食品化學(xué)實驗指導(dǎo)2016.3.2.doc

食 品 化 學(xué)實 驗 講 義2016.3實驗注意事項1. 實驗用品均用洗滌劑刷洗，自來水沖洗7-10遍。2 實驗用水均為去離子水。3. 實驗廢物去除水后，倒入垃圾桶中。4. 實驗廢水沒有毒、對環(huán)境沒有污染的可以倒入下水道；對環(huán)境有污染的分類倒入廢液瓶中。廢液分類：有毒廢液，有機廢液，含鹵素廢液，無機廢液，堿液，酸液，含重金屬廢液（重金屬指的是原子量大于55的金屬。重金屬約有45種，一般都是屬于過渡元素。如銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳、錳、鎘、汞、鎢、鉬、金、銀等）。5. 實驗完畢后，清洗自己組的實驗用具，并擺放整齊。6. 配制好的剩余試劑留給下一個班使用，不要倒掉。7. 不要用濾紙做稱量紙，試劑會粘在濾紙上。重金屬指比重大于5的金屬（一般指密度大于4.5克每立方厘米的金屬）。實驗一 碳水化合物功能性質(zhì)測定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質(zhì)，以加熱試樣至完全糊化時所生成的糖量為基準(zhǔn)，與未加熱過的原始試樣所生成的糖量比較，其百分比即為“糊化度”。測定生成的糖采用次碘酸法，是根據(jù)醛糖在堿性條件下被碘氧化的原理進(jìn)行測定的。因為碘溶液的消耗量與糖生成量成正比，所以此法不計算糖的生成量，而是根據(jù)碘溶液的消耗量求得糊化度。（1） 原理 對于淀粉性食品，糊化度的高低是衡量其生熟程度的一個重要指標(biāo)。糊化度的高低可用-化度來表示。淀粉在糖化酶的作用下，可轉(zhuǎn)化為葡萄糖。其糊化度越大，-化度越高，轉(zhuǎn)化生成葡萄糖的量就越多。用碘量法測定轉(zhuǎn)化葡萄糖的含量，根據(jù)滴定結(jié)果計算-化度。（2） 試劑 0.1 mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液。稱取五水合硫代硫酸鈉25.00 g，溶于約200 mL水中，稀釋至1000 mL，放置2-3 d，穩(wěn)定后備用。 0.1 mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液。稱取碘化鉀20 g，溶于約150 mL水中。再加入12.7g碘，使其溶解，用1000 mL容量瓶定容，搖勻，保存于棕色瓶中，置避光處待用。 10%硫酸溶液（大約10ml濃硫酸滴加到90ml水中，定容到100ml）。 1mol/L鹽酸溶液（9ml濃鹽酸滴加到90ml水中，定容到100ml）。 0.1 mol/L氫氧化鈉溶液：4g氫氧化鈉加水溶解，定容到100ml。用經(jīng)煮沸排去二氧化碳的水進(jìn)行配制。 淀粉指示劑：稱取1 g可溶性淀粉，加入20 mL水，充分混勻，邊攪拌邊加入到約80 mL的沸水中，攪拌，加熱煮沸2-3 min，放冷，再加氯化鈉約20 g，使之溶解。如果溶液混濁，則需過濾。(3)操作步驟 分別稱取粉碎后過60目篩的淀粉質(zhì)樣品1.00g，置于2個具塞三角瓶A, B中，分別加入50mL水，搖勻。另取一個具塞三角瓶C，不加試樣，加水50 mL作空白試驗。 