Анализ литературных данных по характеристике, проверке и сопоставлению химических методов определения восстанавливающих сахаров привел нас к выводу, что медно-щелочные методы (за исключением ферментативных) остаются среди них наиболее специфичными. По способам определения сахара медно-щелочные методы можно разделить на следующие группы:
- Сахар определяется по образовавшейся после его окисления закиси меди (весовые методы Брунса, Фанрштейнера и др., объемные методы Мюллера, Бертрана, Бьерри, Шомодьи, Офнера и др., колориметрические методы Хрусталевой, Нельсона).
- Сахар определяется по оставшейся в растворе окиси меди (объемный метод Гарольда, колориметрические методы Лазарева, Вознесенского и др., газометрический метод Танино).
- Сахар определяется при помощи титрования кипящей феллинговой жидкости испытуемым раствором (методы прямого титрования Сокслета, Лейна-Эйнона, Сушковой, Аблова-Батыра и др.).
Методы первой группы отличаются высокой точностью, однако остаются весьма трудоемкими. Наиболее простыми по выполнению являются методы последней группы, т.е. методы прямого титрования. Поэтому заслуживают внимания приемы, повышающие также точность методов последней группы и еще более упрощающих технику определения сахара.
Методы прямого титрования берут свое начало от метода Сокслета, предложенного в 1880 г., и за прошедшее время изменялись и совершенствовались рядом авторов (Лейн и Зйнон, Сушкова, Карташов и Силин, Аблов и Батыр и др.) В качестве внутреннего индикатора была применена метиленовая синь, для предупреждения выпадения осадка закиси меди использован ферроцианид калия, для нагревания реакционной жидкости приспособлено несложное устройство - эбулиоскоп, и наконец, сегнетова соль заменена триоксиглутаровой кислотой.
Применение Абловым и Батыром триоксиглутаровой кислоты позволило достигнуть соблюдения строгой обратной пропорциональности между объемом раствора сахара, пошедшего на титрование, и его концентрацией, поэтому отпала необходимость производить ориентировочные определения. Существенно упростило определение сахара использование авторами эбулиоскопа.
Ниже приводятся описание и результаты сравнительных определений сахаров методами Бертрана и Аблова-Батыра, а также изменения в способе определений, которые делают пользование методом более удобным.
Рабочий прибор (эбупиоскоп. см.рис.). В качестве внутреннего (реакционного) сосуда (1) можно использовать колбу Вюрца на 50 мл с коротко обрезанным отростком. Через отверстие внутрь на резиновой пробочке вставляем стеклянный носик (2), по которому пар из внешнего сосуда (3) проходит во внутренний, вызывая кипение находящейся в нем жидкости. Отвод избыточного количества пара из внешнего сосуда и подача в него воды по мере выкипания ее регулируем зажимами (4,5). Для введения растворов во внутренний сосуд целесообразно использовать микробюретки на 5 мл; для удаления прореагировавшей смеси и промывки сосуда удобно пользоваться отсасыванием, применяя для этого несложное приспособление (6), что позволяет производить определения одно за другим, не прекращая нагревания и не извлекая внутренний сосуд.
Рабочие растворы (водные). Раствор № 1, содержащий в 1 л 10,000 г CиS04 . 5Н20 (х.ч., перекристаллизованный) и 0,04 г метиленовой сини.
Раствор № 2, содержащий в 1 л 32 г триоксиглутаровой кислоты (можно применять марки 'для пищевых целей'), 90 г едкого натра, 4 г ферроцианида калия - Fe(CN)g . 3Н*О. Если раствор получается недостаточно прозрачным, следует профильтровать его через стеклянный фильтр № 3.
Раствор № 3, содержащий инвертный сахар в концентрации 0,5 мг/мл и насыщенный бензойной кислотой, применяемой в качестве антисептического средства.
Ход определения. По Аблову и Батыру во внутренний сосуд вводят точно по 5 мл растворов № 1 и № 2. Затем внутренний сосуд вставляют во внешний, и пар, проходя через реакционную жидкость, вызывает ее кипение. Из бюретки к кипящей смеси прибавляют исследуемую на содержание сахара жидкость со скоростью 3—4 капли в секунду до момента перехода синей окраски реакционной смеси, в фиолетовую. Начиная с этого момента выжидают 2 минуты и затем продолжают титровать со скоростью 1 капля в 5-6 секунд (не быстрее) до резкого изменения фиолетовой окраски в слабо-желтую, что указывает на конец титрования.
