不同酸度乳清中乳糖质量分数的检测方法

刘乃齐，刘立杰，白英，王晓冬，张建丽

（1.内蒙古农业大学食品科学与工程学院，呼和浩特010018；2.内蒙古自治区农牧业科学院，呼和浩特010031）

不同酸度乳清中乳糖质量分数的检测方法

刘乃齐1，刘立杰1，白英1，王晓冬2，张建丽1

（1.内蒙古农业大学食品科学与工程学院，呼和浩特010018；2.内蒙古自治区农牧业科学院，呼和浩特010031）

以契达干酪及内蒙古锡盟传统奶酪加工副产物-乳清为原料，分别通过直接滴定法和碘量法对乳清中乳糖质量分数进行测定，研究不同酸度乳清对乳糖质量分数测定方法的影响。试验结果显示：酸度对碘量法的影响极显著（P＜0.01），酸度高的乳清用碘量法测定的结果偏低，对于乳酸度高（＞45°T）的乳清，不宜采用碘量法测定乳糖质量分数。

乳清；乳糖；直接滴定法；碘量法；酸度

0 引言

乳清是加工干酪过程中的副产物。我国干酪的产量不断增加，乳清的排放量也是与日俱增。大量的乳清直接排放，浪费资源，污染环境，因此，合理开发利用乳清是现在研究的热点[1]。

乳糖是乳制品中特有的一类碳水化合物，是一种还原糖。乳糖的消化与吸收对人体的正常生长发育起着重要的作用[2-3]。乳清营养成分相当于除去酪蛋白的脱脂乳，约占牛乳营养成分的55%，是一种含有丰富的矿物质、维他命及高质量蛋白的食品，特别是其含硫氧基酸还具有抗癌活性。目前研究证明，乳清还具有很好的抗龋齿功能[4,5]。本试验采用直接滴定法[6]和碘量法[7-10]测定3种乳清中乳糖质量分数，比较两种方法的差别和适应性，为不同来源的乳清提供适宜的检测方法。

1 材料与试剂

乳清Wq1：乳酸度20.07°T，pH值5.98°T（契达干酪加工副产物）；乳清Wq2：乳酸度46.43°T，pH值4.60（契达干酪加工副产物）；乳清Wq3：乳酸度95.61°T，pH值4.07（传统奶酪加工副产物）。

试剂（均为分析纯）：硫酸铜，次甲基蓝，酒石酸钾钠，氢氧化钠，亚铁氰化钾，乙酸锌，冰乙酸，硫代硫酸钠，碳酸钠重铬酸钾，盐酸，甲基橙，碘液，淀粉指示剂。

葡萄糖标准溶液：精密称取1.000 g经过98～100℃干燥至恒重的纯葡萄糖，加水溶解后加入5 mL盐酸，并以水稀释至1 000 mL。此溶液每毫升相当于1 mg葡萄糖。

碱性酒石酸铜甲液：称取15 g硫酸铜及0.05 g次甲基蓝，溶于水中并稀释至1 000 mL。

碱性酒石酸铜乙液：称取50 g酒石酸钾钠及75 g氢氧化钠，溶于水中，再加入4 g亚铁氰化钾，完全溶解后，用水稀释至1 000 mL，贮存于具橡胶塞玻璃瓶内。

乙酸锌溶液：称取21.9 g乙酸锌溶于少量水中，然后加3 mL冰乙酸并加水稀释至100 mL。

2 实验方法

2.1 乳清的前处理

称取10 g乳清置于250 mL容量瓶中，加水50 mL，摇匀后慢慢加入5 mL乙酸锌溶液及5 mL质量分数10.6%亚铁氰化钾溶液，加水至刻度，混匀。静置30 min，用干燥滤纸过滤，弃去初滤液，滤液备用。

2.2 直接滴定法检测乳糖质量分数

2.2.1 标定碱性酒石酸铜溶液

吸取5.0 mL碱性酒石酸铜甲液及5.0 mL乙液，置于150 mL锥形瓶中加水10 mL，加入二粒玻璃珠，从滴定管中滴加约9.5 mL葡萄糖标准溶液，用电炉加热，控制在2 min内加热至沸，趁沸以两秒一滴的速度继续滴加葡萄糖标准溶液，直到溶液蓝色刚好褪去为终点，记录消耗葡萄糖标准溶液的总体积。同时平行做3份，取其平均值，计算每10 mL（甲、乙液各5 mL）碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量（mg）。

