食品化学实验指导书(第二版)

食品化学实验指导书编写整理人员：丁长河鲁玉杰王争艳布冠好杨国龙田双岐河南工业大学粮油食品学院2013年4月2实验一食品水分活度的测定一、实验目的掌握食品水分活度仪器测量方法。二、实验原理样品在密闭空间与空气水汽交换平衡后，其分水活度近似等于密闭空间空气的相对湿度。三、实验材料与仪器水分活度仪LabSwift（瑞士Novasina）。测量样品：小麦、面粉。四、实验步骤1．接上电源线，将电源线插头插入带电插座内；2．按MENU键开机，仪器自动运行“WARMUP”模式，经几分钟后，稳定并显示出测量腔的温度和水分活度值；3．将标准品放入测量腔内（体积不要超过塑料器皿的上边缘），盖上仪器的上盖，默认模式为F模式，按MENU键开始测量；4．仪器显示器上方会显示数据，下方会显示ANALYSIS及温度，下方数字会闪烁；5．待仪器到达分析终点后会发出蜂鸣声并所有数字停止闪烁，此时即为测定平衡终点；6．按MENU键，然后按ACTURAL键至屏幕显示CALIB页面，再按MENU键进入校正程序；7．仪器页面此时会显示数字，下面会有CALXX字样，XX代表着放进去的标准品的浓度，然后按MENU键；8．仪器页面会显示0000提示输入密码，按ACTURAL及MENU键输入8808，具体是按ACTURAL选择数字，按MENU确认；9．密码输入后仪器显示为CALNO，此时按ACTURAL使之变为CALYES，按MENU确认，仪器会显示WAITING至DONE，此时校正结束，仪器页面显示水活度值；10．将待测样品放入塑料盒（去掉塑料盒的盖子）后放入测量腔内，盖上盖子，默认模式仍然是F，仪器自动进行测量；11．仪器显示器上方会显示数据，下方会显示ANALYSIS及温度，下方数字会闪烁；12．待仪器到达分析终点后会发出蜂鸣声并所有数字停止闪烁，此时即为测定平衡终点；13．分析结束后，长按MENU键仪器会显示OFF，并自动关机，拔下电源线，将仪器及电源线放入便携箱内。注意：实际试验操作过程中，由于设备已校准，第3-9步不需要操作。3五、实验结果记录样品的水分活度和测定时的温度。六、注意事项1．取样要在同一条件下进行，操作要迅速。2．试样的大小和形状对结果的影响较小。实验二淀粉的糊化和凝胶化实验一、实验目的1．了解淀粉糊化和凝胶形成作用的不同。2．了解直链／支链淀粉比改变对淀粉糊黏度和淀粉凝胶强度的影响。3．了解淀粉浓度、类型、糊化温度以及蔗糖、有机酸对淀粉糊化及凝胶形成的影响。二、实验原理常见的食用淀粉包括谷物淀粉、块茎淀粉和豆类淀粉等。淀粉处于淀粉粒状态是不能食用的，不论是为了去除生淀粉的风味、提高淀粉的消化性，还是发挥淀粉的增稠和凝胶作用，都要求使淀粉糊化。淀粉糊化时，其黏性和凝胶性质因淀粉品种不同而不同。这主要是由于不同品种淀粉所含的直链淀粉和支链淀粉比例不同，另外淀粉粒大小和聚合度不同也有一定的影响。普通玉米、小麦、马铃薯淀粉中直链／支链淀粉比分别为23／77、24／76和22／78，大米淀粉中该比值为17／83，蜡质玉米和糯米淀粉中很少或几乎不含直链淀粉，而绿豆和豌豆淀粉中很少含支链淀粉。这种不同造成了它们具有不同的食用功能。淀粉粒在水中加热所发生的变化叫糊化。常温下，淀粉悬液中的淀粉粒无明显变化；随着加热到60~70℃，水分子可穿透淀粉粒中的无定形区；继续升温则结晶区的氢键被打断，整个淀粉粒会更加疏松膨胀。使全部淀粉粒发生膨胀，双折射现象从开始失去到完全失去的温度范围叫糊化温度范围(见表1-3)。在糊化中除淀粉膨胀外，直链淀粉还会从膨胀的淀粉粒中向外淋滤，当直链淀粉扩散到水中后就形成胶体溶液，而未破坏的淀粉粒悬浮于其中。当温度更高时，淀粉粒便破裂成一系列片段。