
蒸馏水稀释定容，摇匀． 准确吸取 1. 0 mL水解稀释
液于 50 mL容量瓶，按 1. 6 中方法，选择 1 cm 比色
皿，于 480 nm处测定其吸光度，其结果见表 3．
表 3 毛薯还原糖测定的重复性实验结果
Tab． 3 Results of repeatability experiment on determination of reducing saccharidein from
Dioscorea esculenta (Lour．)brukill
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
吸光度 A 0. 31 0. 31 0. 31 0. 31 0. 31 0. 30 0. 30 0. 31 0. 32 0. 32 0. 32 0. 31
平均值 A 0. 31
标准偏差 ± 0. 006 7
相对平均标准偏差 /% ± 2. 15
从表 3 可以看出，标准偏差为 ± 0. 006 7，相对
平均标准偏差为 ± 2. 15%，重现性好，相对误差小，
根据标准回归曲线和计算公式，可计算出毛薯干粉
中总还原糖的含量为 71. 08% ． 将毛薯干粉中总还
原糖含量，乘以 0. 9 便可得到毛薯干粉中淀粉含量
为 63. 97%［13］．
2. 9 标准回收实验结果
准确称取 5. 000 0 g毛薯干粉于三颈烧瓶中，按
料液比为 1∶ 16 比例加入 0. 3 mol /L 的盐酸溶液，调
成粉浆． 装上磨口玻璃塞，置于不锈钢高压反应釜
中，水解温度 110 ℃，水解时间 2. 0 h． 水解液用氢
氧化钠溶液中和，转入 250 mL 容量瓶，加蒸馏水稀
释定容． 准确吸取 5. 0 mL水解稀释液于 100 mL 容
量瓶，加蒸馏水稀释定容，摇匀． 分别准确吸取
1. 0 mL水解稀释液于 50 mL 容量瓶，加入 1 mg /mL
标准葡萄糖溶液 0，0. 1，0. 2，0. 3，0. 4，0. 5 mL，按 1. 6中
方法，选择 1 cm比色皿，于 480 nm处测定其吸光度，计
算水解液中葡萄糖的标准回收率［14］，结果见表 4．
表 4 毛薯干粉中总还原糖测定标准回收实验结果
Tab． 4 Results of recovery experiment of reducing saccharide in spiked Dioscorea esculenta (Lour．)brukill
项目 结果
ρ(水解液中 D-葡萄糖)/(mg·mL －1) 0. 014 1
水解液的吸光度 A 0. 308
V(标准 D-葡萄糖)/mL 0. 1 0. 2 0. 3 0. 4 0. 5
溶液的吸光度 A 0. 353 0. 400 0. 446 0. 491 0. 535
ρ(实测葡萄糖)/(mg·mL －1) 0. 016 1 0. 018 2 0. 020 2 0. 022 2 0. 024 2
回收率 /% 99. 7 101. 9 101. 9 101. 3 100. 6
相对误差 /% － 0. 3 + 1. 9 + 1. 9 + 1. 3 + 0. 6
由表 4 可以看出，采用葡萄糖为标准溶液，DNS
作显色剂，测定毛薯干粉中总还原糖的含量，标准回
收率最高为 101. 9%，最低为 99. 7%，相对误差为
± 1. 9%，相对误差小［15］，标准回收率高，效果好．
3 结 论
用分光光度法可测定海南毛薯干粉中总还原糖
的含量． 毛薯经晒干或烘干，粉碎至 80 ～ 100 目，按
06 北京工商大学学报(自然科学版) 2012 年 9 月
料液比 1 ∶ 16 的比例，加入 0. 3 mol /L 盐酸溶液，调
成粉浆，水解温度 110 ℃，水解时间 2. 0 h，水解液用
氢氧化钠溶液中和，水解液不需分离，直接用葡萄糖
作标准溶液，用 3，5-二硝基水杨酸溶液作显色剂，
于沸水浴中加热显色，迅速冷却，加蒸馏水稀释定
容，于 480 nm处测定其吸光度． 测定回收率最大为
101. 9%，最小为 99. 7%，相对误差为 ± 1. 9% ． 实测
得毛薯干粉中总还原糖含量为 71. 08%，毛薯中淀
粉含量为 63. 97% ．
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Determination of Total Reducing Saccharide in Hainan
Dioscorea Esculenta (Lour．)brukill
HE Jiao， HUANG Guang-min
(College of Food Science，Hainan University，Haikou 570228，China)
Abstract:Using glucose as standard and DNS as color developing reagent，the content of total reducing
saccharide in Hainan Dioscorea esculenta (Lour．)brukill was determined by spectrophotometry． The re-
sults showed that the maximum absorption wavelength of the sample was 480nm． The maximum recovery
rate was determined as 101. 9%，and the minimum was 99. 7% ． The relative error was ± 1. 9% ． The
content of total reducing saccharide and starch in Hainan Dioscorea esculenta (Lour．) brukill was
71. 08% and 63. 97%，respectively．
Key words:Hainan Dioscorea esculenta (Lour．)brukill;reducing saccharide;spectrophotometry
(责任编辑:叶红波)
16第 30 卷 第 5 期 何 娇等:海南毛薯干粉中总还原糖含量的测定