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-食品化学实验指导2016.3.2-第 10 页食 品 化 学实 验 讲 义2016.3实验注意事项1. 实验用品均用洗涤剂刷洗，自来水冲洗7-10遍。2 实验用水均为去离子水。3. 实验废物去除水后，倒入垃圾桶中。4. 实验废水没有毒、对环境没有污染的可以倒入下水道；对环境有污染的分类倒入废液瓶中。废液分类：有毒废液，有机废液，含卤素废液，无机废液，碱液，酸液，含重金属废液（重金属指的是原子量大于55的金属。重金属约有45种，一般都是属于过渡元素。如铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等）。5. 实验完毕后，清洗自己组的实验用具，并摆放整齐。6. 配制好的剩余试剂留给下一个班使用，不要倒掉。7. 不要用滤纸做称量纸，试剂会粘在滤纸上。重金属指比重大于5的金属（一般指密度大于4.5克每立方厘米的金属）。实验一 碳水化合物功能性质测定1 淀粉糊化度和老化度碘量法此法利用了淀粉糊化后容易生成糖的性质，以加热试样至完全糊化时所生成的糖量为基准，与未加热过的原始试样所生成的糖量比较，其百分比即为“糊化度”。测定生成的糖采用次碘酸法，是根据醛糖在碱性条件下被碘氧化的原理进行测定的。因为碘溶液的消耗量与糖生成量成正比，所以此法不计算糖的生成量，而是根据碘溶液的消耗量求得糊化度。（1） 原理 对于淀粉性食品，糊化度的高低是衡量其生熟程度的一个重要指标。糊化度的高低可用-化度来表示。淀粉在糖化酶的作用下，可转化为葡萄糖。其糊化度越大，-化度越高，转化生成葡萄糖的量就越多。用碘量法测定转化葡萄糖的含量，根据滴定结果计算-化度。（2） 试剂 0.1 mol/L硫代硫酸钠标准溶液。称取五水合硫代硫酸钠25.00 g，溶于约200 mL水中，稀释至1000 mL，放置2-3 d，稳定后备用。 0.1 mol/L碘标准溶液。称取碘化钾20 g，溶于约150 mL水中。再加入12.7g碘，使其溶解，用1000 mL容量瓶定容，摇匀，保存于棕色瓶中，置避光处待用。 10%硫酸溶液（大约10ml浓硫酸滴加到90ml水中，定容到100ml）。 1mol/L盐酸溶液（9ml浓盐酸滴加到90ml水中，定容到100ml）。 0.1 mol/L氢氧化钠溶液：4g氢氧化钠加水溶解，定容到100ml。用经煮沸排去二氧化碳的水进行配制。 淀粉指示剂：称取1 g可溶性淀粉，加入20 mL水，充分混匀，边搅拌边加入到约80 mL的沸水中，搅拌，加热煮沸2-3 min，放冷，再加氯化钠约20 g，使之溶解。如果溶液混浊，则需过滤。(3)操作步骤 分别称取粉碎后过60目筛的淀粉质样品1.00g，置于2个具塞三角瓶A, B中，分别加入50mL水，摇匀。另取一个具塞三角瓶C，不加试样，加水50 mL作空白试验。 将A瓶放在沸水浴中加热20 min，然后迅速冷却至20（在夏天高温时，B，C两瓶同样和A迅速在水中冷却到20）。向各瓶分别加入100mg糖化酶，摇匀后一起置于37恒温水浴中保温1 h，在保温过程中随时摇动。取出后，立即分别加入1mol/L HCl溶液2mL，终止糖化。将各三角瓶内反应物移入容量瓶，定容至100 mL后，过滤备用。 各取滤液10mL，分别置于250 mL碘量瓶中，各准确加入0.1 mol/L碘液10 mL，水100mL，以及0.1 mol/L氢氧化钠溶液18 mL，盖严放置15min。然后分别迅速加入 10 %硫酸2 mL，以0.1 mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定，当碘残留量很少时（溶液呈黄色时），加淀粉指示剂2-3滴，至显示无色为终点，记录所消耗的硫代硫酸钠体积。