2.2.2 乳清的预检测

吸取5.0 mL碱性酒石酸铜甲液及5.0 mL乙液，置于150 mL锥形瓶中，加水10 mL，加入二粒玻璃珠，控制在2 min内加热至沸，趁沸以先快后慢的速度，从滴定管中滴加处理过的乳清样品，并保持溶液沸腾状态，待溶液颜色变浅时，以每两秒一滴的速度滴定，直至溶液蓝色刚好褪去为终点。记录样品消耗体积。

2.2.3 乳清的检测

吸取5.0 mL碱性酒石酸铜甲液及5.0 mL乙液，置于150 mL锥形瓶中，加水10 mL，加入二粒玻璃珠，从滴定管滴加比预测体积少0.5～1 mL的乳清，使在2 min内加热至沸，趁沸继续以每两秒1滴的速度滴定，直至蓝色刚好褪去为终点，记录样液消耗体积，同法平行操作3份，得出平均消耗体积。

乳糖质量分数为

式中：m1为10 mL（甲、乙液各5 mL）碱性酒石酸铜溶液相当于乳糖的质量，mg；m2为样品质量，g；V为测定时平均消耗样品溶液体积，mL。

2.3 碘量法检测乳糖质量分数

2.3.1 标定硫代硫酸钠[11]

在1 000 mL含有0.2 g Na2CO3的新煮沸放冷的蒸馏水中加入26 g Na2SO3·5H2O2使完全溶解，放置。用固定重量称重法称取在120℃干燥至恒重的基准物K2Cr2O71.2258 g于小烧杯中，加水使溶解，定量转移到250 mL容量瓶中，加水至刻线，混匀。用移液管量取25 mL K2Cr2O7溶液于碘瓶中，加2 g KI，蒸馏水15 mL，HCl溶液（浓度4 mol/L）5 mL，密集，摇匀，封水，在暗处放置10 min。加蒸馏水30 mL稀释，用Na2SO3滴定至近终点，加淀粉指示液2 mL，继续滴定至蓝色消失而显亮绿色，即达终点。重复标定2次，相对偏差不能超过0.2%。其计算公式为

式中：c为K2Cr2O7浓度，mol/L；V为K2Cr2O7消耗体积，mL；V（Na2SO3）为滴定消耗Na2SO3体积，mL。

2.3.2 乳清的检测

参照伍桃英等[10]，准确移取25.00 mL经前处理的乳清于250 mL碘量瓶中，依次加入1滴0.1%甲基橙、25.00 mL浓度为0.1 mol/L碘液、7.50 mL浓度为0.5 mol/L的NaOH，加塞摇匀液封暗置30 min；加入8.00 mL浓度为0.5 mol/L的HCl，摇匀，用标定好的Na2SO3溶液滴定至黄色，加入3滴质量分数为1.0%的淀粉指示剂，摇匀继续滴加至淡粉色，记录Na2SO3溶液消耗的体积，同时做平行与空白，分别记录V（Na2SO3）/V空，其计算按公式为

式中：c（Na2SO3）为硫代硫酸钠的浓度，mol/L；0.18为乳糖的换算系数；V（Na2SO3）为滴定样品消耗硫代硫酸钠的体积，mL；V空为滴定空白消耗硫代硫酸钠的体积，mL；V滤液为移取样品滤液的体积，mL。

3 结果与分析

3.1 直接滴定法测定乳清乳糖质量分数

3.1.1 标定碱性酒石酸铜溶液

标定碱性酒石酸铜溶液如表1所示。由表1可以看出，m1=10.65，即每10 mL碱性酒石酸铜溶液相当于10.65 mg葡萄糖的质量。

表1 标定碱性酒石酸铜溶液

3.1.23 种乳清乳糖质量分数

由表2可以看出，Wqq1的乳糖质量分数最高，为2.8%，Wq2的乳糖质量分数为2.74%，与Wq1相比有所降低，但是差异不显著（p＞0.05）；Wx的乳糖质量分数最少，为1.95%，与Wq1和Wq2差异显著（P＜0.05）。

表2 乳清乳糖质量分数

Wq1和Wq2均为契达干酪加工副产物，但Wq2加入了一定的HCl用于调整口味，因此Wq1的乳酸度最小，为20.07°T，pH值最大，为5.98，而Wq2的乳酸度比Wq1大，为46.43°T，pH值为4.60。Wx是内蒙古自锡盟传统奶酪加工副产物，乳酸度为95.61°T，pH值为4.07，是3种乳清中酸度值最大的。由此可知，低酸度的乳清乳糖含量高，随着酸度值的增加，乳清中乳糖的含量呈下降的趋势，说明酸度对乳糖含量有显著（p＜0.05）的影响。Wq2和Wx的pH值相差不大，而它们的乳酸度差异显著（P＜0.05），Wx的乳糖含量显著（P＜0.05）低于Wq2，因此可知，乳糖含量主要受到乳酸度的影响。

