糖蜜总糖含量在水泥助磨剂中的测定

熊玉兰，韩 礼，吴小波，许洪天

（眉山海螺新材料科技有限公司，四川 眉山 620010）

糖蜜是一种棕褐色粘稠液体，是制糖工业的副产物。由于制糖工艺及原料的不同，糖蜜中含糖量也有差别，例如甘蔗糖蜜中的蔗糖含量为24%~36%，其他糖含量为12%~24%；甜菜糖蜜所含糖类主要为蔗糖，约47%。糖蜜因价格便宜，含糖量高，被广泛应用于水产养殖、动物饲料、水泥外加剂和酒精发酵等方面［1］。

糖蜜在水泥助磨剂中主要有两个作用，一是助磨作用，糖蜜的加入能够提高水泥磨机的效率，降低水泥生产过程的能耗；二是调节水泥的凝结时间，因糖类物质中含有大量的羟基，羟基能够抑制水泥水化，从而达到调整水泥凝结时间的目的。水泥凝结时间的不同会导致水泥强度的差异，凝结时间又与助磨剂中糖类物质的含量息息相关［2］。因此水泥助磨剂用糖蜜中总糖含量的检测对于水泥行业来说至关重要。

糖蜜总糖含量是糖蜜中双糖及单糖含量的总和。目前糖蜜总糖含量的测量方法多种多样，大多数采用兰因-艾农（Lane-Ey-non）恒容法来测定。甘蔗糖蜜行业标准QB/T2684-2005（以下简称行业法）中［3］，将总糖分的检测分为蔗糖分的测定和还原糖分的测定两部分。该法只适用于对糖蜜中蔗糖含量有要求的行业，而对于水泥外加剂及其他对糖蜜中蔗糖含量无要求的企业，该法步骤繁琐，检测速度较慢，效率较低。

中华人民共和国出入境检验检疫行业标准SN/T 1540-2005《糖蜜检验规程》（以下简称标准法）中总糖含量检测方式如下。先将糖蜜中具有还原性的非糖组分及钙盐用乙酸铅和脱铅剂清除干净，再将糖蜜中的蔗糖水解转化成还原性糖，还原性糖将斐林试剂中的二价铜还原成一价铜，从而求出糖蜜中总糖含量。但其测定方法存在一定的不足，例如需要进行预滴定，检测时间偏长；预滴定与正式滴定要求相差0.5 mL左右，实际操作时不易把握，可能会导致实验结果偏低；滴定终点为蓝色刚好褪去时，而蓝色容易返色，终点极易滴过，导致结果偏高［4］。

中国轻工业出版社出版的《食品分析实验指导》中还原糖的测定方法如下。先等量混合酒石酸铜甲液和乙液，得到深蓝色的酒石酸钾钠与二价铜离子的可溶性配合物。还原糖与二价铜离子的配合物共热时，二价铜能被还原成一价的Cu2O沉淀，Cu2O与加入的K4Fe（CN）6反应，生成可溶的淡黄色一价铜离子的络合物。到达滴定终点时，次甲基蓝指示剂与过量的还原性糖反应，从而蓝色消失，最终溶液呈现出一价铜离子络合物的淡黄色。最终根据消耗的测定样品的体积来计算出还原性糖的含量［5］。此方法滴定终点容易判断，且不易出现返色现象，但其只能测试还原性糖类，且同样需要预滴定操作。因此设计一种容易判定的滴定终点，且能够简单快速测定糖蜜中总糖含量的方法对于糖蜜应用行业来说十分重要。

通过结合各种糖蜜中总糖含量的检测方法，设计了一种高效的水泥助磨剂用糖蜜中总糖测定的方法，通过在滴定前的斐林试剂中加入一定量的亚铁氰化钾，使二价铜被还原为一价铜时产生的砖红色沉淀后生成可溶性络合物，从而不影响滴定终点的判断。取消了次甲基蓝指示剂的加入和预滴定步骤，从而能够高效快速的测定糖蜜中的总糖含量。

1 实验

1.1 试剂

蔗糖（分析纯）、200 g/L的乙酸铅溶液、脱铅剂（磷酸盐草酸盐混合溶液）、斐林试剂（标定后）、4 mol/L的盐酸、4 mol/L的氢氧化钠溶液、亚铁氰化钾（分析纯）、酚酞指示剂。

1.2 仪器

精度0.0001 g的电子天平、100 mL和250 mL的容量瓶、烧杯、油浴锅、10 mL和50 mL的移液管、温度计、滴定管、油浴锅。

1.3 斐林试剂的配制及标定

斐林试剂A溶液，称取五水硫酸铜（CuSO4·5H2O）69.278 g，加水溶解后稀释释至1000 mL，过滤后备用。

斐林试剂B溶液，称取酒石酸钾钠（NaKC4H4O6）346 g和氢氧化钠（NaOH）100 g，用少量水溶解；称取亚铁氰化钾18.5 g，用少量水溶解。将两溶液混合，用水稀释至1000 mL，摇匀。