將A瓶放在沸水浴中加熱20 min，然后迅速冷卻至20（在夏天高溫時，B，C兩瓶同樣和A迅速在水中冷卻到20）。向各瓶分別加入100mg糖化酶，搖勻后一起置于37恒溫水浴中保溫1 h，在保溫過程中隨時搖動。取出后，立即分別加入1mol/L HCl溶液2mL，終止糖化。將各三角瓶內(nèi)反應(yīng)物移入容量瓶，定容至100 mL后，過濾備用。 各取濾液10mL，分別置于250 mL碘量瓶中，各準(zhǔn)確加入0.1 mol/L碘液10 mL，水100mL，以及0.1 mol/L氫氧化鈉溶液18 mL，蓋嚴(yán)放置15min。然后分別迅速加入 10 %硫酸2 mL，以0.1 mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)?shù)鈿埩袅亢苌贂r（溶液呈黃色時），加淀粉指示劑2-3滴，至顯示無色為終點，記錄所消耗的硫代硫酸鈉體積。(4)計算-化度=（V0-V2）/（V0-V1）100%式中: V0為滴定空白溶液所消耗硫代硫酸鈉的體積，mL；（理論上應(yīng)為20ml左右）V1為滴定糊化樣品所消耗硫代硫酸鈉的體積，mL；V2為滴定未糊化樣品所消耗硫代硫酸鈉的體積，mL。(5)說明此法用于淀粉轉(zhuǎn)化為糊精的轉(zhuǎn)化率的測定。一般膨化食品的-化度為98%-99，方便面為86，速溶代乳粉為90%-92%，生淀粉為15%。 酶糖化時的條件，如加酶量、糖化溫度與時間等對測定結(jié)果均有影響，操作時應(yīng)適當(dāng)控制。2 美拉德反應(yīng)能力測定材料。葡萄糖、蔗糖、賴氨酸、甘氨酸、或脯氨酸。操作步驟。將糖和氨基酸 (各10mg)兩兩混合和分別加入試管中，各支試管均加入蒸餾水0.5mL混勻。嗅聞每根試管并記錄感官現(xiàn)象，接著用鋁箔紙蓋住每根試管，放入沸水浴中加熱30min，冷卻，記錄每根試管的氣味（例如巧克力味、馬鈴薯味、爆米花味）和顏色。記錄各管溶液的顏色(無色、淺黃、深黃、棕色)。實驗二 蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)一、實驗原理及目的蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)一般是指能使蛋白質(zhì)成為人們所需要的食品特征而具有的物理化學(xué)性質(zhì)，即對食品的加工、貯藏、銷售過程中發(fā)生作用的那些性質(zhì)。蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)可分為水合性質(zhì)，表面性質(zhì)、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)相互作用的有關(guān)性質(zhì)三個主要類型，主要包括有吸水性、溶解性、乳化性、起泡性、凝膠作用等。本實驗的目的：以卵蛋白、大豆蛋白為代表，通過一些定性試驗了解（1） 蛋白質(zhì)的水溶性（2） 蛋白質(zhì)的乳化性（3） 蛋白質(zhì)的凝膠作用二、實驗材料和試劑10%蛋清蛋白溶液：取10g蛋清加90g蒸餾水稀釋，過濾取清液；卵黃蛋白：雞蛋除蛋清后剩下的蛋黃搗碎。