一食品中水分含量的测定

《食品生物化学》课程实验指导书食品工程系二○○四年十二月1目录目录..........................................................................................................................................1实验一水分活度的测定......................................................................................................2实验二淀粉的显色和水解..................................................................................................4实验三总糖和还原糖的测定——斐林氏法......................................................................7实验四油脂酸价的测定.....................................................................................................11实验五氨基酸的纸上层析................................................................................................12实验六牛奶中酪蛋白等电点测定....................................................................................14实验七蛋白质的颜色反应................................................................................................16实验八酶的性质实验........................................................................................................18实验九酶的激活剂和抑制剂............................................................................................21实验十枯草杆菌蛋白酶活力测定....................................................................................23实验十一原子吸收法测定矿泉水中镁的含量..................................................................262实验一水分活度的测定一、实验目的和要求1．进一步了解水分活度的概念及测定原理。2．学习测定水分活度的基本方法。二、实验原理水分活度反应了食品中水的存在状态，可以作为衡量微生物对食品水分可利用性的指标。控制水分活度对食品的保藏具有重要意义。无论干燥或新鲜食品中的水分，都会随环境条件的变动而变化。如果环境空气干燥湿度低，食品中的水分向空气蒸发，食品重量减轻。反之食品吸水重量增加。但不管是蒸发还是吸收水分，最终是食品与环境平衡为止。根据这一原理，食物在康威氏微量扩散皿的密封和恒温条件下，分别向AW较高或较低的标准饱和溶液中扩散，当达到平衡后，依据样品在高AW标准饱和溶液中重量的增加和在低AW标准饱和溶液中重量的减少，则可计算出样品的AW值。三、试剂和器材1．康威尔微量扩散皿2．方格座标纸。3．分析天平。4．样品（面粉约3g）。5．标准饱和溶液：NaCl及K2CO3•2H2O的标准饱和溶液各式各10mL。四、操作步骤1．康威氏微量扩散皿二个，分别盛氯化钠、碳酸钾饱和溶液5mL,并在扩散皿磨口处涂一层凡士林。2．将两个直径25mm的玻璃皿准确称重，然后分别精确称取约1g同一面粉于皿内（尽量做到每皿样品重量接近）。并迅速放入上述康威氏扩散皿内室中，马上加盖密封。3．在25℃温度下放置2±0.5h，然后依次取出玻皿准确称重。并计算每克被测样品的增减重量。4．以饱和溶液的AW值为横座标，样品重量增减数为纵座标，在方格座标纸上作图，将各点连接成直线，直线与横轴之交点则为该样品的AW值。5．讨论：（1）康威尔皿密封一定要严。（2）用本法测AW值花时间较长（2个h以上），取样和称重一定要准确。3（3）在测样品的AW值前，应先估计一下样品的AW，然后选择高于和低于样品AW值的饱和溶液各两种，也可只取高于和低于样品AW值的饱和溶液各一种。（4）对鱼、肉等含油脂较多的食品及其它油炸食品水分活度的测定宜改用它法。附：25℃时部分饱和溶液的水分活度值试剂名称AW试剂名称AW试剂名称AWKNO30.924NaNO30.737K2CO3•2H2O0.427BaCl2•2H2O0.901SrCl•6H2O0.708MgCl2•6H2O0.330KCl0.842NaBr•2H2O0.577KAC•H2O0.224KBr0.807Mg(NO3)2•6H2O0.528LiCl•H2O0.110NaCl0.752LiNO3•3H2O0.476NaOH0.070五、思考题1．什么叫水分活度？本实验为什么能测出样品的水分活度？2．本实验是在25℃左右温度下测定AW值，做此实验时，环境温度高于或低于此温度时，饱和溶液的水分活度值是否仍然为表中一样，为什么？4实验二淀粉的显色和水解一、实验目的和要求1、进一步了解淀粉的性质及淀粉水解的原理和方法。2、如何验证淀粉是否水解及其水解的条件和产物。