食品化学与营养学实验指导091讲解.docx
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食品化学与营养学实验指导091讲解
食品化学与营养学实验指导
主要内容:
实验一美拉德反应初始阶段的测定
实验二方便食品中淀粉α-化程度测定
实验三油脂氧化的测定
实验四蛋白质功能性质的测定
实验要求
一、实验前的预习
实验前请做好预习,将原理、步骤以及计算过程弄清楚,并写在实验记录本上。
结合所学知识,弄清楚实验中用到的一些知识点,并将不懂的问题记录下来。
二、实验过程
1、实验前认真听老师讲解实验原理、过程及要求。
2、不熟悉的仪器设备,请在老师指导后使用,切勿随意乱动。
3、实验台面试剂药品架上必须保持整洁,所用的试剂,用完后请立即盖严放回原处。
4、实验中观察到的现象,结果和数据应即时如实地填在记录本上。
5、实验中应记录使用仪器的类型,编号以及试剂的规格、浓度等,以便于实验报告的书写。
6、每次实验都请签到,并按老师的要求写在相应的位置。
7、每次实验前,请班长安排同学轮流值日,值日人员要负责当天实验室的卫生,安全,实验结束前请值日员督促同学完成各自的整理任务。
值日人员离开实验室前,应检查水、电、门窗等是否关闭。
三、实验报告
实验结束后,应及时整理,写出实验报告,报告的格式如下:
实验编号实验名称
一、实验目的:
二、实验原理:
三、实验材料、仪器、试剂:
四、实验步骤:
五、实验结果:
六、讨论:
实验一美拉德反应初始阶段的测定
一、实验目的
掌握利用模拟实验测定美拉德反应初始阶段的测定。
二、实验原理
美拉德反应即蛋白质、氨基酸或胺与碳水化合物之间的相互作用。
美拉德反应开始,以无紫外吸收的无色溶液为特征。
随着反应不断进行,还原力逐渐增强,溶液变成黄色,在近紫外区吸收增大,同时还有少量糖脱水变成5-羟甲基糖醛(HMF),以及发生键断裂形成二羰基化合物和色素的初产物,最后生成类黑精色素。
本实验利用模拟实验:
即葡萄糖与甘氨酸在一定pH缓冲液中加热反应,一定时间后测定HMF的含量和在波长为285nm处的紫外吸光值。
三、仪器与试剂
仪器:
分光光度计、水浴锅、试管等。
试剂:
均以相应的AR级试剂配制。
1、0.5mol/L葡萄糖溶液:
90g葡萄糖溶解于1L蒸馏水中。
2、0.5mol/L蔗糖溶液:
85.5g蔗糖溶解于0.5L蒸馏水中。
3、0.5mol/L甘氨酸溶液:
37.5g甘氨酸溶解于1L蒸馏水中。
4、0.1mol/L氢氧化钠溶液:
4g氢氧化钠溶解于1L蒸馏水中。
5、0.1mol/L盐酸溶液:
4mL浓盐酸溶液溶解于0.5L蒸馏水中。
6、2%亚硫酸钠溶液:
10g亚硫酸钠溶解于0.5L蒸馏水中。
四、操作步骤
1、取7支试管,分别加入5mL1.0mol/L葡萄糖溶液和0.1mol/L甘氨酸溶液,编号为A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6。
按下列顺序加试剂。
2.用pH试纸测出A1,A2,A3的pH值。
3.A1,A2,A3,A4,A5,A66支试管置于90℃水浴锅内并记时,分别于30in,40min,50min,60min后取出,冷却。
(每组只做一个时间)
4.A0,A3进行全波长吸收扫描,找到最大吸收波长。
5.在A3最大吸收波长下检测A1,A2,A3,A4,A5,A6各试管在不同时间下的吸光值。
表1各试管中加入试剂
编号
葡萄糖
甘氨酸
NaOH
HCl
H2O
Na2SO3
蔗糖
A0
5ml
5ml
A1
5ml
5ml
2ml
A2
5ml
5ml
1ml
1ml
A3
5ml
5ml
1ml
1ml
A4(不加热)
5ml
5ml
1ml
1ml
A5
5ml
5ml
1ml
1ml
A6
5ml
1ml
1ml
5ml
6.比较各不同试管的吸光值大小并从理论上解释出现的现象。
五、思考题
1.简述美拉德反应机理及过程
2、美拉德反应的影响因素有哪些?
