在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的時(shí)代，自動(dòng)旋光儀作為一種能夠精準(zhǔn)測(cè)定物質(zhì)旋光度的關(guān)鍵儀器，正逐漸在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出重要價(jià)值，尤其是在食品分析方面，其應(yīng)用愈發(fā)廣泛且深入。隨著2025年的到來(lái)，自動(dòng)旋光儀行業(yè)呈現(xiàn)出一系列引人注目的發(fā)展趨勢(shì)，在食品分析領(lǐng)域更是發(fā)揮著不可替代的作用。
糖類作為自然界分布極為廣泛且數(shù)量眾多的有機(jī)化合物，是綠色植物光合作用的直接產(chǎn)物，也是食品的主要構(gòu)成部分之一。人類從食物中攝取的總能量，約 80% 由糖類提供，可見(jiàn)其對(duì)于人類及動(dòng)物生命活動(dòng)的重要性。多數(shù)糖分子因含有不對(duì)稱碳原子，致使其溶液具備旋光性，并且旋光度與溶液中糖的濃度呈現(xiàn)出比例關(guān)系?；诖颂匦裕谔囟l件下，借助自動(dòng)旋光儀測(cè)定一定濃度糖溶液的旋光性，便能準(zhǔn)確計(jì)算出溶液中糖的含量。
《2025-2030年全球及中國(guó)自動(dòng)旋光儀行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)研及發(fā)展前景分析報(bào)告》指出，在糖廠中，原料及中間制品大多以蔗糖為主要成分，因此測(cè)定蔗糖含量(蔗糖分)至關(guān)重要。自動(dòng)旋光儀所采用的旋光法，是測(cè)定蔗糖分最為簡(jiǎn)單快速的方法之一。然而，糖廠的中間制品及副產(chǎn)品通常帶有顏色，而旋光法要求樣品顏色淺且透明，所以往往需要進(jìn)行脫色處理。過(guò)去 150 年間，堿式醋酸鉛廣泛用作糖品分析的澄清劑，但因其含鉛化合物有毒且對(duì)環(huán)境危害嚴(yán)重，尋找替代方法迫在眉睫。部分替代方法如下：一是采用無(wú)鉛澄清劑，例如有研究采用堿式氯化鋁作澄清劑，在溶液 PH 值為 5.5 - 7.0，每 100 mL 溶液含糖量為 26.000 g，堿式氯化鋁(BAC，\(10 ??10^{-2} Al_{2} O_{3}\) ，\(B = 75 \%\) )用量為 1.0 - 4.0 mL，1∶1 氨水為 0.2 - 0.8 mL 的條件下，測(cè)定赤砂糖和紅糖中蔗糖含量效果最佳，效率高于使用堿式醋酸鉛，且測(cè)定的蔗糖分結(jié)果一致。還有使用硫酸鋁與碳酸鈣的混合物作為澄清劑，確定其最佳比例為 3∶5，處理后的溶液較為清澈，雖略帶棕色，但不影響旋光度的測(cè)定。此外，還有一種由鈉、鋁、鋅組成的復(fù)合鹽作為澄清劑，解決了粉狀試劑易吸潮變質(zhì)的問(wèn)題，在長(zhǎng)達(dá) 3 個(gè)月的實(shí)驗(yàn)中仍保持有效。二是運(yùn)用近紅外旋光法，其工作波長(zhǎng)遠(yuǎn)超糖溶液中色素的吸光范圍，無(wú)需脫色即可直接檢測(cè)蔗糖分。通過(guò)對(duì)比近紅外旋光法、普通旋光法和離子色譜法檢測(cè)混合汁、清汁、糖漿的蔗糖分，發(fā)現(xiàn)近紅外旋光法準(zhǔn)確性高且更環(huán)保。雖然該方法的儀器設(shè)備一次性投資高于普通旋光法，但運(yùn)行成本相對(duì)較低，具有廣闊的發(fā)展前景。
乳糖作為哺乳動(dòng)物特有的雙糖，對(duì)人體具有諸多益處，如能促進(jìn)腸道內(nèi)有益乳酸菌生長(zhǎng)，抑制腸道異常發(fā)酵導(dǎo)致的中毒現(xiàn)象，還能促進(jìn)機(jī)體對(duì)鈣的吸收。自動(dòng)旋光儀測(cè)定乳糖的方法早在 1948 年就已被收錄于相關(guān)分析方法中并沿用至今，該方法操作簡(jiǎn)便，可同時(shí)處理多個(gè)樣品。在此基礎(chǔ)上，有研究引入溫度校正因子，消除了溫度對(duì)比旋光度的影響，將經(jīng)驗(yàn)公式中的體積校正因子從 0.94 調(diào)整至 0.945，使精密度符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求。還有研究利用工作曲線測(cè)定乳糖濃度，更換沉淀劑后，減少了對(duì)容量瓶的污染，更便于過(guò)濾，且樣品濃度可從工作曲線中查出，不受溫度影響，無(wú)需進(jìn)行溫度系數(shù)校正。另外，也有針對(duì)不同蛋白沉淀劑對(duì)乳糖溶液旋光度影響的研究。