表2-1不同粮食淀粉的糊化温度范围粮食双折射现象失去的温度／℃开始中点终点玉米626670小麦59.562.564马铃薯586266大米6874.578蜡质玉米636872绿豆、豌豆576570高直链玉米6780高于100糊化后的淀粉液冷却时，直链淀粉间首先形成氢键而相互结合，当高度膨胀的淀粉粒与临近的直链淀粉间形成广泛的三维网状结构而形成凝胶，大量水固定在该网状结构中。凝胶形成后的前几个小时，凝胶强度不断加强，直至趋于稳定。仅仅含支链淀粉的淀粉粒溶液不能形成凝胶(尽管黏度可能不小)，除非含量高达30％以上。一般情况下，增加直链淀粉的比例，增稠作用(黏度引起)和凝胶强度都增加。5淀粉的糊化、凝胶化和增稠性质极易受食品中多种其他成分影响。蔗糖会使黏度降低，能使糊化起始温度提高，还能使膨胀的淀粉更耐机械作用力，而不易被打碎。酸能使淀粉糊黏度降低，也能使淀粉凝胶强度降低。在酸热作用下，淀粉会水解为糊精，既会导致淀粉粒过早片段化，又会导致进入溶液的直链淀粉部分水解。但不论是蔗糖还是酸都会使淀粉糊更加透明。三、实验材料与仪器（以一组实验计）1．材料冰若干，白糖1l0g，柠檬汁1l0mL，玉米淀粉80g，小麦淀粉40g，马铃薯淀粉40g，大米淀粉40g，绿豆淀粉40g。2．器材温度计1支，线扩散模具（或用切口整齐的粗玻璃管代替）2个，小玻板（10cm×l0cm）48块，300mL塑料开水杯16个，锅2个，肉串扦2个，碗16个，500mL刻度量筒2个。3．基本配方玉米淀粉16g，水230mL。四、实验步骤1．基本操作称料、校正温度计后把淀粉与水加入锅中，搅匀后文火加热，在不断搅动下直至沸腾，记录沸点温度，在沸腾下搅动保持lmin。将锅从火上移开，自然冷却至90℃时取20mL热溶胶液，加入线扩散模具（放于玻璃板上），然后提起模具让溶胶液自然向四周分散，直到停止扩散（或限定扩散时间为1min）。测量线扩散在东、南、西、北四个方向的扩散距离，其平均值即为线扩散值。完成线扩散测量后，将剩余溶胶液的一部分（定量，如150mL）倒入塑料杯中，用玻板盖住杯口，然后放入冰水碗中冷却，另一部分自然冷却。当温度达到30℃时，再取20mL作线扩散实验。冰水碗内的塑料杯可在凝胶形成后取出，尽量控制使冷却时问和最终温度在各次实验中相同。用肉串扦插入杯内的凝胶中，测量凝胶高度。然后将杯中凝胶块倒在玻璃板上，再次用肉串扦测量高度，求出凝胶下陷百分比，下陷百分比(％)=(容器内高度一容器外高度)／容器内高度×1002．改变淀粉种类①用16g小麦淀粉代替玉米淀粉，然后按基本配方、基本操作完成。②用16g马铃薯淀粉，其他同①。③用16g大米淀粉，其他同①。④用16g绿豆淀粉，其他同①。3．变化淀粉浓度①用8g玉米淀粉（而不是16g玉米淀粉）、236mL水为配方，按基本操作完成。②用8g小麦淀粉，其他同①。③用8g马铃薯淀粉，其他同①。④用8g大米淀粉，其他同①。⑤用8g绿豆淀粉，其他同①。4．添加蔗糖和柠檬汁6①在基本配方中增加25g蔗糖，其他操作不变。②在基本配方中增加50g蔗糖，其他操作不变。③在基本配方中用30mL柠檬汁取代相同量的水，其他操作不变。④在基本配方中用60mL柠檬汁取代相同量的水，其他操作不变。5．糊化温度研究将五种淀粉分别按基本配方的量配料后，依次进行一次下列实验。配料入锅，文火加热，不断搅动，随时监测温度。当温度到达70℃、80℃、90℃、95℃、沸腾温度时立即作线扩散实验。6．感官评价本实验只目测所制凝胶块的透明度，以5分制评定结果。五、实验结果将上述实验结果记录于表2-2中。表2-2实验结果记录编号配方糊化温度沸点线扩散值下陷／％感官（透明度）热冷六、注意事项淀粉糊化时需文火加热，并需不断搅动，且随时监测温度。参考文献刘静波主编.食品化学与工程专业实验指导.化学工业出版社,2010.09.实验三蛋白质功能性质的测定（一）蛋白质的溶解性一、实验目的通过本实验了解蛋白质的溶解性及其影响因素。二、实验原理蛋白质的溶解性是蛋白质的基本物理性质之一，一种蛋白质要有较好的功能性，它必须有较好的溶解性。