实验二、淀粉类食品中α-化度的测定
一、实验目的
了解α-淀粉酶的作用,观察淀粉制品α-化度的差别,理解生淀粉、老化淀粉和糊化淀粉的酶解速度差异,从而了解糊化淀粉对于食品加工和人体消化吸收的意义。
理解糖的还原性质和淀粉及酶解产物与碘的作用。
二、实验原理
淀粉食品在含充足水分条件下加热到糊化温度以上发生糊化。
糊化后快速脱水可以固定在α-状态,缓慢降温则可能发生老化。
淀粉糊化度的高低可以用α-化度来表示,而α-化度高,则容易为淀粉酶所水解,因此α-化度也是衡量淀粉人体肠道消化难易程度的一个指标。
用碘量法测定淀粉酶水解生成的葡萄糖的含量,可以反映出淀粉的α-化度。
淀粉与碘形成包合物从而呈现颜色,其颜色深浅与淀粉的糖链长度和分子状态有关。
碘量法测定中淀粉作为指示剂。
C6H12O6+I2+NaOH——→C6H12O7+NaI+H2O
I2(过量部分)+2NaOH=NaOI+NaI+H2O
NaOI+NaI+2HCl=NaCl+I2+H2O
I2+Na2S2O3=NaI+Na2S4O6
三、实验材料与试剂
1、材料
生玉米淀粉、速食绿豆粥、预糊化食品、老化的粉丝、老化的米饭等。
2、试剂
a.淀粉酶(活力单位3000~5000)固体
b.0.1mol/L的硫代硫酸钠标准溶液:
24.8g硫代硫酸钠溶解后移入1L容量瓶中,定容至刻度。
c.0.1mol/L的碘标准溶液:
称取碘1.28g和碘化钾3g,先将碘化钾溶解于少量蒸馏水中,在不断搅拌下加入碘,使其全部溶解后,移入100mL棕色容量瓶中,定容至刻度,摇匀,置避光处待用。
d.10%硫酸溶液:
17.7mL浓硫酸溶解后移入1L容量瓶中,定容至刻度。
e.1mol/L盐酸溶液:
83.3mL浓盐酸溶解后移入1L容量瓶中,定容至刻度。
。
f.0.1mol/L氢氧化钠溶液:
4g氢氧化钠溶解后移入1L容量瓶,冷却定容。
3、实验器材
25mL滴定管、250mL三角瓶、100mL量筒、5ml移液管、100ml容量瓶、滴管、搅棒、滤纸、漏斗、电炉、铁架台、铁圈、石棉网、分析天平、研钵、50℃恒温水浴。
四、实验步骤:
1.取3个碘量瓶A,B,C,分别称取粉碎后经60目筛的样品1.00克两份,置于A,B瓶中,以C瓶做空白对照。
2.分别加入50mL水,并将A瓶放在电炉上微沸20min,然后冷却至室温。
3.向各瓶加入稀释的糖化酶0.1g,摇匀后一起置于50℃恒温水浴中保温1h。
4.取出,立即向每瓶中加入1M盐酸溶液2mL,终止糖化。
5.将各三角瓶内反应物移入容量瓶定容至100ml后过滤。
6.分别取滤液10mL置于250mL碘量瓶中,准确加入0.1M的碘标准溶液5mL及0.1M氢氧化钠溶液18mL,盖严放置15min。
7.打开瓶塞,迅速加入10%硫酸溶液2mL,以0.1M的硫代硫酸钠标准溶液滴定至无色,记录所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的毫升数。
五、计算
α-化度=(V0-V2)/(V0-V1)×100%
V0——滴定空白溶液所消耗的硫代硫酸钠体积mL。
V2——滴定未糊化样品所消耗的硫代硫酸钠体积mL。
V1——滴定糊化样品所消耗的硫代硫酸钠体积mL。
六、分析与讨论
请根据实验结果讨论,此次实验的关键点有哪些?