大豆蛋分離白粉：1mol/L鹽酸（9ml100ml,1：11）,1mol/L氫氧化鈉（4g100ml）,飽和氯化鈉溶液(40g100ml),飽和硫酸銨溶液(80g100ml),硫酸銨,氯化鈉,-葡萄糖酸內(nèi)酯；氯化鈣飽和溶液(100g100ml)；2%紅色素水溶液(1g50ml，玫瑰紅色)；明膠。三、實驗步驟（一）明膠凝膠持水力受pH的影響（3h）(1)目的 觀測相同濃度的明膠凝膠在不同PH的水中的膨脹程度，以確定pH對明膠凝膠吸水膨脹(持水力)的影響。(2)試劑 明膠、鹽酸、氫氧化鈉。 (3)操作步驟1. 取30 g明膠在水浴上使其溶于270 mL水中，得10 %明膠液。另配1.0 mol/LHCl和1.0 mol/LNaOH水溶液備用。2. 在9個100 mL燒杯中，用量筒各加入30 mL 10%明膠液，再按表2-1中的數(shù)據(jù)加入不同量的HCl和NaOH液，補加水使總體積為40 mL，搖勻，趁熱用pH計測定各液之pH(若已凝結(jié)，需在水浴上溫?zé)崾怪刍?。表2-1調(diào)節(jié)不同pH明膠溶液時的酸堿溶液用量燒杯編號HClNaOH燒杯編號HClNaOH13.20.862.21.823.01.072.02.032.81.281.82.242.61.491.62.452.41.63. 將配制好的不同pH的明膠液分別倒入直徑為(8 cm的培養(yǎng)皿中，置于冰箱中冷凍或自然凝結(jié)成凝膠。4將明膠軟膠切成約1 cm1 cm的方塊，將較為整齊的軟膠塊撥入已稱重(用臺秤分別稱重)的100 mL燒杯中，再稱重(凝膠量應(yīng)不少于25 g)。5. 向各個已裝入軟膠的燒杯中注滿水，用細(xì)攪棒輕輕攪動，莫使膠塊嚴(yán)重粘連，室溫下(室溫高時可置于冰箱中)放置2 h。6. 用表面皿蓋住燒杯，傾倒燒杯使水盡可能地流出，凝膠連同燒杯稱重。計算持水量。各結(jié)果將一并列表記錄。7. 做pH對持水量的圖。（二）蛋白質(zhì)的持水力(1.5h)(1) 原理 將蛋白質(zhì)樣品置于水中，其中水量必須超過蛋白質(zhì)所能結(jié)合的量，然后采用過濾、低速離心或壓擠的方法將過剩的水和被蛋白質(zhì)保留的水分開，每克蛋白質(zhì)吸收和保持水的最大數(shù)量即為蛋白質(zhì)的持水力。(2) 試劑 蛋白質(zhì)樣品，如大豆分離蛋白。0.1 mol/L的鹽酸或氫氧化鈉溶液。(3) 儀器 離心機，50mL塑料離心管，漩渦混合器，酸度計，恒溫水浴鍋，天平等。(4) 操作步驟取50 mL塑料離心管，稱量(m1)。準(zhǔn)確稱取100 mg大豆分離蛋白置于離心管中，加蒸餾水30 mL，用漩渦混合器使蛋白質(zhì)溶液分散均勻。測量樣液的pH，并調(diào)pH至7.0。在恒溫水浴中，于60加熱30 min，然后在冷水中冷卻30 min。在4500 r/min條件下，25離心10 min后傾去上清液。稱取離心管的質(zhì)量( m2 )，并計算處每克蛋白質(zhì)樣品的持水力。(5) 計算 WHC（g/g）= 質(zhì)量差 / 樣品質(zhì)量(6) 說明及注意事項 測定的樣品為不溶物，則質(zhì)量差=m2-m1-1。 測定的樣品為部分溶解物，則質(zhì)量差= m2-m1-(100-S)/100，式中S=樣品的溶解度（%）干樣的蛋白質(zhì)含量。 