CN106770991A - 一种测定发酵液含糖量的方法及其应用 - Google Patents

一种测定发酵液含糖量的方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种测定发酵液含糖量的方法，所述方法包括，取发酵液，离心处理后，取上清液稀释，调节pH后，使用血糖仪测定稀释液的含糖量。本发明还提供了所述方法在测定发酵液葡萄糖含量中的应用，优选地，所述发酵液包括植物发酵液和微生物发酵液。

Description

一种测定发酵液含糖量的方法及其应用
技术领域
本发明涉及生化领域，具体而言，涉及一种测定发酵液含糖量的方法及其应用。
背景技术
葡萄糖在发酵工业上被广泛用于碳源，因价格便宜且易于被微生物应用，目前已经成为发酵工业上的最重要碳源。在发酵过程中往往需要严格控制葡萄糖含量，以达到提高发酵目标产物产量同时降低发酵成本的目的。为此，在发酵过程中往往需要及时测定发酵液中葡萄糖浓度并以此为依据对发酵罐中葡萄糖浓度进行及时调控。目前应用最广泛的葡萄糖测定方法是斐林试剂法。该法需要经常配制新鲜的斐林试剂，试剂不能长期储存，测定过程中需要利用滴定管进行缓慢定量滴定，且测定过程中需要进行加热。该法非常繁琐而且需要加热设备，对操作人员的熟练程度有较高要求。另外一种方法是利用高效液相色谱配备示差折光检测器进行测定，该方法需要配备大型仪器设备且需要专业检测人员，另外示差检测器并非通用检测器，一般高效液相色谱上较少配备需要专门配备，价格高昂。此外，旋光度法也可用于葡萄浓度测定。该方法同样也需要应用大型精密仪器设备，并需要专业人员操作。一些中小型发酵企业往往由于实力所限，不具备大型仪器设备，而且人员培训方面也存在一定差距。在此情况下，急需开发出一种快速、准确、廉价、不需要大型仪器设备的快速葡糖测定方法，用于及时指导发酵过程调控。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种测定发酵液含糖量的方法，所述方法步骤简单，使用的仪器简单便宜，测定迅速而准确。
本发明的第二目的在于提供一种所述测定方法的应用，
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明的一个方面涉及一种测定发酵液含糖量的方法，所述方法包括，取发酵液，离心处理后，取上清液稀释，调节pH后，使用血糖仪测定稀释液的含糖量。
本发明提供的测定方法核心在于使用血糖仪进行含糖量的测定，血糖仪是一种快速准确测定血液中含糖量的医疗器械，其使用方便。本发明通过将发酵液进行调配，以达到血糖仪的测量标准和范围，并尽可能地模拟血浆环境，通过不影响含糖量的调配方式将发酵液进行稀释、调节pH值，使其满足使用血糖仪测定的条件。
优选地，所述离心处理的离心转速为3000-5000rpm。
优选地，所述离心处理的离心时间为1.5-3min。
发酵液无法直接使用血糖仪进行含糖量的测定，离心处理有助于从较为浑浊粘稠的发酵液中提取上清液，上清液的性状与血浆更加相似。
本发明在3000-5000rpm的转速下进行离心，离心效果最佳，离心处理时间以1.5-3min为宜。
实际操作中，可以使用离心管取1ml发酵液进行离心。
优选地，稀释倍数为5-15倍。
稀释后的发酵液与血浆的含糖量较为接近，稀释采用蒸馏水即可，稀释后应将发酵液与蒸馏水充分混合均匀，以免出现由于糖分分布不均导致的测定不准确。
优选地，将pH调节至3-10。
优选地，将pH调节至7.3-7.5。
理论上来说，在pH＝3-10时均可以使用血糖仪进行含糖量测定。人体血浆的pH在7.3-7.5的范围内，为了获得更为精准的含糖量，使用不改变含糖量的调配方法将发酵液的pH值调节至和血浆环境近似时，最有利于测定。
优选地，使用pH调节剂调节pH，所述pH调节剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾。
以上pH调节剂均对含糖量本身无影响，或者影响微乎其微。发酵液本身是酸性的，采用碱性pH调节剂将其调节为血浆pH后，更有助于血糖仪的准确测定，延长其使用寿命。
优选地，所述方法的测定温度为10-45℃。
优选地，所述方法的测定温度为35-38℃。
与pH范围的选择相同，人体体温的范围通常在35-38℃，因此，将稀释后的发酵液在此温度范围内测定含糖量，得到的数值最为准确，同时也更有利于延长血糖仪的寿命。