你认为自己的实验做的如何?
应该注意哪些环节?
七、思考题
1.α-淀粉酶水解淀粉的产物是什么?
2.实验过程中有时会发生在酶解后的产物加入碘水之后颜色有所差异,为什么?
3.预糊化淀粉、老化淀粉和生淀粉的α-化度差异原因是什么?
实验三油脂氧化的测定
一、实验目的与意义
掌握油脂酸价、过氧化值等指标的测定方法。
二、原理
脂肪氧化的初级产物是氢过氧化物ROOH,因此通过测定脂肪中氢过氧化物的量,可以评价脂肪的氧化程度。
同时脂肪氧化的初级产物ROOH可进一步分解,产生小分子的醛、酮、酸等,因此酸价也是评价脂肪变质程度的一个重要指标。
实验中过氧化值的测定采用碘量法,即在酸性条件下,脂肪中的过氧化值与过量的KI反应生成I2,用Na2S2O3滴定生成的I2,求出每千克油中所含过氧化物的毫摩尔数,称为脂肪的过氧化值(POV)。
酸价的测定是根据酸碱中和的原理进行。
即以酚酞作指示计,用氢氧化钾标准溶液进行滴定中和油脂中的游离脂肪酸。
酸价越高,游离脂肪酸含量越高。
三、仪器和试剂
(一)仪器
碱式滴定管、锥形瓶250ml、移液管1ml、天平(感量0.001g)、量筒100ml
碘价瓶250ml、微量碱式滴定管5ml、量筒5ml,50ml、移液管
(二)试剂
1.丁基羟基甲苯(BHT)。
2.0.01mol/LNa2S2O3:
用标定的0.1mol/LNa2S2O3稀释而成。
3.氯仿一冰乙酸混合液:
取氯仿40ml加冰乙酸60ml,混匀。
4.饱和碘化钾溶液:
取碘化钾10g,加水5ml,贮于棕色瓶中,如发现溶液变黄,应重新配制。
5.0.5%淀粉指示剂:
500mg淀粉加少量冷水调匀,再加一定量沸水(最后体积约为100ml)。
6.0.1mol/L氢氧化钾(或氢氧化钠)标准溶液。
7.中性乙醚—95%乙醇(2:
1)混合溶剂:
临用前用0.1mol/L碱液滴定至中性。
8.1%酚酞乙醇溶液。
四、实验步骤
油脂样品
1
室温保存食用油
2
添加0.012gBHT,60℃加热6-8h的油脂
3
未添加BHT,60℃加热6-8h的油脂
(一)过氧化值测定
1.称取混合均匀的油样2-3g于碘量瓶中,或先估计过氧化值,再按表称样。
2.加入氯仿-冰已酸混合液30ml,充分混合。
3.加入饱和碘化钾溶液1ml,加塞后摇匀,在暗处放置3-5分钟。
4.加入50ml蒸馏水,充分混合后立即用0.01mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色时,加淀粉指示剂1ml,继续滴定至蓝色消失为止。
5.同时做不加油样的空白试验。
表1油样称取量
估计的过氧化值(毫克当量)
所需油样(g)
0--12
5.0--2.0
12--20
2.0-1.2
20--30
1.2--0.8
30--50
0.8--0.5
50--90
0.5--0.3
(二)酸价测定
1.按表1称取均匀的油样注入锥形瓶。
2.加入中性乙醚-乙醇溶液50ml,摇动,使油样完全溶解。
3.加2-3滴酚酞指示剂,用0.1mol/L的碱液滴定至出现微红色在30秒内不消失,记下消耗的碱液体积V