(4)计算-化度=（V0-V2）/（V0-V1）×100%式中: V0为滴定空白溶液所消耗硫代硫酸钠的体积，mL；（理论上应为20ml左右）V1为滴定糊化样品所消耗硫代硫酸钠的体积，mL；V2为滴定未糊化样品所消耗硫代硫酸钠的体积，mL。(5)说明此法用于淀粉转化为糊精的转化率的测定。一般膨化食品的-化度为98%-99，方便面为86，速溶代乳粉为90%-92%，生淀粉为15%。 酶糖化时的条件，如加酶量、糖化温度与时间等对测定结果均有影响，操作时应适当控制。2 美拉德反应能力测定材料。葡萄糖、蔗糖、赖氨酸、甘氨酸、或脯氨酸。操作步骤。将糖和氨基酸 (各10mg)两两混合和分别加入试管中，各支试管均加入蒸馏水0.5mL混匀。嗅闻每根试管并记录感官现象，接着用铝箔纸盖住每根试管，放入沸水浴中加热30min，冷却，记录每根试管的气味（例如巧克力味、马铃薯味、爆米花味）和颜色。记录各管溶液的颜色(无色、浅黄、深黄、棕色)。实验二 蛋白质的功能性质一、实验原理及目的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，即对食品的加工、贮藏、销售过程中发生作用的那些性质。蛋白质的功能性质可分为水合性质，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，主要包括有吸水性、溶解性、乳化性、起泡性、凝胶作用等。本实验的目的：以卵蛋白、大豆蛋白为代表，通过一些定性试验了解（1） 蛋白质的水溶性（2） 蛋白质的乳化性（3） 蛋白质的凝胶作用二、实验材料和试剂10%蛋清蛋白溶液：取10g蛋清加90g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。大豆蛋分离白粉：1mol/L盐酸（9ml100ml,1：11）,1mol/L氢氧化钠（4g100ml）,饱和氯化钠溶液(40g100ml),饱和硫酸铵溶液(80g100ml),硫酸铵,氯化钠,-葡萄糖酸内酯；氯化钙饱和溶液(100g100ml)；2%红色素水溶液(1g50ml，玫瑰红色)；明胶。三、实验步骤（一）明胶凝胶持水力受pH的影响（3h）(1)目的 观测相同浓度的明胶凝胶在不同PH的水中的膨胀程度，以确定pH对明胶凝胶吸水膨胀(持水力)的影响。(2)试剂 明胶、盐酸、氢氧化钠。 (3)操作步骤1. 取30 g明胶在水浴上使其溶于270 mL水中，得10 %明胶液。另配1.0 mol/LHCl和1.0 mol/LNaOH水溶液备用。2. 在9个100 mL烧杯中，用量筒各加入30 mL 10%明胶液，再按表2-1中的数据加入不同量的HCl和NaOH液，补加水使总体积为40 mL，摇匀，趁热用pH计测定各液之pH(若已凝结，需在水浴上温热使之熔化)。表2-1调节不同pH明胶溶液时的酸碱溶液用量烧杯编号HClNaOH烧杯编号HClNaOH13.20.862.21.823.01.072.02.032.81.281.82.242.61.491.62.452.41.63. 将配制好的不同pH的明胶液分别倒入直径为(8 cm的培养皿中，置于冰箱中冷冻或自然凝结成凝胶。4将明胶软胶切成约1 cm×1 cm的方块，将较为整齐的软胶块拨入已称重(用台秤分别称重)的100 mL烧杯中，再称重(凝胶量应不少于25 g)。5. 向各个已装入软胶的烧杯中注满水，用细搅棒轻轻搅动，莫使胶块严重粘连，室温下(室温高时可置于冰箱中)放置2 h。6. 用表面皿盖住烧杯，倾倒烧杯使水尽可能地流出，凝胶连同烧杯称重。计算持水量。各结果将一并列表记录。7. 做pH对持水量的图。（二）蛋白质的持水力(1.5h)(1) 原理 将蛋白质样品置于水中，其中水量必须超过蛋白质所能结合的量，然后采用过滤、低速离心或压挤的方法将过剩的水和被蛋白质保留的水分开，每克蛋白质吸收和保持水的最大数量即为蛋白质的持水力。