食品分析开放实验

食品分析开放实验内容酸牛乳主要理化指标的检测酸牛乳是以生牛乳或乳粉为原料，经杀菌、接种嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌（德氏乳杆菌保加利亚亚种）发酵制成的成品。风味酸乳是以80%以上生牛乳或乳粉为原料，添加其它原料，经杀菌、接种嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌（德氏乳杆菌保加利亚亚种）发酵前或后添加或不添加食品添加剂、营养强化剂、果蔬、谷物等制成的产品。酸牛乳和风味酸乳的主要理化指标是不同的，主要理化指标包括蛋白质、脂肪、非脂乳固体、酸度等。本实验主要目的是：学生实际样品的分析方法，通过对酸牛乳主要理化指标的分析，包括试样的制备（分离提纯）、分析条件及方法的选择、标准溶液的配制和标定、以及数据处理等内容，综合训练食品分析的基本技能；掌握酸牛乳主要理化指标蛋白质、脂肪、非脂乳固体、酸度等的测定方法。指标一蛋白质含量的测定一、实验原理蛋白质是含氮的有机化合物。酸牛乳与硫酸和催化剂一同加热消化，使蛋白质分解，分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离，用硼酸吸收后，再以硫酸或盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数，即为蛋白质的含量。二、试剂与仪器1.试剂所有试剂均用不含氨的蒸馏水配制。硫酸铜。硫酸钾。硫酸。硼酸溶液（20g/L）：称取硼酸20g，溶解于1000mL热水中，冷却后加10mL0.1%溴甲酚绿和7mL0.1%甲基红指示剂。溴甲酚绿-甲基红混合指示剂量取30mL溴甲酚绿的乙醇溶液（2g/L），加入20mL甲基红的乙醇溶液（1g/L），混匀。氢氧化钠溶液（400g/L）：称取400g氢氧化钠，加水溶解至1000mL。0.05mol/L硫酸标准溶液或0.1mol/L盐酸标准溶液。混合消化液：H2SO4-H2O2-H2O(2：3：1)：在100mL水中缓慢加入浓硫酸200mL，冷却后再加入30%H202300mL，混匀备用。此溶液存在在阴凉处可保存1个月。混合催化剂：硫酸铜（CuSO4.5H2O）10g，K2SO4100g，硒粉0.2g，在研钵中研细使通过40目筛，混匀后备用。2.仪器2300型凯氏定氮：包括消化炉和定氮蒸馏装置两部分组成。电热干燥箱。三、操作步骤1.0.1mol/L盐酸标准溶液的配制与标定（1）0.1mol/L盐酸标准溶液的配制：量取9mL盐酸，加水稀释至1000mL。（2）0.1mol/L盐酸标准溶液的标定：减重法准确称取约0.15g于270～300℃干燥至恒重的基准无水碳酸钠，加入50mL水使之溶解，再加10滴溴甲酚绿-甲基红混合指示剂，用配制的盐酸标准溶液滴定至溶液由绿色转变为紫红色，煮沸2min，冷却至室温，继续滴定至由绿色变为暗紫色，做三个平行试验，同时以水代替碳酸钠溶液做空白对比试验。按下式计算盐酸标准溶液的浓度，取三次计算结果的平均值作为盐酸标准溶液的浓度。0530.0)(21VVmc式中c——盐酸标准溶液的实际浓度，mol/L；m——基准无水碳酸钠的质量，g；V1——样品消耗盐酸标准溶液的体积，mL；V2——空白试验消耗盐酸标准溶液的体积，mL；0.0530——21Na2CO3的毫摩质量，g/mmol。计算结果保留到小数点后四位。2.样品消化：采用减重法准确称取1g左右的酸牛乳于消化管中，加混合催化剂2.5g，混合消化液15mL，在消化炉上设置好消化温度420℃，消化1h。3.样品的测定：把制备好的样品放入样品架，然后插入仪器样品室的固定位置上，按仪器的操作规程测试。流程图见下页图8-1当消化管就位安全门关闭后，仪器开始运行。当打开电源后，仪器会自动执行一个自检程序，如果检测到故障，信息会在屏幕上显示。在排除故障后，按回车键确认。分析程序在插入消化管7和关闭安全门后启动，硼酸吸收液通过泵18从桶17打至滴定缸23，同时蒸馏水通过泵2从桶5打至消化管7。如果设定为普通分析模式，碱通过泵10从桶9打至消化管7。