3.2 碘量法测定乳清乳糖含量

3.2.1 标定硫代硫酸钠

标定硫代硫酸钠结果如表3所示。由表4和公式（2）可知，实验所配的硫代硫酸钠的浓度为0.1049 mol/L。

表3 标定硫代硫酸钠结果

3.2.23 种乳清乳糖质量分数

由表4可以看出，Wq1的乳糖质量分数远远高于其他两种，为2.38%，Wq2的乳糖质量分数为1.81%，Wx的乳糖质量分数最低，为0.89%。根据3种乳清的乳酸度和pH值可知，低乳酸度的乳清乳糖质量分数丰富，随着乳酸度的升高乳糖质量分数呈下降趋势；pH值的影响没有乳酸度显著。

表4 3种乳清乳糖质量分数

3.3 两种测定乳清乳糖质量分数方法的比较

图1 两种方法测定乳糖含量的比较

根据图1，表2和表4，能够明显看出两种方法测定的乳糖质量分数有明显的差异，直接滴定法测定的乳糖质量分数高于碘量法。其中，Wq1的乳糖质量分数变化不是很显著，Wq2和Wx的乳糖质量分数差异显著（P＜0.05）。

Wq1的酸度最低，直接滴定法和碘量法测定的乳糖质量分数均为最高，两种方法的测定结果差异不大；Wq2与Wq1的加工方式相同，但Wq2在加工过程中加入了HCl用于调酸，酸度值有所增加，所以用直接滴定法测定的结果比Wq1稍低，而碘量法测定的乳糖质量分数结果降低的比较显著（P＜0.05）；两种方法测定Wx的乳糖质量分数差异显著（P＜0.05），碘量法测定乳糖质量分数的结果明显低于直接滴定法。Wx是牧区传统奶酪加工过程中排出的乳清，酸度值最高，测得的乳糖质量分数最低，用直接滴定法测得的乳糖质量分数为1.95%，而用碘量法测得的结果为0.89%，差异极显著（P＜0.01）。由此可知，乳酸度对碘量法有显著的影响，这是由于酸度过高容易引起碘离子氧化，使得碘量法测定的乳糖结果偏低。

由以上结果可以得到乳酸度对乳糖质量分数有显著（p＜0.05）的影响，同一种方法测定乳清乳糖的质量分数，随着乳清酸度值的升高其乳糖质量分数呈下降的趋势；对于同一种乳清用不同方法测定，乳清的乳酸度对碘量法的影响极显著（p＜0.01），酸度值越大，碘量法测定的结果越低，与直接滴定法的差异越显著，使得结果偏低。

4 结论

（1）契达干酪加工过程中排出的乳清乳糖质量分数高，内蒙古锡盟传统奶酪加工过程中排出的乳清乳糖质量分数低。

（2）乳酸度会影响乳清中乳糖的质量分数，乳酸度越高的乳清乳糖质量分数越低。

（3）碘量法测定乳清中乳糖的质量分数受乳清乳酸度的影响，乳酸度越高，碘量法测定的结果越低，差异极显著（P＜0.01）；

（4）对于乳酸度较低（小于45°T）的乳清，可以用直接滴定法和碘量法来测定其乳糖的质量分数，对于乳酸度高（大于45°T）的乳清，不宜采用碘量法测定乳糖质量分数，采用直接滴定法测定乳糖的质量分数可以有效的减少误差。

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[11]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T6001-2002化学试剂标准滴定溶液的制备[S/OL].[2010-09-11].

Study on detection method of lactose in whey with different acidity

LIU Naiqi1，LIU Lijie1，BAI Ying1，WANG Xiaodong2，ZHANG Jianli1
（1.College of Food Science And Engineering,Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010018,China;2.Inner Mongolia Academy of Agricultural＆Animal Husbandry Science，Huhhot 010031，China）

The experimental materials were whey obtained from the cheddar cheese and the traditional cheese of Inner Mongolia Xilinguole. Through determining content of lactose in the whey by direct titration method and iodometry，the effect of acidity in different whey on de⁃termination method were studied.The results showed:The effect of acidity on iodometry was extremely significant(p＜0.01)，determination results of whey with higher acidity were lower by iodometry.Iodometry is not fit to determine content of lactose in the whey with high acid⁃ity(＞45°T).

whey;acidity;lactose;direct titration method;iodometry

TS252.7

：A

：1001-2230（2017）07-0053-03

2016-12-13

刘乃齐（1993-），男，硕士研究生，研究方向乳品生物技术与加工。

白英