表2油样取样量
估计酸价
油样量(g)
准确度
<1
20
0.05
1-4
10
0.02
4-5
2.5
0.01
15-75
0.5
0.001
>75
0.1
0.0002
(四)结果计算
(一)过氧化值(POV)
式中:
N——Na2S2O3溶液摩尔浓度(mol/L)
V——消耗Na2S2O3溶液体积(ml)
W——称取油脂重量(g)
双试验结果匀许差不超过0.4meq/kg,求其平均数,即为测定结果。
测定结果取小数点后第一位。
(二)酸价
式中:
N——氢氧化钾的摩尔浓度
V——消耗氢氧化钾溶液的体积(ml)
W——称取油脂重量(g)
双试验结果允许差不超过0.2mgKOH/g油,求其平均数,即为测定结果。
测定结果取小数点后第一位。
五、注意事项
1.测定蓖麻油时,只用中性乙醇而不用混合溶剂。
2.测定深色油的酸价,可减少试样用量,或适当增加混合溶剂的用量,以百里酚酞或麝香草酚酞作指示剂,以使测定终点的变色明显。
3.滴定过程中如出现混浊或分层,表明由碱液带进水过多,乙醇量不足以使乙醚与碱溶液互溶。
一旦出现此现象,可补加95%的乙醇,促使均一相体系的形成。
4.加入碘化钾后,静置时间长短以及加水量多少,对测定结果均有影响。
5.过氧化值过低时,可改用0.005N硫代硫酸钠标准溶液进行滴定。
六、思考题
1、油脂氧化的检测指标还有哪些?
实验四蛋白质功能性质的测定
一、实验目的:
以蛋清蛋白、卵黄蛋白、大豆分离蛋白和明胶为原料,了解蛋白质的功能性质及其影响因素。
二、实验原理:
蛋白质的功能性质一般是指能使蛋白质成为人们所需要的食品特征而具有的物理化学性质,即食品加工、贮藏、销售过程中发生作用的那些物理化学性质,这些性质对食品的质量及风味起着重要的作用。
蛋白质的功能性质与蛋白质在食品体系中的用途有着十分密切的关系,是开发和有效利用蛋白质资源的重要依据。
蛋白质的功能性质可分为水化性质、表面性质、蛋白质-蛋白质相互作用的有关性质三个主要类型。
主要包括吸水性、溶解性、保水性、分散性、粘度和粘着性、乳化性、起泡性、凝胶作用等。
蛋白质的功能性质及其变化规律非常复杂,受多种因素的相互影响,比如,蛋白质种类、蛋白浓度、温度、溶剂、pH、离子强度等。
三、实验材料和试剂:
蛋清蛋白;
2%蛋清蛋白溶液:
取2g蛋清加98g蒸馏水稀释,过滤取清液;
5%蛋清蛋白溶液:
取5g蛋清加95g蒸馏水稀释,过滤取清液;
卵黄蛋白:
鸡蛋除蛋清后剩下的蛋黄捣碎。
大豆分离蛋白粉;
1M盐酸;1M氢氧化钠;饱和氯化钠溶液;饱和硫酸铵溶液;酒石酸粉末;硫酸铵粉末;氯化钠;氯化钙饱和溶液;水溶性曙红Y;明胶;植物油。
四、仪器设备:
100ml/50ml烧杯、普通玻璃试管、带盖刻度试管、50ml塑料离心管、pH试纸、恒温水浴锅、天平等。
五、实验步骤:
1.蛋白质的水溶性
⑴在50mL的小烧杯中加入0.5mL蛋清蛋白并加入5mL水,摇匀,观察其水溶性,有无沉淀产生。
在溶液中逐滴加入饱和氯化钠溶液,摇匀,得到澄清的蛋白质的氯化钠溶液。