一个延时(指软件程序规定的时间)后，蒸汽阀4打开将蒸汽送至消化管，同时冷凝水阀门打开将冷水送至冷凝器20。蒸馏出的氨气通过冷凝器20冷凝被送至含有硼酸吸收液的滴定缸23。在蒸馏的同时，根据滴定缸内指示剂的颜色，盐酸标准液通过滴定器27从滴定剂(标准盐酸)桶28中打入。当滴定缸的液位上升至液位探针30，微处理器通过光电管31控制是否到达终点。如果此时已到终点，蒸馏会继续补偿直至规定体积。如果不到终点，蒸馏会继续直到一个稳定的终点。在蒸馏结束后，排污阀24打开，滴定缸排污，此时蒸汽继续冲洗系统。当滴定缸排净后，蒸汽阀4关闭，截止阀11打开，使消化管内液体排放至膨胀缸15，管路排放阀14打开，废液排放至收集桶13。结果显示在屏幕上或打印出来，更换消化管，关闭安全门，开始下次分析。四、结果计算计算公式同常量凯氏定氮法，但本仪器可以将测定结果计算后直接输出在屏幕上，根据要求可用多种形式表示样品中蛋白质含量。五、注意事项1.对含糖高的样品或油脂样品在消化过程中必须先低温消化，防止样品溢出，消化所需时间较长。2.样品的称样量不宜过多，否则试剂消耗多，消化时间长，适宜称样范围在0.05～2.00g之间。图8-1福斯特卡托公司基尔特克2300自动定氮仪1-溢流阀；2，10，18-波纹泵；3-水蒸气发生器；4-蒸汽阀；5-蒸馏水桶；6-阀门；7-消化管；8-蒸馏系统；9-碱液桶；11-截止阀；12-安全阀；13-废液收集桶；14-管路排放阀；15-膨胀缸；16-冷凝水排放口；17-吸收液（硼酸）桶；19-氨缓冲液；20-冷凝器；21-逆止阀；22-冷却水；23-蒸馏水；24-排污阀；25-滴定缸；26-滴定剂液位检测器；27-滴定器；28-滴定剂（盐酸）桶；29-冷却水阀门；30-液位探针；31-光电管3.消化液过冷，在加水时，消化液有盐析出。将消化管放在消化炉上加热，使沉淀溶解。4.使用自动分析仪时，定氮前，应将管路中的吸收液排出去，因为管路中的吸收液长时间停留会变色。5.在产生蒸气的水中加入无水硫酸钠是为了提高水中的电解质。6.本仪器消耗盐酸标准溶液的用量最佳范围在0.5～7mL。7.停电的处置：测试过程中发生停水停电时，按操作规程顺序关掉仪器，保留样品。待水电正常后，重新测试。仪器发生故障时，立即停止测试，找维修人员进行检查。故障排除后，恢复测试。指标二脂肪含量的测定一、实验原理利用氨-乙醇溶液破坏乳的胶体性质以及脂肪球膜，使非脂成分溶解于氨-乙醇溶液，脂肪游离出来，再用乙醚-石油醚提取脂肪，蒸馏去除溶剂后，残留物即为脂肪。二、试剂与仪器1.试剂氨水乙醇乙醚石油醚（沸程30~60℃）2.仪器抽脂瓶，内径2.0~2.5cm，体积100mL（或100mL具塞量筒）电热干燥箱三、操作步骤1.样品处理：采用直接称样法准确称取混合均匀的酸牛乳10g左右于100mL具塞量筒（或抽脂瓶中），加入2.0mL氨水，充分混匀后立即将其放入65℃+5℃的水浴中，加热15~20min，不时取出振荡，取出后冷却至室温。静置30S后加入10mL乙醇，充分摇匀。???2.样品中脂肪的提取：将上述样品处理液中加入25mL乙醚，振摇0.5min，加入25mL石油醚，再振摇0.5min，静置30min，待上层液澄清时，读出醚层体积。吸取（或放出）醚层于一已恒重的脂肪瓶中，记录体积，用索氏提取器蒸馏回收乙醚，将脂肪瓶于102℃+2℃的电热干燥箱中加热1h冷却后称量，再置于102℃+2℃的电热干燥箱中加热0.5h冷却后称量，至前后两次质量相差不超过2mg。四、结果计算酸牛乳中脂肪含量按下式计算。100X21201VVmmm式中X——酸牛乳中脂肪的质量分数，g/100g；m0——空脂肪瓶质量，g；m1——脂肪瓶加脂肪的质量，g；m2——称取酸牛乳试样质量，g；V1——吸取（或放出）醚层体积，mL；V2——读取醚层总体积，mL。计算结果保留三位有效数字。五、注意事项1.加氨水后，要充分混匀，否则会影响下步醚对脂肪的提取。2.添加乙醇的目的是沉淀蛋白质以防止乳化，使溶解于乙醇物质留在水中，并使卵磷脂等物质溶于乙醇，防止进入醚层形成胶状物质，影响结果。3.加入石油醚可以降低乙醚的极性，驱除溶于乙醚的水分，使醚层和水层分层清晰。