本发明的另一个方面涉及所述方法在测定发酵液葡萄糖含量中的应用，优选地，所述发酵液包括植物发酵液和微生物发酵液。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的测定方法快速准确，通过将发酵液进行调试，模拟成与人体血浆类似的环境后直接用血糖仪进行测定的方式，可以高效地测出发酵液中的糖含量；
(2)本发明的测定方法操作要求较低，整套方法中的关键环节均通过仪器完成，因此更为精确，而所涉及的一起又较为便宜易得，测定成本低廉；
(3)本发明的测定方法稳定可靠，重现性好。
具体实施方式
本发明提供了一种测定发酵液含糖量的方法，所述方法包括，取发酵液，离心处理后，取上清液，调节pH后，使用血糖仪测定稀释液的含糖量。
本发明提供的测定方法核心在于使用血糖仪进行含糖量的测定，血糖仪是一种快速准确测定血液中含糖量的医疗器械，其使用方便。本发明通过将发酵液进行调配，以达到血糖仪的测量标准和范围，并尽可能地模拟血浆环境，通过不影响含糖量的调配方式将发酵液进行稀释、调节pH值，使其满足使用血糖仪测定的条件。
使用本发明的方法测定得到的发酵液中葡萄糖含量(g/L)＝仪器读数×0.18×稀释倍数。由于一般血糖仪以毫摩尔计数，因此需要按照以上方式进行单位换算。
实际测定中，通常测定3-5次后取平均值，这样有利于避免误差，使得结果更为精确。
在本发明的一个优选实施方式中，所述离心处理的离心转速为3000-5000rpm。
在本发明的一个优选实施方式中，所述离心处理的离心时间为1.5-3min。
发酵液无法直接使用血糖仪进行含糖量的测定，离心处理有助于从较为浑浊粘稠的发酵液中提取上清液，上清液的性状与血浆更加相似。
本发明在3000-5000rpm的转速下进行离心，离心效果最佳，离心处理时间以1.5-3min为宜。
实际操作中，可以使用离心管取1ml发酵液进行离心。
在本发明的一个优选实施方式中，在调节pH前将上清液稀释0-15倍。
不同发酵液的含糖量不同，有时会存在含糖量超过血糖仪量程的情况，对于这种情况，可以根据需要对发酵液进行稀释，稀释后的发酵液与血浆的含糖量较为接近，稀释采用蒸馏水即可，稀释后应将发酵液与蒸馏水充分混合均匀，以免出现由于糖分分布不均导致的测定不准确。
在本发明的一个优选实施方式中，将pH调节至3-10。
在本发明的一个优选实施方式中，将pH调节至7.3-7.5。
理论上来说，在pH＝3-10时均可以使用血糖仪进行含糖量测定。人体血浆的pH在7.3-7.5的范围内，为了获得更为精准的含糖量，使用不改变含糖量的调配方法将发酵液的pH值调节至和血浆环境近似时，最有利于测定。
在本发明的一个优选实施方式中，使用pH调节剂调节pH，所述pH调节剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾。
以上pH调节剂均对含糖量本身无影响，或者影响微乎其微。发酵液本身是酸性的，采用碱性pH调节剂将其调节为血浆pH后，更有助于血糖仪的准确测定，延长其使用寿命。
在本发明的一个优选实施方式中，所述方法的测定温度为10-45℃。
在本发明的一个优选实施方式中，所述方法的测定温度为35-38℃。
与pH范围的选择相同，人体体温的范围通常在35-38℃，因此，将稀释后的发酵液在此温度范围内测定含糖量，得到的数值最为准确，同时也更有利于延长血糖仪的寿命。
本发明的另一个方面涉及所述方法在测定发酵液葡萄糖含量中的应用，优选地，所述发酵液包括植物发酵液和微生物发酵液。
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
按照以下步骤测定链霉菌发酵液中的含糖量
1.从发酵罐的取样口中取50ml发酵液；
2.用移液器吸取1ml发酵液，加入9ml的蒸馏水，混合均匀；
3.在离心机上以3000r/min高速离心3min，使用氢氧化钠将上清液的pH值调节至10。
4.吸取上清液，经0.2μm的滤膜过滤后备用；
5.将葡萄糖试纸插入葡萄糖测定仪上；
待仪器显示可以测定后，将葡萄糖试纸尖端浸入经0.2μm滤膜过滤后的发酵液液中，迅速拔出后等待读数结果；
6.按照公式将葡萄糖含量转换成以克/升为单位的数值。
发酵液中葡萄糖含量(g/L)＝仪器读数×0.18×10
实施例2
按照以下步骤测定芽孢杆菌发酵液中的含糖量
1.从发酵罐的取样口中取100ml发酵液；
2.用移液器吸取1ml发酵液，加入4ml蒸馏水稀释，在离心机上以5000r/min高速离心1.5min；
3.吸取上清液，经0.2μm的滤膜过滤后备用；使用碳酸钠将上清液的pH值调节至3。
4.将葡萄糖试纸插入葡萄糖测定仪上；
5.待仪器显示可以测定后，将葡萄糖试纸尖端浸入经0.2μm滤膜过滤后的发酵液液中，迅速拔出后等待读数结果；