本法具有操作簡便、實用性強等優(yōu)點，但也存在不足，表現(xiàn)在；一是未考慮物質(zhì)的粒度、加入水的溫度及鹽度等因素對水化作用的影響；二是加水方式對結(jié)果有影響，如果先逐漸加少量水使混合物濕透、離心，未出現(xiàn)上清液，再重復(fù)加入剩余的水、離心，吸水率勢必減??；三是WHC確定時加水量最大差值為3. 0 mL，對50 mL大小的離心管及具體的物料而言，清液的“分界線”難以確定，因此本法準(zhǔn)確度不高。 試驗時應(yīng)盡量保持測定條件的一致性，以減少誤差。（三）蛋白質(zhì)的水溶性(30min)（1）在50ml的小燒杯中加入5滴蛋清蛋白，加入5ml水，搖勻，觀察其水溶性，有無沉淀產(chǎn)生。在溶液中逐滴加入飽和氯化鈉溶液，搖勻，得到澄清的蛋白質(zhì)的氯化鈉溶液。取上述蛋白質(zhì)的氯化鈉溶液3ml，加入3ml飽和的硫酸銨溶液，觀察球蛋白的沉淀析出，再加入粉末硫酸銨至飽和，搖勻，觀察清蛋白從溶液中析出，解釋蛋清蛋白質(zhì)在水中及氯化鈉溶液中的溶解度以及蛋白質(zhì)沉淀的原因。（2）在四個試管中各加入0.1g大豆分離蛋白粉，分別加入5ml水，5ml飽和食鹽水，5ml 1 mol/L的氫氧化鈉溶液，5ml 1 mol/L的鹽酸溶液，搖勻，在溫水浴中溫?zé)崞?，觀察大豆蛋白在不同溶液中的溶解度。在第一、第二支試管中加入飽和硫酸銨溶液3ml，析出大豆球蛋白沉淀。第三、四支試管中分別用1mol/L鹽酸及1mol/L氫氧化鈉中和至pH 4-4.5（用pH試紙檢測，觀察沉淀的生成，解釋大豆蛋白的溶解性以及pH值對大豆蛋白溶解性的影響。（四）蛋白質(zhì)的乳化性(40min)（1）取5g卵黃蛋白加入250ml的燒杯中，加入95ml水，0.5g氯化鈉，用電動攪拌器攪勻后，在不斷攪拌下滴加植物油10ml，滴加完后，強烈攪拌5分鐘使其分散成均勻的乳狀液，靜置10分鐘，待泡沫大部分消除后，取出10ml，加入少量水溶性紅色素染色，不斷攪拌直至染色均勻，呈玫瑰紅色，取一滴乳狀液在顯微鏡下仔細(xì)觀察，被染色部分為水相，未被染色部分為油相，根據(jù)顯微鏡下觀察所得到的染料分布，確定該乳狀液是屬于水包油型還是油包水型并闡述現(xiàn)象。（2）配制5%的大豆分離蛋白溶液100ml，加0.5g氯化鈉，在水浴上溫?zé)釘嚢杈鶆?，同上法?0ml植物油進(jìn)行乳化。靜止10分鐘后，觀察其乳狀液的穩(wěn)定性，取出10ml，加入少量水溶性紅色素染色，不斷攪拌直至染色均勻，取一滴乳狀液在顯微鏡下仔細(xì)觀察，確定該乳狀液是屬于水包油型還是油包水型并闡述現(xiàn)象。（五）蛋白質(zhì)的凝膠作用(20min)（1）在試管中取1ml蛋清蛋白，加1ml水和幾滴飽和食鹽水至溶解澄清，放入沸水浴中，加熱片刻觀察凝膠的形成并闡述現(xiàn)象。（2）在100ml燒杯中加入2g大豆分離蛋白粉，40ml水，在沸水浴中加熱不斷攪拌均勻，稍冷，將其分成二份，一份加入5滴飽和氯化鈣，另一份加入0.1-0.2g 葡萄糖酸內(nèi)酯，放置溫水浴中數(shù)分鐘，觀察凝膠的生成并闡述現(xiàn)象。（3）在試管中加入0.5g明膠，5ml水，水浴中溫?zé)崛芙庑纬烧吵砣芤?，冷后，觀察凝膠的生成。解釋在不同情況下凝膠形成的原因。