4.使用的乙醚不能含过氧化物，含有过氧化物不仅影响准确性，而且在浓缩时，由于过氧化物的聚积会引起爆炸。由于用乙醚提取脂肪，所以实验室一定不能有明火！指标三酸度的测定一、实验原理以酚酞为指示液，用0.1000mol/L氢氧化钠标准溶液滴定100g酸牛乳试样至终点所消耗的氢氧化钠溶液体积，经计算确定试样的酸度。二、试剂和仪器1.试剂0.1mol/L氢氧化钠标准溶液。酚酞指示液：称取1g酚酞溶于适量体积分数为95%的乙醇中，再用乙醇定容至100mL。优级纯的邻苯二甲酸氢钾。2.仪器精密电子天平滴定装置以及常用玻璃仪器三、操作步骤1.0.1mol/L氢氧化钠标准溶液的配制与标定（1）配制：先配成氢氧化钠饱和溶液：称取120g氢氧化钠，加100mL水，振摇使之溶解成饱和溶液，冷却后置于聚乙烯塑料瓶中，密塞，放置数日，澄清后备用。0.1000mol/L氢氧化钠溶液的配制：吸取5.6mL澄清的氢氧化钠饱和液，加适量新煮沸过的冷蒸馏水至1000mL摇匀。（2）标定：精密称取0.6g(准确至0.0001g)在105~110℃干燥至恒重的基准邻苯二甲酸氢钾，加80mL新煮沸过的冷蒸馏水,搅拌使其溶解,加2滴酚酞指示剂，用配制的NaOH标准溶液滴定至溶液呈微红色且30s不褪色。同时做空白对照试验。（3）计算：用下式计算标准NaOH溶液的浓度。C=2.204)(100021VVm式中C——标准NaOH溶液的浓度，mol/L；m——基准邻苯二甲酸氢钾的质量，g；V1——标定时所消耗的NaOH标准溶液的体积，mL；V2——空白试验中所消耗的NaOH标准溶液的体积，mL；204.2——邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量，g/mol。2.样品测定：采用减重法精密称取混合均匀的10g酸牛乳样品，置于150mL锥形瓶中，加20mL新煮沸冷却至室温的水，混匀，用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至微红色，并在30s内不褪色，记录消耗的氢氧化钠标准毫升数。四、结果计算酸牛乳中的酸度数值以（0T）表示，按下式计算1.0100mVcX式中X——酸牛乳试样的酸度，0T；c——氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度，mol/L；V——滴定时消耗氢氧化钠标准溶液体积，mL；m——酸牛乳试样的质量，g；0.1——酸度理论定义氢氧化钠的摩尔浓度，mol/L。用在重复条件下获得的两次独立测定结果的算术平均值表示，结果保留三位有效数字。五、注意事项1.所用蒸馏水需要新煮沸并冷却至室温，主要是为了除去蒸馏水中的CO2。2.如果滴定终点颜色变化不明显，遇此情况可以加水稀释或采用电位滴定法。指标四蔗糖含量的测定一、实验原理酸牛乳试样经除去蛋白质后，其中蔗糖经盐酸水解为还原糖，再按直接滴定法测定还原糖含量，乘以相应的系数即为蔗糖含量。二、试剂和仪器1.试剂浓盐酸。氢氧化钠溶液(30%)。碱性酒石酸铜甲液：称取15g分析纯的硫酸铜(CuSO4)及0.05g次甲基兰，加蒸馏水溶解并稀释至1000毫升，摇匀，过滤备用。碱性酒石酸铜溶液乙：称取50g分析纯的酒石酸钾钠和75g氢氧化钠混合在一起，加蒸馏水溶解并加入4g亚铁氰化钾，完全溶解后用水稀释至1000毫升，摇匀，贮存于橡胶塞玻璃瓶中。乙酸锌溶液:称取21.9g乙酸锌，加3mL冰醋酸，加水溶解并稀释至100mL。亚铁氰化钾溶液：称取10.6g亚铁氰化钾，加水溶解并稀释至100mL。转化糖标准溶液：准确称取在105℃+2℃烘箱中干燥2h的纯蔗糖0.2375g于50毫升小烧杯中，用60mL水溶解并洗于250毫升容量瓶中。再加入6mol/L盐酸10mL，置于75℃水浴锅中，时时摇动，使溶液温度在67.0℃～69.5℃，保温5min，冷却后，加2滴酚酞指示液，用30%的氢氧化钠溶液调至微粉色，加水定容至250mL，此标准溶液每毫升含1mg转化糖。2.仪器滴定装置。移液管(5mL2支，50mL1支)。800w电炉子。分析天平及常用玻璃仪