6.按照公式将葡萄糖含量转换成以克/升为单位的数值。
发酵液中葡萄糖含量(g/L)＝仪器读数×0.18×5
实施例3
按照以下步骤测定大肠杆菌发酵液中的含糖量
1.从发酵罐的取样口中取70ml发酵液；
2.用移液器吸取1ml发酵液，加入14ml蒸馏水稀释，在离心机上以4000r/min高速离心2min；
3.吸取上清液，经0.2μm的滤膜过滤后备用；使用碳酸钾将上清液的pH值调节至7.3。
4.将葡萄糖试纸插入葡萄糖测定仪上；
5.待仪器显示可以测定后，将葡萄糖试纸尖端浸入经0.2μm滤膜过滤后的发酵液液中，迅速拔出后等待读数结果；
6.按照公式将葡萄糖含量转换成以克/升为单位的数值。
发酵液中葡萄糖含量(g/L)＝仪器读数×0.18×15
实施例4
按照以下步骤测定酵母酵液中的含糖量
1.从发酵罐的取样口中取70ml发酵液；
2.用移液器吸取1ml发酵液，在离心机上以4000r/min高速离心2min；
3.吸取上清液，经0.2μm的滤膜过滤后备用；使用氢氧化钾钾将上清液的pH值调节至7.5。
4.将葡萄糖试纸插入葡萄糖测定仪上；
5.待仪器显示可以测定后，将葡萄糖试纸尖端浸入经0.2μm滤膜过滤后的发酵液液中，迅速拔出后等待读数结果；
6.按照公式将葡萄糖含量转换成以克/升为单位的数值。
发酵液中葡萄糖含量(g/L)＝仪器读数×0.18
实验例
使用本发明测定的含糖量与实际含糖量的比对
采用高效液相色谱配测定发酵液中葡萄糖含量。
(1)从发酵罐的取样口中取100ml发酵液；
(2)用移液器吸取1ml发酵液，加入9ml水稀释，后在离心机上以5000r/min高速离心3min；
(3)吸取上清液，经0.2μm的滤膜过滤后备用；
(4)高效液相色谱配示差折光检测器，以氨基色谱柱为分析柱，以乙腈和水作流动相(乙腈:水＝7:3)，流速为1.0ml/min。
(5)待仪器稳定后将过滤后的发酵液进液相色谱进行分析，采用外标法确定发酵液中葡萄糖含量。重复测定三次，以三次结果平均值作为发酵液中葡萄糖实际含量。
(6)将葡萄糖试纸插入葡萄糖测定仪上；
(7)待仪器显示可以测定后，将葡萄糖试纸尖端浸入经0.2μm滤膜过滤后的发酵液液中，迅速拔出后等待读数结果；
(8)重复测定3次，取平均值；
(8)按照公式将葡萄糖含量转换成以克/升为单位的数值。
发酵液中葡萄糖含量(g/L)＝仪器读数×0.18×10
表1高效液相色谱法和血糖仪法测定结果
测定次数 高效液相色谱测定结果(g/L) 血糖仪测定结果(g/L)
1 6.03 5.76
2 5.81 6.12
3 5.91 5.58
平均值 5.91 5.82
由上表可以看出，使用本发明的方法测定的发酵液含糖量与使用HPLC测得的数据非常接近，误差在1.5％以内，然而，对比HPLC，使用血糖仪不仅便宜易得，更具有测定迅速操作简便的优势。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种测定发酵液含糖量的方法，其特征在于，所述方法包括，取发酵液，离心处理后，取上清液，调节pH后，使用血糖仪测定稀释液的含糖量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离心处理的离心转速为3000-5000rpm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离心处理的离心时间为1.5-3min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，调节pH前将上清液稀释0-15倍。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将pH调节至3-10。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将pH调节至7.3-7.5。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用pH调节剂调节pH，所述pH调节剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法的测定温度为10-45℃。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法的测定温度为35-38℃。
10.权利要求1-9的方法在测定发酵液葡萄糖含量中的应用，优选地，所述发酵液包括植物发酵液和微生物发酵液。
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