(2) 试剂 蛋白质样品，如大豆分离蛋白。0.1 mol/L的盐酸或氢氧化钠溶液。(3) 仪器 离心机，50mL塑料离心管，漩涡混合器，酸度计，恒温水浴锅，天平等。(4) 操作步骤取50 mL塑料离心管，称量(m1)。准确称取100 mg大豆分离蛋白置于离心管中，加蒸馏水30 mL，用漩涡混合器使蛋白质溶液分散均匀。测量样液的pH，并调pH至7.0。在恒温水浴中，于60加热30 min，然后在冷水中冷却30 min。在4500 r/min条件下，25离心10 min后倾去上清液。称取离心管的质量( m2 )，并计算处每克蛋白质样品的持水力。(5) 计算 WHC（g/g）= 质量差 / 样品质量(6) 说明及注意事项 测定的样品为不溶物，则质量差=m2-m1-1。 测定的样品为部分溶解物，则质量差= m2-m1-(100-S)/100，式中S=样品的溶解度（%）×干样的蛋白质含量。 本法具有操作简便、实用性强等优点，但也存在不足，表现在；一是未考虑物质的粒度、加入水的温度及盐度等因素对水化作用的影响；二是加水方式对结果有影响，如果先逐渐加少量水使混合物湿透、离心，未出现上清液，再重复加入剩余的水、离心，吸水率势必减小；三是WHC确定时加水量最大差值为3. 0 mL，对50 mL大小的离心管及具体的物料而言，清液的“分界线”难以确定，因此本法准确度不高。 试验时应尽量保持测定条件的一致性，以减少误差。（三）蛋白质的水溶性(30min)（1）在50ml的小烧杯中加入5滴蛋清蛋白，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，解释蛋清蛋白质在水中及氯化钠溶液中的溶解度以及蛋白质沉淀的原因。（2）在四个试管中各加入0.1g大豆分离蛋白粉，分别加入5ml水，5ml饱和食盐水，5ml 1 mol/L的氢氧化钠溶液，5ml 1 mol/L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。在第一、第二支试管中加入饱和硫酸铵溶液3ml，析出大豆球蛋白沉淀。第三、四支试管中分别用1mol/L盐酸及1mol/L氢氧化钠中和至pH 4-4.5（用pH试纸检测，观察沉淀的生成，解释大豆蛋白的溶解性以及pH值对大豆蛋白溶解性的影响。（四）蛋白质的乳化性(40min)（1）取5g卵黄蛋白加入250ml的烧杯中，加入95ml水，0.5g氯化钠，用电动搅拌器搅匀后，在不断搅拌下滴加植物油10ml，滴加完后，强烈搅拌5分钟使其分散成均匀的乳状液，静置10分钟，待泡沫大部分消除后，取出10ml，加入少量水溶性红色素染色，不断搅拌直至染色均匀，呈玫瑰红色，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并阐述现象。（2）配制5%的大豆分离蛋白溶液100ml，加0.5g氯化钠，在水浴上温热搅拌均匀，同上法加10ml植物油进行乳化。静止10分钟后，观察其乳状液的稳定性，取出10ml，加入少量水溶性红色素染色，不断搅拌直至染色均匀，取一滴乳状液在显微镜下仔细观察，确定该乳状液是属于水包油型还是油包水型并阐述现象。（五）蛋白质的凝胶作用(20min)（1）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并阐述现象。（2）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0.1-0.2g 葡萄糖酸内酯，放置温水浴中数分钟，观察凝胶的生成并阐述现象。（3）在试管中加入0.5g明胶，5ml水，水浴中温热溶解形成粘稠溶液，冷后，观察凝胶的生成。