便攜式PHB-4酸度計的使用1 復(fù)合電極使用注意事項：1.1電極中應(yīng)加滿3mol/L氯化鉀溶液，從電極上端小孔加入；電極保護(hù)帽中也加入3mol/L氯化鉀溶液，應(yīng)至少浸泡2h（最好泡12h），以使電極活化。1.2 使用時，將電極上面的加液口橡膠套打開，使口外露，以保持液位壓差。不用時仍將橡皮套將加液口蓋上。1.3 取下電極保護(hù)帽，要注意在塑料保護(hù)柵內(nèi)的敏感玻璃泡不與硬物接觸，任何破損和擦毛都會使電極失效。1.4 電極在測量前必須用2個已知pH值的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液進(jìn)行定位校準(zhǔn)，其pH值愈接近樣品被測值愈好。1.5 測量時，每換一種溶液，都要用蒸餾水清洗電極的玻璃球，然后用紙吸干水分。1.6 測量完畢，電極保護(hù)帽內(nèi)應(yīng)放少量3mol/L氯化鉀溶液，將電極保護(hù)帽套上，以保持電極球泡的濕潤。用橡皮套將電極加液口蓋上，以保持電極內(nèi)的濕潤。1.7 電極避免長期浸在蒸餾水中或蛋白質(zhì)溶液和酸性氟化物溶液中，并防止和有機硅油脂接觸。1.8 酸度計長期不用時，拆下電極，輸入端插入Q9短路插，以保護(hù)儀器電子元件。2 PHB-4酸度計的使用：2.1 測量前，使pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖液溫度平衡到20。2.2 酸度計開機后，按“模式”屏幕右側(cè)“”符號閃爍，用上下箭頭調(diào)到待測溶液溫度，按“確認(rèn)”。 2.3 按“模式”，屏幕下方顯示“STD1” 用蒸餾水清洗電極，擦干。將電極放入一個緩沖液中，屏幕上方“mv欄”數(shù)值固定后，按“確認(rèn)”，屏幕上方顯示該緩沖液的標(biāo)準(zhǔn)pH值。用蒸餾水清洗電極，擦干。2.4 按“模式”， 屏幕下方顯示“STD2” 將電極放入另一個緩沖液中，屏幕上方“mv欄”數(shù)值固定后，按“確認(rèn)”，屏幕上方顯示該緩沖液的標(biāo)準(zhǔn)pH值，用蒸餾水清洗電極，擦干。2.5 按“模式”， 屏幕下方顯示“MEAS”, 將電極放入待測樣品液中，屏幕顯示樣品液的pH值。用蒸餾水清洗電極，擦干。將電極放入下一個待測樣品液中，屏幕顯示樣品液的pH值。清洗電極。2.6 測量完畢，關(guān)機。蒸餾水清洗電極，擦干。保護(hù)套內(nèi)放入3mol/L氯化鉀溶液浸泡電極，套上電極保護(hù)帽，蓋上電極加液口。實驗三 礦物成分的功能性質(zhì)1 礦物質(zhì)對烹飪豆和豆制品品質(zhì)的影響(2h)(1)目的通過實驗使學(xué)生觀察浸泡液和烹調(diào)液中鈣離子或其他離子含量對烹飪豆和豆制品的質(zhì)量、完整性、色澤和質(zhì)地的影響。(2)原理 豆類富含蛋白質(zhì)、熱能和膳食纖維。烹飪它們前常需要浸泡才便于在烹飪后產(chǎn)生好酌質(zhì)地和口感。浸泡液和烹調(diào)液中的鈣離予影響著豆子煮制時間和產(chǎn)品品質(zhì)，因為它可引起組織和中膠層山的果膠物質(zhì)發(fā)生交聯(lián)。鈣離子的這種作用在控制許多食品的質(zhì)地和形態(tài)完整性時也發(fā)揮著類似影響。 (3)材料 大豆、蒸餾水、氯化鈣。(4)鈣離子對烹飪豆品質(zhì)的影響 實驗設(shè)計。