取上述蛋白质的氯化钠溶液3mL,加入3mL饱和的硫酸铵溶液,观察球蛋白的沉淀析出,再加入粉末硫酸铵至饱和,摇匀,观察清蛋白从溶液中析出,解释蛋清蛋白在水中及氯化钠溶液中的溶解度以及蛋白质沉淀的原因。
⑵在四个试管中各加入0.15g大豆分离蛋白粉,分别加入5mL水,5mL饱和食盐水,5mL1mol·mL-1的氢氧化钠溶液,5mL1mol·mL-1的盐酸溶液,摇匀,在温水浴中温热片刻,观察大豆蛋白在不同溶液中的溶解度。
在第1、2支试管中加入饱和硫酸铵溶液3mL,析出大豆球蛋白沉淀。
第3、4支试管中分别用1mol·mL-1盐酸及1mol·mL-1氢氧化钠中和至pH4~4.5(用pH试纸测定),观察沉淀的生成,解释大豆蛋白的溶解性及pH对大豆蛋白溶解性的影响。
2.蛋白质的乳化性
取2.5ml卵黄蛋白加入250ml三角锥形瓶中,加入47.5mL水,0.25g氯化钠,混合均匀后,一边摇匀一边加入植物油10mL,加完后,手握锥形瓶,较强烈的振荡5min使其分散成均匀的乳状液,静置10min,待泡沫大部分消除后,观察乳化效果,油相和水相是否出现分层?
从乳化层中取出10mL于玻璃试管中,加入少量水溶性曙红Y溶液数滴,将染色均匀,取一滴乳状液在显微镜下仔细观察,被染色部分为水相,未被染色部分为油相,根据显微镜下观察所得到的染料分布,确定该乳状液是属于水包油型还是油包水型。
用红色表示水相,白色表示油相,绘制示意图描述观察到的现象。
如下图所示两种乳状液:
(此图中用黑色代表油相、白色代表水相)
图1水包油型和油包水型乳状液形态示意图
3.蛋白质的起泡性
(1)取两个50mL带刻度的塑料离心管,分别加入2%和5%的蛋清蛋白溶液15mL,扭紧盖,同时用力上下震荡1-2min,观察泡沫产生的数量及泡沫稳定性有何不同。
从刻度上分别读取产生泡沫的体积V,起泡性计算如下:
起泡性(%)=
=
×100%
静置,分别记录泡沫消除的时间,表示泡沫稳定性。
(2)取三支带盖玻璃刻度试管,各加入2%蛋清蛋白溶液5mL,其中一份加入酒石酸0.1g,一份加入氯化钠0.1g,另一支做对照,混匀后,用pH试纸测定各管的pH,然后以相同的方式振荡2min,观察泡沫产生的多少及泡沫稳定性有何不同,并按上式计算起泡性。
分别记录泡沫消除的时间,表示泡沫稳定性。
4.蛋白质的胶凝作用
⑴在试管中取1mL蛋清蛋白,加1mL水和几滴饱和食盐水至溶解澄清,放入沸水浴中,加热片刻,观察凝胶的形成。
⑵在100mL烧杯中加入2g大豆分离蛋白粉,40mL水,在沸水浴中加热不断搅拌均匀,稍冷,将其分成二份,一份加入5滴饱和氯化钙,另一份加入5滴蒸馏水,放置温水浴中数分钟,观察比较凝胶的生成情况。
⑶在试管中加入0.5g明胶,5mL水,水浴中温热溶解形成黏稠溶液,冷后,观察凝胶的生成。
思考题:
(1)酒石酸和氯化钠对蛋白质形成的泡沫稳定性有何影响?
为什么?
(2)什么是凝胶作用?
影响大豆蛋白凝胶形成的因素有哪些?
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