解释在不同情况下凝胶形成的原因。便携式PHB-4酸度计的使用1 复合电极使用注意事项：1.1电极中应加满3mol/L氯化钾溶液，从电极上端小孔加入；电极保护帽中也加入3mol/L氯化钾溶液，应至少浸泡2h（最好泡12h），以使电极活化。1.2 使用时，将电极上面的加液口橡胶套打开，使口外露，以保持液位压差。不用时仍将橡皮套将加液口盖上。1.3 取下电极保护帽，要注意在塑料保护栅内的敏感玻璃泡不与硬物接触，任何破损和擦毛都会使电极失效。1.4 电极在测量前必须用2个已知pH值的标准缓冲溶液进行定位校准，其pH值愈接近样品被测值愈好。1.5 测量时，每换一种溶液，都要用蒸馏水清洗电极的玻璃球，然后用纸吸干水分。1.6 测量完毕，电极保护帽内应放少量3mol/L氯化钾溶液，将电极保护帽套上，以保持电极球泡的湿润。用橡皮套将电极加液口盖上，以保持电极内的湿润。1.7 电极避免长期浸在蒸馏水中或蛋白质溶液和酸性氟化物溶液中，并防止和有机硅油脂接触。1.8 酸度计长期不用时，拆下电极，输入端插入Q9短路插，以保护仪器电子元件。2 PHB-4酸度计的使用：2.1 测量前，使pH标准缓冲液温度平衡到20。2.2 酸度计开机后，按“模式”屏幕右侧“”符号闪烁，用上下箭头调到待测溶液温度，按“确认”。 2.3 按“模式”，屏幕下方显示“STD1” 用蒸馏水清洗电极，擦干。将电极放入一个缓冲液中，屏幕上方“mv栏”数值固定后，按“确认”，屏幕上方显示该缓冲液的标准pH值。用蒸馏水清洗电极，擦干。2.4 按“模式”， 屏幕下方显示“STD2” 将电极放入另一个缓冲液中，屏幕上方“mv栏”数值固定后，按“确认”，屏幕上方显示该缓冲液的标准pH值，用蒸馏水清洗电极，擦干。2.5 按“模式”， 屏幕下方显示“MEAS”, 将电极放入待测样品液中，屏幕显示样品液的pH值。用蒸馏水清洗电极，擦干。将电极放入下一个待测样品液中，屏幕显示样品液的pH值。清洗电极。2.6 测量完毕，关机。蒸馏水清洗电极，擦干。保护套内放入3mol/L氯化钾溶液浸泡电极，套上电极保护帽，盖上电极加液口。实验三 矿物成分的功能性质1 矿物质对烹饪豆和豆制品品质的影响(2h)(1)目的通过实验使学生观察浸泡液和烹调液中钙离子或其他离子含量对烹饪豆和豆制品的质量、完整性、色泽和质地的影响。(2)原理 豆类富含蛋白质、热能和膳食纤维。烹饪它们前常需要浸泡才便于在烹饪后产生好酌质地和口感。浸泡液和烹调液中的钙离予影响着豆子煮制时间和产品品质，因为它可引起组织和中胶层山的果胶物质发生交联。钙离子的这种作用在控制许多食品的质地和形态完整性时也发挥着类似影响。 (3)材料 大豆、蒸馏水、氯化钙。(4)钙离子对烹饪豆品质的影响 实验设计。比较用硬水 (氯化钙水溶液)和软水(蒸馏水)分别浸泡豆和煮制后，豆子的吸水量及烹饪豆的形态完整性、色泽、质地等性质。实验方法。 A. 准确称取四份于80烘干24 h的大豆25 g。B. 用于浸泡的两种硬度的水。 蒸馏水(0 mg/L Ca2+)。 硬水 (150 mg/L Ca2+, 0.15/（40/111）=0.417g/L CaCl2)。硬水用CaCl2和蒸馏水配制。C.两种浸泡方法。 分别用两种硬度的水，用两种方法浸泡豆子，并煮制豆子。加水量为干豆的8倍。传统的方法：将豆子用凉水浸泡14 h。30/30浸泡法：首先在室温下浸泡3Omin，然后在88热水中浸泡3Omin。D. 吸水量的测定。浸泡结束后，捞出豆子称重（浸泡的水保留），求出吸水量。再将豆子放回原烧杯中，用浸泡的水煮制豆子。 E. 煮制豆子。用硬水和蒸馏水分别煮熟豆子，煮制温度和时间皆为95，1 h。 F. 评价增重、色泽、形态完整性和质地。增重通过称量求得，其他特性通过小组感官评定求得。 G感官评定标度见表3-3。