实验8 食品分析.pdf

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1、姓名：占文婷 食品分析与检验 组别：2 学号：5121509139 实验报告 时间：2014 年 12 月 4 日 1 实验实验八八 食品中蛋白质含量测定食品中蛋白质含量测定 1.实验目的实验目的（1）学习凯氏定氮法测定蛋白质的原理。（2）掌握凯氏定氮法的操作技术，包括样品的消化处理、蒸馏、滴定及蛋白质含量计算等。2.实验实验原理原理 2.1消解消解 蛋白质是含氮的化合物。食品与浓硫酸在催化剂作用下共同加热消化，使蛋白质分解，产生的氨与硫酸结合生成硫酸铵而留在消化液中，然后加碱蒸馏使氨游离，用硼酸吸收后，再用盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量来乘以蛋白质换算系数，即得蛋白质含量。因为食品中除蛋白

2、质外，还含有其它含氮物质，所以此蛋白质称为粗蛋白。NH2(CH2)2COOH+13H2SO4=(NH4)2SO4+6CO2+12SO2+16H2O 浓硫酸将有机物炭化后为碳、氢与氮，将形成的碳氧化：2H2SO4+C=CO2+2H2O+2SO2 生成的二氧化硫将氧化态的氮还原为氨而自身被氧化为三氧化硫，氨随之与硫酸反应生成硫酸铵，H2SO4+2NH3=(NH4)2SO4 在消解试验中，为了加速蛋白质的分解，缩短消解时间，常常加入下列物质：（1）硫酸钾硫酸钾：一般浓硫酸的沸点为340，但加入硫酸钾后，硫酸不断分解，水不断溢出引起硫酸钾浓度不断增加，沸点因此而增加。K2SO4+H2SO4=KHSO4

3、 KHSO4（）=K2SO4+H2O+SO3 但硫酸钾浓度不能太大，否则消化温度过高会引起铵盐的热分解而释放出氨，（NH4）2SO4（）=（NH4）2SO4+NH3 2KSO4（）=2H2O+2NH3+2SO3 除了可以添加硫酸钾之外，也可以加入硫酸钠、氯化钾等以提高溶液温度，但效果要差于硫酸钾。（2）硫酸铜硫酸铜：硫酸铜可以催化反应。可以采用的催化剂除了硫酸铜外，还可以加入氧化汞、汞、硒粉以及二氧化钛等，但考虑效果、价格以及污染等原因外，最常用的还是硫酸铜，同时可以加入少量的过氧化氢、次氯酸钾等作为氧化剂以加速有机物的氧化，反应机理为：2CuSO4（）=Cu2SO4+O2+SO2 C+CuS

4、O4（）=Cu2SO4+CO2+SO2 H2SO4+Cu2SO4（）=2CuSO4+2H2O+SO2 此反应不断进行，如溶液没有褐色生成（Cu2SO4颜色）而呈现清澈的蓝绿色，说明有机物已经全部被消解完毕。因此，在试验过程中，硫酸铜不但能够催化反应，而且能够指示反应的进行程度。姓名：占文婷 食品分析与检验 组别：2 学号：5121509139 实验报告 时间：2014 年 12 月 4 日 2 2.2碱化蒸馏碱化蒸馏 在消解完全的样品溶液中加入过量的浓的氢氧化钠溶液使溶液呈现碱性，加热蒸馏而放出氨气：2NaOH+（NH4）2SO4=Na2SO4+2H2O+2NH3 2.3吸收与滴定吸收与滴定

5、将加热蒸馏释放出来的氨利用硼酸溶液进行吸收，因硼酸属于弱酸，其后再用盐酸进行滴定：2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O(NH4)2B4O7+5H2O+2HCl=2NH4Cl+4H3BO3 除此之外，也可以用过量的盐酸或者硫酸吸收整流而出的氨气，然后再用氢氧化钠进行回滴。3.仪器、仪器、材料材料及及注意事项注意事项 3.1 仪器仪器 FOSS KjelitecTM 2100 自动定氮仪（含 digestor2006 消化炉、消化管），酸式滴定管，三角瓶 3.2 试剂试剂 硫酸铜（CuSO4 5H20），硫酸钾，浓硫酸（密度为 1.8419g/mL），硼酸溶液（20g/L），氢氧