淀粉作為一種多糖，是人類食物的重要組成部分和主要熱能來(lái)源，廣泛存在于植物的多個(gè)組織中。利用自動(dòng)旋光儀測(cè)定淀粉含量可分為直接法和間接法。直接法的原理是淀粉本身具有旋光性，通過(guò)氯化鈣溶液提取淀粉并測(cè)定旋光度，進(jìn)而計(jì)算出淀粉含量。研究表明，旋光液溫度在 20 - 25℃范圍內(nèi)時(shí)，旋光度無(wú)顯著差異;若溫度超出此范圍，則需進(jìn)行溫度校正，并計(jì)算出不同溫度的校正系數(shù)。同時(shí)，采用統(tǒng)一的合適冷卻方式(如冰水浴)，也能確保結(jié)果的準(zhǔn)確性。間接法是用稀酸水解樣品，將其中的淀粉轉(zhuǎn)化為具有旋光性的糖類物質(zhì)，測(cè)定旋光度后再計(jì)算淀粉含量。例如，在測(cè)定馬鈴薯淀粉含量的研究中，確定了最佳水解時(shí)間為 15 min，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短都會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏低。
谷氨酸鈉作為谷氨酸的鈉鹽，能夠顯著增強(qiáng)食物的鮮味，是自然形成的豐富非必需氨基酸之一。由于其分子結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)不對(duì)稱碳原子，具備光學(xué)活性，因此可借助自動(dòng)旋光儀測(cè)定其溶液旋光度，進(jìn)而換算出谷氨酸鈉的含量。
對(duì)于一些復(fù)合調(diào)味品，其中常摻有淀粉、蔗糖及各種不溶于水的香料。在使用鹽酸提取谷氨酸鈉的過(guò)程中，淀粉和蔗糖會(huì)水解成帶有左旋光性的糖，而谷氨酸鈉在鹽酸溶液中顯右旋光性，二者會(huì)發(fā)生消旋現(xiàn)象，從而干擾測(cè)定結(jié)果。有研究通過(guò)比較多種測(cè)定谷氨酸鈉的方法得出，對(duì)于谷氨酸鈉含量為 99% 和 80%(含 20% NaCl)的產(chǎn)品，可選用自動(dòng)旋光儀的旋光法進(jìn)行測(cè)定;而對(duì)于含有蔗糖、淀粉和其他不易溶解物質(zhì)的產(chǎn)品，則可選用其他方法。還有研究繪制了不同濃度蔗糖酸化后的(左)旋光曲線，通過(guò)將其加入樣品的旋光度來(lái)抵消消旋作用，使準(zhǔn)確度和精密度均能達(dá)到要求。
綜上所述，2025年自動(dòng)旋光儀在食品分析領(lǐng)域展現(xiàn)出了極為重要的應(yīng)用價(jià)值。從測(cè)定食品中的糖類物質(zhì)，包括蔗糖、乳糖、淀粉等，到測(cè)定谷氨酸鈉的含量，自動(dòng)旋光儀都發(fā)揮著關(guān)鍵作用，為食品成分分析提供了準(zhǔn)確、便捷的方法。在糖類測(cè)定方面，無(wú)論是應(yīng)對(duì)糖廠復(fù)雜樣品的蔗糖分檢測(cè)，還是乳糖、淀粉含量的精準(zhǔn)測(cè)定，自動(dòng)旋光儀及其相關(guān)檢測(cè)方法不斷優(yōu)化創(chuàng)新，從改進(jìn)澄清劑到采用新的檢測(cè)技術(shù)，從消除溫度影響到確定最佳實(shí)驗(yàn)條件，都在不斷提升檢測(cè)的準(zhǔn)確性和效率。在谷氨酸鈉含量測(cè)定中，自動(dòng)旋光儀也能巧妙應(yīng)對(duì)復(fù)合調(diào)味品中復(fù)雜成分帶來(lái)的干擾問(wèn)題。隨著行業(yè)的發(fā)展，自動(dòng)旋光儀在食品分析領(lǐng)域的應(yīng)用有望進(jìn)一步拓展和深化，為食品行業(yè)的質(zhì)量控制和發(fā)展提供更有力的支持，推動(dòng)整個(gè)食品分析技術(shù)向更精準(zhǔn)、高效的方向邁進(jìn)。
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