表3-3 感官评定标 标度色泽亮而有光泽12345暗淡无光形态完整12345破烂质地坚硬12345绵软2金属离子对食用色素稳定性的影响（2h）(1)目的 学习并讨论影响色素稳定性的因素，观察金属离子对食用色素稳定性的影响，初步学习食用色素稳定性的研究方法。(2)原理 食品受人喜爱的原因之一是具有诱人的颜色，水果和蔬菜的天然色素主要包括叶绿素、类胡萝卜素及类黄酮，饮料则主要靠食品着色剂提供颜色，如胭脂红、苋菜红、柠檬黄、日落黄和亮蓝等合成着色剂，以及玫瑰茄红、葡萄红、高梁红、甜菜红、辣椒红、番茄红、栀子黄、姜黄、甘草黄、柑橘黄等天然着色剂。色素易受光照、加热、氧化、pH变化和金属离子的影响而发生变色或褪色。金属离子对色素的影响不是孤立的，pH可影响金属盐的解离程度，也可影响金属离子的价态，氧气、脂质等的含量可影响金属催化的色素氧化或还原反应，温度升高可加强金属对色素稳定性的影响。(3)材料 菠菜、紫甘蓝、胡萝卜各250 g。(4)试剂 0.01mol/L的硫酸铜、三氯化铁（或硫酸铁）、硫酸锌、氯化铝（或硫酸铝）、氯化钙溶液：分别称量五水硫酸铜0.25g，六水三氯化铁0.27g（或无水硫酸铁0.40g），七水硫酸锌0.287g、六水氯化铝0.24g（或十八水硫酸铝0.67g），无水氯化钙0.11g，分别用水溶解后定容为100mL。 0.2mol/L磷酸氢二钠（35.814g十二水磷酸氢二钠定容至500ml）。0.1mol/L柠檬酸（10.5095g一水柠檬酸定容至500ml）。0.01mol/L氢氧化钠（0.04g氢氧化钠定容至100ml）。 pH3,5,7和9的缓冲液：配制0.2mol/L磷酸氢二钠和0.1mol/L柠檬酸溶液各100mL，分别以体积比V磷酸氢二钠:V柠檬酸4.1:15.9，10.3:9.7，16.5:3.5和20:0混合，然后分别用0.01mol/L氢氧化钠溶液微调至pH分别为3,5,7和9，最后均加水定容至100mL。 (5)操作 果蔬色素的提取。取200 g菠菜（用乙醇）、胡萝卜（用蒸馏水）、紫甘蓝（用蒸馏水），分别放入匀浆器中，各加320 mL提取剂和80 mL蒸馏水，匀浆(约2 min)，将匀浆离心（4000r/min,10min），留取上清液。 pH和温度对果蔬色素的影响。分别将10 mL pH 3，5，7和9的缓冲溶液加入4支25ml具塞试管中，用滴管吸取一种水果或蔬菜的色素提取液，边滴边摇加入pH 3的大试管中。当该试管中溶液变色时，记录共加了多少滴提取液。然后，向pH 5.7和9的3支试管中各加入相同滴数的该提取液，摇匀后观察剩余原提取液和这4支试管中溶液的颜色，记录下来。然后将4支试管放在沸水浴锅中加热10 min，取出后再次观察并记录各溶液的颜色。依次更换果蔬提取液来做以上试验，直到将几种材料的色素提取液做完。 金属离子和温度对果蔬色素的影响。分别将2mL 0.01 mol/L的硫酸铜、三氯化铁、硫酸锌、氯化铝溶液加入带标记的大试管中，然后取一种水果或蔬菜的色素提取液，分别向4支试管中各加10 mL，摇匀后，观察原提取液和4支试管中溶液的颜色，记录下来。然后，将4支试管内的溶液分别转入4个标记了的100 mL烧杯，再向各烧杯补充50mL水。接着，把4个烧杯放入沸水浴中10min，取出后观察并记录溶液的颜色。做完一种样品的试验后，依次再做其他样品。(6)结果与分析 将所有实验数据填入表3-1至表3-2，然后给出分析与讨论。表3-1 pH和温度对植物色素的影响材料提取液颜色未加热时不同pH下植物色素的颜色加热后不同pH下植物色素的颜色35793579表3-2 金属离子和温度对植物色素齣影响材料提取液颜色未加热时不同金属离子存在下植物色素的颜色加热后不同金属离子存在下植物色色素的颜色FeCl3CuSO4ZnSO4AlCl3FeCl3CuSO4ZnSO4AlCl3