6、化钠溶液（400g/L），0.01mol/L 盐酸标准滴定溶液，混合指示试剂（0.1%甲基红乙醇溶液液与 0.1%溴甲酚绿乙醇溶液 1:5 混合）3.3 材料材料 豆奶粉 3.4 注意事项注意事项（1）消化、碱化蒸馏后的消化液温度很高，需用专用试管夹；（2）所有的实际溶液应用不含氮的蒸馏水配置；（3）消化过程产生大量有害气体，需在通风橱中进行消化处理；（4）消化过程中消化的时间应该充分，确保消化完全，消化至溶液呈现透明的浅蓝色；（5）消化之前检查凯氏定氮仪气密性良好，后用蒸馏水清洗凯氏定氮仪，要充分清洗。（6）消化过程中，加碱液后要迅速关闭进样口，防止反应放出的氨气逸出。（7）消化过程中，火焰

7、的温度要适当，太小加热过慢，太大容易导致溶液暴沸甚至从进气口溢出。4.实验步骤实验步骤 称取豆奶粉约 0.3-0.5g，移入干燥的消化瓶中 加入 0.2g 硫酸铜和 6g 硫酸钾 加入 10mL 浓硫酸 消化（440oC）至液体呈蓝绿色澄清透明 继续加热 0.5h 空姓名：占文婷 食品分析与检验 组别：2 学号：5121509139 实验报告 时间：2014 年 12 月 4 日 3 蒸定氮装置 2 次 消化液碱化蒸馏（加碱 40mL，时间 3-4min，三角瓶中加 20mL20g/l的硼酸溶液和 3-4 滴混合指示剂）取出三角瓶 标准盐酸溶液滴定（蓝色变为微红色）记录数据 计算 5.结果结果

8、与分析与分析 5.1 计算公式计算公式 100101000140.0)(21FmVVCX 式中：X样品蛋白质含量（g/100g）；V1样品滴定消耗盐酸标准溶液体积（mL）；V2空白滴定消耗盐酸标准溶液体积（mL）；c盐酸标准滴定溶液浓度（mol/L）；0.01401.0mL 盐酸c(HCL)=1.000mol/L标准滴定溶液相当的氮的质量（g）；m样品的质量（g）；F氮换算为蛋白质的系数，一般食物为 6.25；乳制品为 6.38；面粉为 5.70；高梁为 6.24；花生为 5.46；米为 5.95；大豆及其制品为 5.71；肉与肉制品为 6.25；大麦、小米、燕麦、裸麦为 5.83；芝麻、向日

9、葵 5.30。计算结果保留三位有效数字。5.2 实验数据实验数据 项目 实验 样品质量/g 滴定用盐酸体积/ml 蛋白质含量%空白(-)(-)0.05(-)样品 1 0.4545 8.40 16.1 X=16.1g/100g 由计算结果可得：样品蛋白质含量为 16.1g/100g。（计算过程中去 F=6.25，介于豆制品与乳制品换算系数的中间）6.讨论与心得讨论与心得 6.1 思考题思考题 6.1.1 实验操作过程中，影响测定准确性的因素有哪些？答：凯氏定氮仪测定蛋白质含量试验中影响准确性的因素有：样品中包含除了蛋白质以外含有氮的物质、催化剂种类和用量、消化的时间是否充分、蒸馏加热、清洗凯氏定

10、氮仪的过程、凯氏定氮仪的气密性是否良好、氨气是否完全蒸馏出来且是否完全被硼酸吸收；硼酸是否封住蒸馏管口、试剂的准确性（包括 0.1MHCl 是否部分挥发而导致浓度减小等）、滴定终点的判断是否准确等等。6.1.2 浓硫酸、硫酸钾、硫酸铜的作用是什么？答：（1）浓硫酸：氧化剂，分解蛋白质成氨气和其他成分。从而才能够利用氨气进行吸姓名：占文婷 食品分析与检验 组别：2 学号：5121509139 实验报告 时间：2014 年 12 月 4 日 4 收和滴定。（2）粉末硫酸钾-硫酸铜混合物（K2SO4:CuSO4 5H2O=3:1）：充当催化剂，硫酸钾加入后，硫酸不断分解，水不断溢出引起硫酸钾浓度不断

