蜂蜜、甜型葡萄酒和桔子原汁中主要糖类及其它主成分的NMR定量研究

蜂蜜、甜型葡萄酒和桔子原汁中主要糖类包括葡萄糖、果糖和蔗糖,测定糖类的传统方法有多种,如:测总含糖量的方法有盐酸—酚法、蒽酮比色法等,测还原糖含量方法有直接法、间接法、3,5—二硝基水杨酸法等。盐酸—酚法和蒽酮比色法都须加酸、加温处理糖,使之脱水产生糠醛或羟甲基糠醛,而与酚类化合物或蒽酮反应生成有色物质,在生成物产生过程中,温度、酸度等都会影响糠醛或羟甲基糠醛的转化率,糖类不同,转化率也不一样,误差较大。直接法、间接法都必须在加温条件下进行,反应液碱度、热源强度、煮沸时间、滴定速度和终点误差等操作因素对测定结果影响很大,甚至相同的人操作,两次滴定结果都相差较远。3,5—二硝基水杨酸法测糖须在碱性条件下加热,还原糖才能将3,5—二硝基水杨酸还原为棕红色的3-氨基-5-硝基水杨酸,碱度和温度影响实验结果,产生较大误差。应用直接法、间接法、3,5—二硝基水杨酸法测总糖时,还须用酸水解法使没有还原性的双糖和多糖降解成有还原性的单糖,然后进行测定,这个过程同样涉及到温度、酸碱度等影响因素,且操作繁琐。柠檬酸的测定有高效液相色谱法以及衍生化气相色谱法:乙醇的测定有比重法、气相色谱法等。若选用传统方法来检测蜂蜜、甜型葡萄酒和桔子原汁,不但步骤多、操作复杂,且有时偏差较大,给蜂蜜、甜型葡萄酒和桔子原汁标准制定带来很多不便。 本文以蜂蜜、甜型葡萄酒和桔子原汁作样品,运用1H-NMR谱、H-H COSY谱、13C-NMR谱、DEPT谱、HSQC谱、HMBC谱,对三种主要糖及其差向异构体、柠檬酸、乙醇进行了指纹归属,确立了用于定量分析的相关质子特征峰,选用邻苯二甲酸氢钾作内标,通过相关质子特征峰的积分值同时检测了葡萄糖、果糖、蔗糖、柠檬酸和乙醇的绝对含量。在对蜂蜜、甜型葡萄酒及桔子汁中葡萄糖、果糖、蔗糖三种主要糖进行分析时,同时也对甜型葡萄酒中柠檬酸和乙醇及桔子汁中柠檬酸进行了分析。主要研究内容及结果如下: 1.用重水作溶剂时葡萄糖存在α-D-吡喃葡萄糖和β-D-吡喃葡萄糖两种主要构型,果糖存在α-D-呋喃果糖、β-D-呋喃果糖和β-D-吡喃果糖三种主要构型,并对葡萄糖、果糖、蔗糖、柠檬酸结构进行了全面归属;考察了葡萄糖在水中的平衡条件,证明葡萄糖和果糖在混合体系中各种构型的百分组成是稳定的。 2.葡萄糖、果糖和蔗糖存在蜂蜜中,运用模拟谱证实了蜂蜜中存在葡萄糖、果糖和蔗糖,对葡萄糖和果糖进行了指纹归属,根据相关质子特征峰对蜂蜜中葡萄糖、果糖、蔗糖进行了定量分析,葡萄糖、果糖和蔗糖回收率分别为96.68%、98.03%、95.56%,相对标准偏差分别为0.33%、0.17%、1.34%。对变质蜂蜜结晶成分进行了分析,葡萄糖和果糖百分含量分别为64.93%、10.93%。对变质蜂蜜液体部分主要糖类进行了分析,葡萄糖、果糖和蔗糖百分含量分别为27.4%、30.65%、0.96%。 3.采用核磁共振一维和二维技术,确认了甜型葡萄酒中存在葡萄糖、果糖、蔗糖、柠檬酸和乙醇,并对它们进行了指纹归属,根据相关质子特征峰进行了定量分析,作了回收率实验,葡萄糖、果糖、蔗糖、柠檬酸和乙醇的回收率分别为96.88%、95.74%、99.02%、97.17%、96.21%。 4.采用核磁共振一维和二维技术,确认了桔子原汁中葡萄糖、果糖、蔗糖、柠檬酸的存在,并对它们进行了指纹归属,根据相关质子特征峰对桔子原汁中葡萄糖、果糖、蔗糖、柠檬酸进行了定量分析,蜜桔中葡萄糖、果糖、蔗糖、柠檬酸的百分含量分别为0.65%、0.78%、2.46%、0.31%,沙糖桔中葡萄糖、果糖、蔗糖、柠檬酸的百分含量分别为1.94%、5.42%、4.28%、0.044%,赣南橙中葡萄糖、果糖、蔗糖、柠檬酸的百分含量分别为0.94%、2.09%、2.81%、0.45%。运用模拟谱证实了桔子原汁中存在葡萄糖、果糖、蔗糖、柠檬酸。