将准备好的蔗糖在105℃高温下烘干一小时，冷却至室温后再称取1.5 g~2.0 g并用150 mL蒸馏水溶解至250 mL烧杯中，再转移至250 mL的容量瓶中，再用25~30 mL蒸馏水冲洗烧杯壁三次，保证称取的蔗糖完全转移至容量瓶中，最后向容量瓶中加入蒸馏水至刻度处，并摇匀。

吸取定容后的蔗糖溶液50 mL，加入至200 mL的烧杯内，再向其中加入4 mol/L的盐酸5 mL，充分摇匀。将其置于磁力加热搅拌器上，温度设置为69℃，充分搅拌十分钟，使蔗糖完全转化为单糖，完成后冷却至室温。加入两滴酚酞指示剂，再用4 mol/L的氢氧化钠溶液中和掉剩余的盐酸，至溶液呈微红色。

将转化后的蔗糖溶液转移至100 mL的容量瓶中，定容摇匀后注入滴定管中待用。用移液管准确量取5 mL斐林试剂A、B液体至250 mL的锥形瓶中，再加入40 mL的蒸馏水，置于加热器上至溶液沸腾，使溶液一直保持沸腾状态，120秒后开始滴加配制好的蔗糖溶液，滴加至锥形瓶中蓝色刚好褪去，溶液呈淡黄色即为滴定终点。计算其浓度如下。

式中，A为10 mL斐林试剂A、B混合液相当转化糖的量，单位为克（g）；m为称取蔗糖的量，单位为克（g）；V为滴定时消耗的糖液的毫升数，单位毫升（mL）；500为溶液的稀释比；0.95为换算系数（0.95g蔗糖可转化为1g转化糖）。

1.4 检液的制备及测定

1.4.1 待检糖蜜样品的制备

用精度万分之一的天子天平准确称取3 g糖蜜样品，加入一定量的蒸馏水使其溶解在250 mL烧杯中，后定容于250 mL容量瓶中，再加入配制好的乙酸铅溶液15 mL和脱铅剂溶液15 mL，使待检样品中的还原性非糖组分产生沉淀，最后定容摇匀。将混合液中的沉淀过滤除去，收集中间滤液备用。

1.4.2 待检糖蜜样品的转化及中和

吸取过滤后的糖蜜溶液50 mL，加入至200 mL的烧杯内，再向其中加入4 mol/L的盐酸10 mL，充分摇匀。将其置于磁力加热搅拌器上，温度设置为69℃，充分搅拌十分钟，使蔗糖完全转化为单糖，完成后冷却至室温。加入两滴酚酞指示剂，再用4 mol/L的氢氧化钠溶液中和掉剩余的盐酸，至溶液呈微红色。

1.4.3 待检糖蜜样品中总糖含量的滴定

将转化后的糖蜜样品溶液转移至100 mL的容量瓶中，定容摇匀后注入滴定管中待用。用移液管准确量取5 mL斐林试剂A、B液体至250 mL锥形瓶中，再加入35 mL的蒸馏水，置于加热器上至溶液沸腾，使溶液一直保持沸腾状态，120秒后开始滴加配制好的蔗糖溶液，滴加至锥形瓶中蓝色刚好褪去，溶液呈淡黄色即为滴定终点。记录下滴定所耗用待检液的毫升数。糖蜜样品中的总糖含量计算如下。

式中，A为100 mL斐林氏A、B混合液相当的转化糖的量，单位为克（g）；m为样品的质量，单位为克（g）；V为滴定耗用的检液的毫升数；平行试验结果的允许误差为0.5%。

2 实验结果及讨论

2.1 检测结果

使用标准法与本方法两种测定方法测量不同糖蜜样品中的总糖含量，对比两种方法的试验结果，如表1所示。

表1 两种检测方法的总糖测定结果对比

由表1可知，标准方法与本方法所测定不同糖蜜样品的平行样的极差在允许误差（0.50）范围内的分别占75%、100%，本方法准确度明显高于标准方法；标准方法测得的总糖含量极差均大于0.40，本方法的均小于0.40，表明本方法精度明显高于标准方法。

2.2 糖蜜对水泥增强效果的测试

使用颚式破碎机按熟料95%、石膏5%的比例，再加一定掺量的助磨剂进行小磨试验，验证助磨剂的助磨效果，助磨效果以勃氏比表面积来比较。糖蜜的助磨效果，如表2所示。

从表2可以看出糖蜜具有较好的助磨效果，因其含有大量的极性基团，能够吸附屏蔽电荷，起到助磨效果。虽然糖蜜的助磨效果与其他增强效果不如醇胺类助磨剂，但糖蜜价格便宜，因此在助磨剂领域被广泛使用。

表2 糖蜜的助磨效果

3 结语

通过对各种糖蜜中总糖含量测定方法的研究，结合水泥外加剂行业糖蜜使用的现状特点，研究出了一种相对高效且精确度高的检测方法，该方法不仅适用于水泥外加剂行业，对于其他对糖蜜中组分无过多要求的行业也具有较高的实用价值。