二、实验原理1、淀粉与碘的反应直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫红色，糊精遇碘呈蓝紫、紫、橙等颜色。这些显色反应的灵敏度很高，可以用作鉴别淀粉的定量和定性的方法，也可以用它来分析碘的含量。纺织工业上用它来衡量布匹退浆的完全度，它还可以用来测定水果果实（如苹果等）的淀粉含量。近年来用先进的分析技术（如X射线、红外光谱等）研究碘跟淀粉生成的蓝色物，证明碘和淀粉的显色除吸附原因外，主要是由于生成包合物的缘故。直链淀粉是由α-葡萄糖分子缩合而成螺旋状的长长的螺旋体，每个葡萄糖单元都仍有羟基暴露在螺旋外。碘分子跟这些羟基作用，使碘分子嵌入淀粉螺旋体的轴心部位。碘跟淀粉的这种作用叫做包合作用，生成物叫做包合物。在淀粉跟碘生成的包合物中，每个碘分子跟6个葡萄糖单元配合，淀粉链以直径0.13pm绕成螺旋状，碘分子处在螺旋的轴心部位。淀粉跟碘生成的包合物的颜色，跟淀粉的聚合度或相对分子质量有关。在一定的聚合度或相对分子质量范围内，随聚合度或相对分子质量的增加，包合物的颜色的变化由无色、橙色、淡红、紫色到蓝色。例如，直链淀粉的聚合度是200～980或相对分子质量范围是32000～160000时，包合物的颜色是蓝色。分支很多的支链淀粉，在支链上的直链平均聚合度20～28，这样形成的包合物是紫色的。糊精的聚合度更低，显棕红色、红色、淡红色等。下表就是淀粉的聚合度和生成碘包合物的颜色。表2-1淀粉的聚合度和生成碘包合物的颜色葡萄糖单位的聚合度3.87.412.918.320.229.334.7以上包合物的颜色无色淡红红棕红紫色蓝紫色蓝色淀粉跟碘生成的包合物在pH=4时最稳定，所以它的显色反应在微酸性溶液里最明显。2、淀粉的水解淀粉是一种重要的多糖，是一种相对分子量很大的天然高分子化合物。虽属糖类，但本身没有甜味，是一种白色粉末，不溶于冷水。在热水里淀粉颗粒5会膨胀，有一部分淀粉溶解在水里，另一部分悬浮在水里，形成胶状淀粉糊。淀粉进入人体后，一部分淀粉收唾液所和淀粉酶的催化作用，发生水解反应，生成麦芽糖；余下的淀粉在小肠里胰脏分泌出的淀粉酶的作用下，继续进行水解，生成麦芽糖。麦芽糖在肠液中麦芽糖酶的催化下，水解为人体可吸收的葡萄糖，供人体组织的营养需要。反应过程为：（C6H12O5）m→(C6H10O5)n→C12H22O11→C6H12O6淀粉糊精麦芽糖葡萄糖葡萄糖是淀粉最重要的下游产品之一，工业生产中常常使用玉米淀粉水解来加工结晶葡萄糖。三、试剂和器材1、器材：试管夹、量筒、烧杯各一只、白瓷板一块、试管一支、水浴锅。2、试剂：淀粉及0.1％溶液、10％NaOH溶液、20％H2SO4溶液、10％Na2SO4溶液、稀碘液、乙醇、2%CuSO4溶液。四、操作步骤1、淀粉与碘的反应①取少量淀粉于白瓷板空内，加碘液两滴，观察颜色。②取试管一支，加入0.1％的淀粉6ml，碘两滴，摇匀，观察颜色变化。另取试管两支，将此淀粉均分为三等份并编号做如下实验：1号管在酒精灯上加热，观察颜色变化。然后冷却，又观察颜色变化。2号管加入10％NaOH溶液几滴，观察颜色变化3号管加入乙醇几滴，观察颜色变化。记载上述实验过程和结果，并解释现象。2、淀粉水解实验设计设计实验方案，试验淀粉能不能水解，水解的条件和产物是什么？怎样判断淀粉是否水解了？(1)在试管1中加入0.5g淀粉和4ml水，在试管2中加入0.5g淀粉和4ml20%的硫酸溶液。分别加热试管3~4min。(2)把试管2中的一部分溶液倒入试管3中，留作下一步实验用。(3)向试管1和试管2中加入几滴碘溶液，观察现象。发现试管1的溶液呈蓝色（淀粉遇碘变成蓝色），试管2无明显现象。不同现象的原因是：淀粉在酸性条件并加热的条件下发生了水解反应。(4)向试管3中滴入10%的碱液，中和溶液中的硫酸，把溶液调呈弱碱性，使溶液的PH值约为9~10。6(5)另取一只试管4加入3ml氢氧化钠溶液，并向其中滴入4滴2%的硫酸铜溶液，立即有蓝色的氢氧红铜沉淀生成。再取试管3中的水解液1ml滴入，振荡混合均匀后，用酒精灯加热煮沸，溶液颜色常有蓝色——黄色——绿色（黄蓝两色混合）——红色等一系列变化。最终有红色沉淀生成。原因是氢氧化铜被还原生成红色难溶于水的氧化亚铜。实验结论：淀粉在酸的催化作用下，能发生水解；淀粉的水解过程：先生成分子量较小的糊精（淀粉不完全水解的产物），糊精继续水解生成麦芽糖，最终水解产物是葡萄糖。注意事项：淀粉水解的中间产物糊精（有分子量较大的红糊精和分子量较小的白糊精），对碘反应的颜色变化是：紫色—棕色—黄色，若淀粉水解不彻底，也会有不同的颜色出现。问题思考：1、试管1为什么变成了蓝色？试管2为什么无明显现象？为什么？（试管1中的淀粉未水解，淀粉遇碘变成蓝色；试管2中淀粉在酸的催化作用下水解了，所以无明显现象；不同现象的原因是：淀粉在酸性条件并加热的条件下发生了水解反应。）2、如何验证淀粉没有还原性？（提示：不能发生银镜反应或者不能还原氢氧化铜）3、实验延伸设计：如何验证唾液酶对淀粉水解的催化作用？（注意事项：用唾液作催化剂水解淀粉时，温度不得超过45摄氏度，因为温度过高，唾液酶易失去活性，最适宜的温度是37—40摄氏度。）7实验三总糖和还原糖的测定——斐林氏法一、实验目的和要求掌握还原糖和总糖的测定原理，学习用直接滴定法测定还原糖的方法。二、实验原理还原糖是指含有自由醛基（如葡萄糖）或酮基（如果糖）的单糖和某些二糖（如乳糖和麦芽糖）。在碱性溶液中，还原糖能将Cu2+、Hg2+、Fe3+、Ag+等金属离子还原，而糖本身被氧化成糖酸及其他产物。糖类的这种性质常被用于糖的定性和定量测定。本实验采用费林试剂热滴定法。费林试剂由甲、乙两种溶液组成。甲液含硫酸铜和亚甲基蓝（氧化还原指示剂）；乙液含氢氧化钠，酒石酸钾钠和亚铁氰化钾。将一定量的甲液和乙液等体积混合时，硫酸铜与氢氧化钠反应，生成氢氧化铜沉淀：2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4在碱性溶液中，所生成的氢氧化铜沉淀与