比較用硬水 (氯化鈣水溶液)和軟水(蒸餾水)分別浸泡豆和煮制后，豆子的吸水量及烹飪豆的形態(tài)完整性、色澤、質(zhì)地等性質(zhì)。實驗方法。 A. 準(zhǔn)確稱取四份于80烘干24 h的大豆25 g。B. 用于浸泡的兩種硬度的水。 蒸餾水(0 mg/L Ca2+)。 硬水 (150 mg/L Ca2+, 0.15/（40/111）=0.417g/L CaCl2)。硬水用CaCl2和蒸餾水配制。C.兩種浸泡方法。 分別用兩種硬度的水，用兩種方法浸泡豆子，并煮制豆子。加水量為干豆的8倍。傳統(tǒng)的方法：將豆子用涼水浸泡14 h。30/30浸泡法：首先在室溫下浸泡3Omin，然后在88熱水中浸泡3Omin。D. 吸水量的測定。浸泡結(jié)束后，撈出豆子稱重（浸泡的水保留），求出吸水量。再將豆子放回原燒杯中，用浸泡的水煮制豆子。 E. 煮制豆子。用硬水和蒸餾水分別煮熟豆子，煮制溫度和時間皆為95，1 h。 F. 評價增重、色澤、形態(tài)完整性和質(zhì)地。增重通過稱量求得，其他特性通過小組感官評定求得。 G感官評定標(biāo)度見表3-3。表3-3 感官評定標(biāo) 標(biāo)度色澤亮而有光澤12345暗淡無光形態(tài)完整12345破爛質(zhì)地堅硬12345綿軟2金屬離子對食用色素穩(wěn)定性的影響（2h）(1)目的 學(xué)習(xí)并討論影響色素穩(wěn)定性的因素，觀察金屬離子對食用色素穩(wěn)定性的影響，初步學(xué)習(xí)食用色素穩(wěn)定性的研究方法。(2)原理 食品受人喜愛的原因之一是具有誘人的顏色，水果和蔬菜的天然色素主要包括葉綠素、類胡蘿卜素及類黃酮，飲料則主要靠食品著色劑提供顏色，如胭脂紅、莧菜紅、檸檬黃、日落黃和亮藍(lán)等合成著色劑，以及玫瑰茄紅、葡萄紅、高梁紅、甜菜紅、辣椒紅、番茄紅、梔子黃、姜黃、甘草黃、柑橘黃等天然著色劑。色素易受光照、加熱、氧化、pH變化和金屬離子的影響而發(fā)生變色或褪色。金屬離子對色素的影響不是孤立的，pH可影響金屬鹽的解離程度，也可影響金屬離子的價態(tài)，氧氣、脂質(zhì)等的含量可影響金屬催化的色素氧化或還原反應(yīng)，溫度升高可加強金屬對色素穩(wěn)定性的影響。(3)材料 菠菜、紫甘藍(lán)、胡蘿卜各250 g。(4)試劑 0.01mol/L的硫酸銅、三氯化鐵（或硫酸鐵）、硫酸鋅、氯化鋁（或硫酸鋁）、氯化鈣溶液：分別稱量五水硫酸銅0.25g，六水三氯化鐵0.27g（或無水硫酸鐵0.40g），七水硫酸鋅0.287g、六水氯化鋁0.24g（或十八水硫酸鋁0.67g），無水氯化鈣0.11g，分別用水溶解后定容為100mL。 0.2mol/L磷酸氫二鈉（35.814g十二水磷酸氫二鈉定容至500ml）。0.1mol/L檸檬酸（10.5095g一水檸檬酸定容至500ml）。0.01mol/L氫氧化鈉（0.04g氫氧化鈉定容至100ml）。 pH3,5,7和9的緩沖液：配制0.2mol/L磷酸氫二鈉和0.1mol/L檸檬酸溶液各100mL，分別以體積比V磷酸氫二鈉:V檸檬酸4.1:15.9，10.3:9.7，16.5:3.5和20:0混合，然后分別用0.01mol/L氫氧化鈉溶液微調(diào)至pH分別為3,5,7和9，最后均加水定容至100mL。