11、增加，沸点因此而升高；而硫酸铜作为催化反应的主要成分，且可以指示反应是否完全。主要反映步骤见 2.1 消解中硫酸铜和硫酸钾部分。6.1.3 在盐酸滴定过程中，能否使用酚酞作为指示剂？为什么？答：质量分数比 5:1 的溴甲酚绿甲基红指示剂的变色范围为：pH5.2 以上时，蓝绿色；pH5.0 时，淡紫灰到淡蓝色；pH4.8 时，带淡蓝色的淡粉红色；pH4.6 时，淡粉红。以溴甲酚绿甲基红作指示剂滴定水样碱度时，终点为淡蓝色变为淡粉红色时，报告的终点 pH 可记为 4.6。但是因为酚酞的变色范围是 8.210.0，所以酚酞只能检验碱性范围内的突变而不能检验酸的。实验需保证滴定终点时碱被完全中和，若使

12、用酚酞试液，则会导致碱未被滴定完全则已经到达滴定终点，进入突变范围；因为不能使用酚酞作为指示剂，而是用溴甲酚绿甲基红混合指示剂。这样可以使滴定终点更为准确。6.2 实验心得实验心得 本次实验内容是掌握凯氏定氮法测定蛋白质含量。其中我主要学会了用 FOSS KjelitecTM 2100 自动定氮仪以及凯氏定氮法测食品的蛋白质含量的基本操作技术，掌握了相关实验测定条件的选择，这在以后的食品分析与检验试验中是很有用的。在实验过程中我组成员各有分工，默契配合。虽然实验全程我们严格按照规范操作，但是实验结果仍旧不够理想。我们得出的实验结果为实验样品豆奶粉的蛋白质含量为每 100g 中含有 16.1g

13、的蛋白质，刚好达标。（如下 GB 所示，II 类豆奶粉最低含量为 15g/100g）根据根据GB/T 18738-2006 速溶豆粉：以大豆为主要原料，经磨浆、加热灭酶、浓缩、喷雾干燥而制成的粉状或微粒状食品。豆奶粉：以大豆和乳制品为主要原料，经磨浆、加热灭酶、浓缩、喷雾干燥而制成的粉状或微粒状食品。根据工艺将产品分成两类：I类:大豆经磨浆，去渣，加入或不加入白砂糖，添加或不添加鲜乳(或乳粉)及其他辅料，加热灭酶，浓缩，喷雾干燥而制成的产品。II类:大豆经磨浆，加入或不加入白砂糖，添加或不添加鲜乳(或乳粉)及其他辅料，加热灭酶，喷雾干燥而制成的产品。又根据添加的辅料和理化指标将I类和II 类产

14、品分为五种类型 五种类型包括:普通型、高蛋白型、低糖型、低糖高蛋白型和其他型。姓名：占文婷 食品分析与检验 组别：2 学号：5121509139 实验报告 时间：2014 年 12 月 4 日 5 分析误差来源，主要就是影响准确性的因素，包括，样品中包含除了蛋白质以外含有氮的物质、催化剂种类和用量、消化的时间是否充分、蒸馏加热、清洗凯氏定氮仪的过程、凯氏定氮仪的气密性是否良好、氨气是否完全蒸馏出来且是否完全被硼酸吸收；硼酸是否封住蒸馏管口、试剂的准确性（包括 HCl 是否部分挥发而导致浓度减小等）、滴定终点的判断是否准确等等。这门课程作为专业课程的配套实验，这是提高我们实验技术，掌握基本的试验方法的基本。我们会更加认真完成课程。同时感谢老师和助教的讲解，使得我对实验的各项要求目的都有明确的掌握。同时还要感谢同组组员的合作配合，使得我们在短时间内就按照要求完成了所有实验要求。我相信我们的配合会更加娴熟，相信实验课会越来越顺利。由于水平有限，实验报告中定有纰漏错误之处，请老师不吝赐教！附：讲义上 3.2.2 中试剂浓硫酸的密度单位写错了，应该是 1.8419g/mL，而非 1.8419g/L。另外，由于我并未将盐酸浓度记录，但是在计算过程中发现讲义中的公式与盐酸浓度不想对应，故将盐酸浓度改为 0.01，才能够使得公式中分母合理。当然，也有可能是盐酸浓度正确，但是公式错误。