糖度計(jì)：糖和轉(zhuǎn)化

什么是糖？

糖分子由三種元素組成：碳、氧和氫。糖屬于這種元素，因此屬于更廣泛的化學(xué)類(lèi)別，即碳水化合物。糖的正確化學(xué)術(shù)語(yǔ)是糖類(lèi)，糖類(lèi)分子有數(shù)百種不同類(lèi)型。

糖有很多種。大多數(shù)人聽(tīng)說(shuō)過(guò)的常見(jiàn)糖有蔗糖、葡萄糖和果糖。葡萄糖、果糖和蔗糖有機(jī)存在于水果和多種蔬菜中。乳糖存在于乳制品中，麥芽糖存在于發(fā)芽谷物中。

不太常見(jiàn)的例子包括甘露糖和山梨糖醇——后者存在于馬鈴薯淀粉和蘋(píng)果、梨等水果中。

糖在自然界中由二氧化碳和水以各種復(fù)雜的排列方式進(jìn)行化學(xué)結(jié)合而形成。糖根據(jù)其物理（分子）結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi)。其基本結(jié)構(gòu)由碳和氧原子連接成三、四、五或六元環(huán)（稱(chēng)為丙糖、四糖、戊糖、己糖等）。這些環(huán)本身可以以菊花鏈狀方式連接在一起，從而得到以下分類(lèi)：

糖分子的另一個(gè)復(fù)雜之處在于它們總是具有“光學(xué)活性"。這意味著同一分子可以以?xún)煞N或多種物理形式共存（例如不可疊加的結(jié)構(gòu)），這被稱(chēng)為手性。因此有額外的分類(lèi)：D-、L-形式。這個(gè)前綴表示偏振光旋轉(zhuǎn)的方向： 

D = 右旋（右手或順時(shí)針）

L = 左旋（左手或逆時(shí)針）

D-葡萄糖被稱(chēng)為右旋糖，而L-果糖被稱(chēng)為左旋糖。

對(duì)于大多數(shù)人傾向于認(rèn)為是他們?cè)缟蠑嚢璧娇Х壤锘蛉鲈谟衩灼系臇|西，這一切都很復(fù)雜，不是嗎？——這是簡(jiǎn)單的版本！

那么，讓我們更深入地看一下……

糖轉(zhuǎn)化

蔗糖溶于水時(shí)化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定。雙糖分子一分為二，形成兩個(gè)單糖單元：一個(gè)葡萄糖分子和一個(gè)果糖分子。一個(gè)水分子在此反應(yīng)中被“消耗"，如下所示： 

由此產(chǎn)生的葡萄糖和果糖 1:1 混合物稱(chēng)為 轉(zhuǎn)化糖， 化學(xué)反應(yīng)稱(chēng)為 轉(zhuǎn)化。在水中，反應(yīng)非常緩慢（需要數(shù)周才能完成）。在較高溫度和存在酸的情況下，反應(yīng)速度會(huì)大大加快。因此，當(dāng)用蔗糖制成可樂(lè)飲料時(shí)，溶解的糖會(huì)很快轉(zhuǎn)化，因?yàn)榕浞街泻辛姿?。同樣，含有檸檬酸或抗壞血酸（維生素 C）的飲料也會(huì)很快轉(zhuǎn)化。 

從上述化學(xué)反應(yīng)可以看出，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶解糖的重量會(huì)增加（增加一個(gè)水分子）。在 100% 轉(zhuǎn)化時(shí)，溶解固體的重量會(huì)增加約 5.3%。這主要解釋了轉(zhuǎn)化時(shí)溶液（在本例中為飲料）的密度和折射率都會(huì)發(fā)生變化（增加）。還有一個(gè)額外的影響：轉(zhuǎn)化糖的固有“折射率"與蔗糖不同，因此觀察到的變化不僅僅是基于溶解固體重量變化的線(xiàn)性量。同樣，密度也不會(huì)以線(xiàn)性方式變化。 

反轉(zhuǎn)伴隨旋光度的變化。三種糖的比旋光度各不相同： 

由于果糖的負(fù)旋轉(zhuǎn)占主導(dǎo)地位，反轉(zhuǎn)伴隨著從正旋轉(zhuǎn)到凈負(fù)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)變。由于這種效應(yīng)，旋光法是一種非常方便的方法來(lái)測(cè)量部分反轉(zhuǎn)溶液中的反轉(zhuǎn)速率或反轉(zhuǎn)程度。  

旋光的實(shí)際用途

旋光度（考慮管長(zhǎng)和濃度時(shí)的特定旋光度）在一般工業(yè)中很常見(jiàn)，作為檢查進(jìn)來(lái)的糖以確保純度（即樣品損壞或在運(yùn)輸或儲(chǔ)存過(guò)程中是否發(fā)生摻假）的工具，以及用于糖行業(yè)內(nèi)部的支付。  

此外，當(dāng)了解被測(cè)樣品化學(xué)反應(yīng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)時(shí)，也可以  檢查 成品的百分比轉(zhuǎn)化。

Bellingham + Stanley 的 ADP 旋光儀和 ADS 糖度儀包括反演和 %反演方法，可幫助用戶(hù)有效地管理樣品測(cè)試。

蔗糖溶液轉(zhuǎn)化率

ADS400 系列糖度計(jì)（或 ADP 旋光儀）可以自動(dòng)計(jì)算蔗糖溶液的轉(zhuǎn)化率。

糖度計(jì)可以測(cè)量配制的蔗糖溶液的旋光度（以°角為單位）；通過(guò)告訴儀器該溶液的濃度，儀器將參考已知的未反轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)蔗糖的°A 旋光度，然后計(jì)算出被測(cè)樣品的百分比反轉(zhuǎn)。

一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品的變化百分比

并非只有糖溶液會(huì)隨時(shí)間改變旋光度值。Bellingham + Stanley 旋光儀可以計(jì)算其他化學(xué)物質(zhì)的百分比變化。

通過(guò)輸入反應(yīng)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)已知的旋轉(zhuǎn)值以及溶液的濃度，儀器可以測(cè)量當(dāng)前旋轉(zhuǎn)并計(jì)算百分比變化。

糖業(yè)數(shù)字化解決方案

Bellingham + Stanley 為制糖業(yè)提供的數(shù)字旋光儀 ADS400 系列和 ADS620P 糖度計(jì)是測(cè)量反演的理想方式。 
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