生物工业分析实验讲义1

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实验一、滴定法测定酸奶总酸度

生物样品中的酸味物质,主要是溶于水的一些有机酸和无机酸。在果蔬及其制品中,以苹果酸,柠檬酸,酒石酸,琥珀酸和醋酸为主;在肉,鱼类样品中则以乳酸为例。此外,还有一些无机酸,像盐酸,磷酸等。这些酸味物质,有的是样品中的天然成分,像葡萄中的酒石酸,苹果中的苹果酸;有的是人为的加进去的,像配制型饮料中加入的柠檬酸;还有的是在发酵中产生的,像酸牛奶中的乳酸。酸在生物样品中主要有以下三个方面的作用。

1、显味剂

不论是哪种途径得到的酸味物质,都是生物样品重要的显味剂,对生物样品的风味有很大的影响。其中大多数的有机酸具有很浓的水果香味,能刺激食欲,促进消化,有机酸在维持人体体液酸碱平衡方面起着重要的作用。

2、保持颜色稳定

生物样品中的酸味物质的存在,即pH值的高低,对保持生物样品的颜色的稳定性,也起着一定的作用。在水果加工过程中,如果加酸降低介质的pH值,可抑制水果的酶促褐度;选用pH 6.5-7.2的沸水热烫蔬菜,能很好地保持绿色蔬菜特有的鲜绿色。

3、防腐作用

酸味物质在生物样品中还能起到一定的防腐作用。当生物样品的pH小于2.5时,一般除霉菌外,大部分微生物的生长都受到了抑制;若将醋酸的浓度控制在6%时,可有效地抑制腐败菌的生长。一、实验意义与目的

酸度测定的意义

1. 测定酸度可判断果蔬的成熟程度

果品、蔬菜在其生长发育过程中,有机酸的种类和含量是在不断变化的,通过测定酸的种类或含量能够判别果蔬的成熟度。例如:如果测定出葡萄所含的有机酸中苹果酸高于酒石酸时,说明葡萄还

未成熟,因为成熟的葡萄含大量的酒石酸。另外,不同种类的水果和蔬菜,酸的含量因成熟度、生长条件而异,一般成熟度越高,酸的含量越低。如番茄在成熟过程中,总酸度从绿熟期的0.94%下降到完熟期的0.64%,同时糖的含量增加,糖酸比增大,具有良好的口感,故对酸度的测定是判断原料的成熟度的主要指标之一。

2. 可判断生物样品的新鲜程度

原料的酸度常常是其新鲜的指标。例如:新鲜牛奶中的乳酸含量过高,说明牛奶已腐败变质;水果制品中有游离的半乳糖醛酸,说明受到霉烂水果的污染。因此酸度的测定是检测新鲜的指标之一。

3. 可反映了生物样品的质量

生物样品中有机酸含量的多少,直接影响生物样品的风味、色泽、稳定性和品质的高低。酸的测定对微生物发酵过程具有一定的指导意义。如:酒和酒精生产中,对麦芽汁、发酵液、酒曲等的酸度都有一定的要求。发酵制品中的酒、啤酒及酱油、食醋等中的酸也是一个重要的质量指标。

另外,酸在维持人体体液的酸碱平衡方面起着显著地作用。人体体液pH值为7.3-7.4,如果体液的pH值过大,就要抽筋,过小则又会发生酸性中毒。

生物样品中的酸度通常用总酸度(滴定酸度)、有效酸度、挥发酸度来表示。

总酸度:是指生物样品中所有酸性物质的总量,包括已离解的酸浓度和未离解的酸浓度,采用标准碱液来滴定,并以样品中主要代表酸的百分含量表示。

有效酸度:指样品中呈离子状态的氢离子的浓度(严格地讲是活度)用pH计进行测定,用pH值表示。

挥发性酸度:指生物样品中易挥发部分的有机酸。如乙酸、甲酸等,可用直接或间接法进行测定。

本实验的目的:学会用滴定法测定生物样品的总酸度。

二、原理

生物样品中的有机酸(弱酸)用标准碱液滴定时,被中和生成盐类。用酚酞作指示剂,当滴定到终点(pH=8.2,指示剂显红色)时,根据消耗的标准碱液体积,计算出样品总酸的含量。其反应式如下:

RCOOH + NaOH → RCOONa +H 2O

三、试剂

0.1mol/L 氢氧化钠,0.5%酚酞指示剂

四、实验步骤

1. 0.1mol/L 氢氧化钠的标定:

称取0.3-0.4g (0.0001g )干燥衡重后的基准物邻苯二甲酸氢钾,加25ml 水震荡溶解,加2-3滴酚酞指示剂,用待标定的0.1mol/L 氢氧化钠滴定至溶液呈微红色,15 S 不退色,平行两次,同时做空白实验,记录用量。

2. 酸奶样品的测定:

称取5g (0.01g )的酸奶于250ml 的锥形瓶中,加20ml 蒸馏水充分溶解摇匀,加2-3滴酚酞指示剂,用已标定的0.1mol/L 氢氧化钠溶液滴定样品至微红色15S 不退色,即为终点。

3. 计算

总酸度(%) =

式中:C :标准氢氧化钠溶液的浓度mol/L 为

V :滴定所消耗标准碱液的体积ml

V2:标定NaOH 所消耗碱液的平均体积ml

M :样品质量或体积(g 或ml )

100

⨯m CVK

1000

2.2042⨯⨯V W

W:所称的基准物的质量(g)

K:换算为适当酸的系数,0.09,即1mmol氢氧化钠相当于乳酸的克数是0.09克。

因为生物样品中含有多种有机酸,总酸度测定结果通常以样品含量最多的那种酸表示。例如一般分析葡萄及其制品时,用酒石酸表示,其K=0.075;测柑橘类果实及其制品时,用柠檬酸表示,其K=0.064;分析苹果及其制品时,用苹果酸表示,其K=0.067;分析乳品、肉类、水产品及其制品时,用乳酸表示,其K=0.090;分析酒类、调味品,用乙酸表示,K=0.060。

五思考题

1. 简述生物样品中有机酸的种类及其特点,对于颜色较深的一些样品,在测定其酸度时,如何排除干扰,以保证测定的准确度?

2. 生物样品的总酸度,有效酸度,挥发酸测定值之间有什么关系?生物样品中酸度的测定有何意义?

实验二、土豆中的淀粉含量的测定

土豆,学名马铃薯,俗称“地蛋”、“山药蛋”,系多年生地下茎草本作物,现多为一年一季或一年两季栽培。除了食用之外,大多数的土豆可以做淀粉、酒精等工业原料。鲜马铃薯中的成分除了淀粉、水之外,还有1.8-8.5%的粗蛋白质和少量的纤维素和可溶性的糖。

一、目的要求

掌握还原糖直接测定原理、方法;

了解淀粉酸水解方法。

二、原理

首先将淀粉水解成葡萄糖。

测定总糖通常以还原糖的测定法为基础,将生物样品中的非还原性双糖,经酸水解成还原性单糖,再按还原糖测定法测定,测出以转化糖计的总糖量。

其次标定葡萄糖的含量,之后换算成淀粉地含量。

葡萄糖的标定原理如下:将一定量的碱性酒石酸铜甲、乙液等量混合,立即生成天蓝色的氢氧化铜沉淀,这种沉淀很快与酒石酸钾钠反应,生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物。在加热条件下,以次甲基蓝作为指示剂,用样液滴定,样液中的还原糖与酒石酸钾钠铜反应,生成红色的氧化亚铜沉淀,待二价铜全部被还原后,稍过量的还原糖把次甲基蓝还原,溶液由蓝色变为无色,即为滴定终点。根据样液消耗量可计算还原糖含量。另外,斐林试剂中加入亚铁氰化钾(黃血盐),使红色氧化亚铜沉淀生成可溶性的复盐,反应终点更为明显。

Cu

2O+K

4

Fe(CN)

6

+H

2

O=K

2

Cu

2

Fe(CN)

6

+2KOH(淡黃色)

三、试剂

1.碱性酒石酸铜甲液:称取15g硫酸铜及0.05g四甲基蓝,溶于水中并稀释到1000 ml