Схема прибора: 1 - реакционный сосуд; 2 — стеклянный носик; 3 - внешний сосуд; 4,5 - зажимы; 6 - колба, приспособленная для отсасывания.
Учитывая, что промывка и заполнение бюретки анализируемым раствором требуют относительно больших его количеств, мы предлагаем исследуемый на содержание сахара раствор вносить во внутренний сосуд пипеткой (1,2 или 5 мл), а затем дотитровывать стандартным раствором сахара (рабочий раствор №3), соблюдая указанные Абловым и Батыром условия титрования. Поскольку в ягоде и других зеленых органах винограда глюкоза и фруктоза находятся примерно в равных количествах, то в качестве стандартного целесообразно использовать раствор инверта.
Количество восстанавливающего сахара, внесенного пипеткой во внутренний сосуд, вычисляется по формуле:
где VK- число мл стандартного раствора сахара,
пошедшего на титрование купритриокси-глутарата в контрольном определении;
Von- число мл стандартного раствора сахара, пошедшего на дотитровывание в опыте;
С - концентрация сахара в стандартном растворе.
Однако удобнее пользоваться графиком, где прямая выражает зависимость между числом мл стандартного раствора инверта, пошедшего на дотитровывание, и искомым количеством сахара. На определение сахара в растворе требуется 7-10 мин.
Результаты. Данные, приведенные в таблице 1, показывают хорошее совпадение с результатами, представленными в работе Аблова и Батыра.
Данные таблицы 2 показывают, что при способе дотитровывания сохраняется достаточно хорошая точность, вместе с тем определение сахара ускоряется и становится возможным при небольших количествах (несколько мл) исследуемого раствора.
В таблице 3 представлены результаты сравнительных определений восстанавливающих сахаров в листьях и ягодах винограда методом Бертрана и описанной модификацией микрометода Аблова-Батыра. Учитывая, что на первом плане среди восстанавливающих примесей при определении сахаров остаются, очевидно, дубильные и красящие вещества , при сопоставлении
х) По Фролову-Багрееву (1911), в винограде 1 часть танина выделяет из феллинговой жидкости приблизительно столько же закиси меди, сколько 0,9 части инвертированного сахара.
Определение сахара в растворе
В пересчете на сахарозу соответственно 5,81 и 5,84 мг.
Результаты дополнительного титрования
Таблица 3
специфичности методов Бертрана и Аблова-Батыра была применена схема сравнения образцов до и после их очистки средним уксуснокислым свинцом. Результаты показывают хорошее совпадение данных, полученных двумя методами; расхождения - в пределах ошибки метода.
Из данных таблицы 3 также следует, что присутствие в довольно большом избытке в анализируемом растворе среднего уксуснокислого свинца не влияет на результаты определений. Поэтому при анализе» например, сока ягод (сусла), где дисахара обычно не определяется и, следовательно, отпадает надобность в кислотном гидролизе, очистку уксуснокислым свинцом можно производить без последующего удаления его избытка. После отстаивания осадка в мерной колбе нетрудно надосадочную жидкость взять на анализ пипеткой (1-5 мл), избегая фильтрования вытяжки.
Метод позволяет также анализировать растворы, содержащие спирт в высокой концентрации. При внесении спиртованного раствора пипеткой во Внутреннюю колбу происходит очень быстрое улетучивание спирта с током пара, изменение же объема реакционной смеси не влияет на точность определения. Следует ожидать, что присутствие и других низко кипящих веществ, в том числе и восстанавливающих, также не скажется на результатах анализа.
Если необходимо определить большие количества сахаров, то можно употребить не 10, а 20 мл раствора триоксиглутарата меди. Наши опыты показали, что при этом сохраняется обратная пропорциональность между объемом пошедшего на титрование раствора и концентрацией в нем сахара.
Таким образом, микрометод прямого титрования Аблова и Батыра обладает рядом преимуществ по сравнению с широко известными медно—щелочными методами.
