[发明专利]一种快速测定羧甲基纤维素钠取代度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及快速羧甲基纤维素钠取代度的测试技术领域，具体是一种快速测定羧甲基纤维素钠取代度的方法。

背景技术

羧甲基羧甲基纤维素钠( CMC)是纤维素与氯乙酸在碱性条件下发生醚化反应得到的一种重要的精细化工产品。国家标准GB2760-2007将其列为：可在各类食品中按生产需要适量使用的添加剂名单（A3，53），是营养、安全、健康的食品添加剂。在食品中作为添加剂使用，具有增稠、悬浮、乳化、稳定、保形、成膜、膨化、防腐保鲜、耐酸和保健等多种功能，同时由于CMC的价格较明胶、琼脂、海藻酸钠等食品胶便宜，因此被广泛应用于现代食品工业的饮料、奶制品、冰淇淋、酱油、果冻、果酱、方便面等食品中。

CMC的技术指标主要有取代度、纯度、含水量及其水溶液的黏度、pH等。其中取代度是最关键的指标，决定了CMC的性能和应用范围。CMC的取代度（DS）是指每个纤维素大分子葡萄糖残基环上的羟基上的氢被羧甲基所取代的平均数目。

现有CMC取代度（DS）的测定方法主要有灰化法、酸洗法、分光光度法、铜盐沉淀法、气液色谱法。

灰化法测定CMC取代度是：将纯的样品，缓慢加热，并逐渐升温至700 ℃ ，灼烧3h ，使样品完全灰化，转化为Na₂O。以定量的HCl标准溶液溶解灰化物，再用氢氧化钠标准溶液滴定过量的盐酸，甲基红为指示剂。升温速率要慢，时间长，方法经典，是各种改进方法是否准确的参照。

非水滴定测定CMC取代度是：在纯样品加入50-100倍的冰醋酸，10-20倍乙酸酐，100℃，45分钟，冷却用高氯酸标准溶液，甲基紫做指示剂。现在已经不用。

酸洗法测定CMC取代度是：在干燥的纯样品加入3-5倍的95%的乙醇，加1-1.5倍硝酸，搅拌2分钟，加热煮沸5分钟，停止加热，搅拌10-15分钟，用10-30倍的95%的乙醇沉淀，用60℃的80%的乙醇洗涤沉淀4-8次，直到无硝酸盐存在。用甲醇洗涤，风干除甲醇，105℃干燥3小时，称取0.5克测定硫酸盐灰分，当大于0.5%时重复操作直到灰分小于0.5%，取1-1.5克样溶于氢氧化钠标准溶液中，用酚酞做指示剂，用标准盐酸滴定，计算取代度DS；该方法理论终点pH值约为8. 2，采用酚酞作指示剂时，溶液从浅粉色变为无色的变色不够敏锐，滴定终点不容易掌握。改进方法有：电位滴定法和红外光谱法。用电位滴定法，以玻璃电极为指示电极，甘汞电极作参比电极，由酸度计测定溶液的pH值，二级微商法确定滴定终点，则比指示剂法准确，可以提高实验的精密度和准确性；用红外光谱法进行测定DS，比滴定法具有用量少（从1-1.5克降3-5毫克），时间短的特点。

分光光度法测定CMC取代度是：在100℃的浓H₂SO₄ 中可以定量地释放甲醛，甲醛与J酸作用生成显色染料，其溶液的吸光度服从朗伯— 比尔定律。按照甲醛的测定方法，使用铬变酸( 4, 5-二羟基-2, 7-萘二磺酸)代替J酸作为显色剂，在570 nm波长处测定吸光度，可以得到同样的实验结果。铬变酸法的测定步骤与J酸法基本相同，只是加热时间减至0. 5 h，显色后溶液为紫红色。铬变酸法的优点是形成的有色染料较J酸法稳定，分析时间较短。

铜盐沉淀法测定CMC取代度是：在CM C溶液中加入定量的CuSO₄ 溶液，反应生成羧甲基纤维素铜沉淀，过滤，除去沉淀，滤液中过量的铜用EDTA标准溶液滴定，同时用EDTA标准溶液滴定一定体积的CuSO₄溶液。由滴定CuSO₄ 溶液与滤液消耗的EDT A体积之差，可求出与CMS反应的铜含量，进而求出取代度DS。

气液色谱法是CMC先与1-乙基-3-( 3-二甲胺丙基) -碳化二亚胺( EDC)充分反应，继而与NaBH₄ 反应得到羟乙基化还原产物HCMC， HCMC于100℃用甲酸水解，残渣溶于三氟乙酸中，再用NaBH₄ 还原，还原液经乙酰化试剂(乙酸酐∶吡啶= 1∶ 1)反应得到系列单糖的衍生物，将其溶解于氯仿中，使用氢火焰离子化检测器，以程序升温进行气液色谱分析，以测定出CMC的取代度DS。

本发明一种快速测定羧甲基纤维素钠取代度的方法，具有减少试剂、省时、操作简单、方便，数据有精密度和准确度高、稳定的特点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种成本低、效率高、操作简单、方便，数据精密度和准确度高、稳定的一种快速测定羧甲基纤维素钠取代度的方法。