影响蛋白质溶解性的因素有内部因素和外部因素。内部因素有氨基酸组成、分子结构、亲/疏水性和带电性等，外部因素有温度、pH值、离子强度和离子对种类、其他食品成分等。这些因素通过影响蛋白质-蛋白质和蛋白质-水相互作用平衡来影响蛋白质的溶解性。三、实验材料和仪器1.试剂蛋清蛋白，分离大豆蛋白粉，1M盐酸，1M氢氧化钠，饱和氯化钠溶液，饱和硫酸铵溶液，硫酸铵。2.器材水浴锅，50ml烧杯，试管，pH试纸。四、实验步骤1、在20ml的试管（编号A）中加入0.5ml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（编号为B、C、D、E）中各加入0.2g大豆分离蛋白粉，分别加入5ml水，5ml饱和食盐水，5ml1M的氢氧化钠溶液，5ml，1M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1M盐酸及1M氢氧化钠中和至pH4.5，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。8五、实验结果表1蛋白质溶解性实验结果试管编号现象原因ABCDE（二）蛋白质的乳化性一、实验目的通过本实验了解蛋白质的乳化性质，以及乳化活性和乳化能力的测定方法。二、实验原理在食品乳化体系中，蛋白质能够降低油水界面的表面张力，从而阻止体系中油滴的聚集，提供体系的稳定性。常用乳化能力（emulsioncapacity）、乳化活性指数（emulsifyingactivityindex，EAI）和乳化稳定性指数（emulsifyingstabilityindex，ESI）来评价蛋白质的乳化性能。乳化能力是衡量在一定的条件下，一定量的蛋白质所能乳化的油的量。乳化活性指数的理论依据是蛋白质乳化液的浊度和乳化微粒的界面面积存在线性关系，涉及蛋白质在油-水界面的吸附、扩散和定向排列。乳化稳定性与时间和乳化液微粒直径（或颗粒度）有关，粒径越小稳定性越好。三、实验材料和仪器试剂：大豆分离蛋白粉，pH7.0磷酸盐缓冲液，大豆油，0.1%SDS（十二烷基硫酸钠）溶液。器材：高速匀浆机，分光光度计，烧杯9四、实验步骤1、用pH7.0磷酸盐缓冲液配制100mL、0.5%(m/v)的蛋白悬浮液。2、取30mL于高速匀浆机中，加入30mL大豆油，10000r/min均质1min以形成悬浊液。3、均质后，分别在0min与10min时从底部吸取100μL分散于10mL的0.1%SDS（m/v）中，于500nm处测定吸光度值（测定三次平均值）。五、实验计算与结果以A0表示乳化活性（EAI），乳化稳定性（ESI）的表示方法为：ESI(min)=A0×tA0—A10式中：A0：0min时的吸光度值；t：测定乳化性的两次时间间隔，本实验取10min；A10：10分钟时的吸光度值。（三）蛋白质的起泡性和泡沫稳定性一、实验目的通过本实验了解蛋白质的起泡性质和泡沫稳定性，并掌握蛋白质的起泡性和泡沫稳定性的测定方法。二、实验原理起泡性，也叫发泡性，是指蛋白产品搅打起泡的能力。蛋白的这一性质在食品工业中有重要的作用，如可用作蛋类代用品作发泡剂，改善烘焙食品的品质，使产品松软可口。评价蛋白质泡沫性质的方法有多种，评价指标也很多，如泡沫密度、泡沫强度、起泡平均直径和直径分布、蛋白质的发泡能力和泡沫的稳定性等。在食品工业的实际生产中，发泡能力和泡沫稳定性是应用最广的用来评价蛋白质发泡性的指标，它们的测定方法也有多种。蛋白质是一种表面活性剂，具有表面活性和成膜性，因此一定浓度的蛋白溶液在搅打过程中会进入空气，其溶液中会产生泡沫，而且由于蛋白质能在泡沫表面形成一定有一定强度和弹性的膜，因此蛋白质能在一定程度上使泡沫稳定。三、实验材料和仪器试剂：2%蛋清蛋白溶液：取2g蛋清加98g蒸馏水稀释，过滤取清液；氯化钠