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食品化学实验指导实验一蛋白质的功能性质（一）一、引言蛋白质的功能性质一般是指能使蛋白质成为人们所需要的食品特征而具有的物理化学性质，即对食品的加工、贮藏、销售过程中发生作用的那些性质，这些性质对食品的质量及风味起着重要的作用。蛋白质的功能性质与蛋白质在食品体系中的用途有着十分密切的关系，是开发和有效利用蛋白质资源的重要依据。蛋白质的功能性质可分为水化性质，表面性质、蛋白质—蛋白质相互作用的有关性质三个主要类型，主要包括有吸水性、溶解性、保水性、分散性、粘度和粘着性、乳化性、起泡性、凝胶作用等。本实验以卵蛋白、大豆蛋白为代表，通过一些定性试验了解它们的主要功能性质。二、实验材料和试剂蛋清蛋白；2%蛋清蛋白溶液：取2g蛋清加98g蒸馏水稀释，过滤取清液；卵黄蛋白：鸡蛋除蛋清后剩下的蛋黄捣碎。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；酒石酸；硫酸铵；氯化钠；δ—葡萄糖酸内酯；氯化钙饱和溶液；水溶性红色素；明胶。三、实验步骤（一）蛋白质的水溶性（1）在50ml的小烧杯中加入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）在四个试管中各加入0.1-0.2g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，5ml1M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pH4-4.5，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。（二）蛋白质的乳化性（1）取5g卵黄蛋白加入250ml的烧杯中，加入95ml水，0.5g氯化钠，用电动搅拌器搅匀后，在不断搅拌下滴加植物油10ml，滴加完后，强烈搅拌5分钟使其分散成均匀的乳状液，静置10分钟，待泡沫大部分消除后，取出10ml，加入少量水溶性红色素染色，不断搅拌直至染色均匀，取一滴乳状液在显微镜下仔细观察，被染色部分为水相，未被染色部分为油相，根据显微镜下观察所得到的染料分布，确定该乳状液是属于水包油型还是油包水型。（2）配制5%的大豆分离蛋白溶液100ml，加0.5g氯化钠，在水浴上温热搅拌均匀，同上法加10ml植物油进行乳化。静止10分钟后，观察其乳状液的稳定性，同样在显微镜下观察乳状液的类型。（三）蛋白质的起泡性（1）在三个250ml的烧杯中各加入2%的蛋清蛋白溶液50ml，一份用电动搅拌器连续搅拌1-2分钟；一份用玻棒不断搅打1-2分钟；另一份用玻管不断鼓入空气泡1-2分钟，观察泡沫的生成，估计泡沫的多少及泡沫稳定时间的长短。评价不同的搅打方式对蛋白质起泡性的影响。（2）取二个250ml的烧杯各加入2%的蛋清蛋白溶液50ml，一份放入冷水或冰箱中冷至10℃，一份保持常温（30-35℃），同时以相同的方式搅打1-2分钟，观察泡沫产生的数量及泡沫稳定性有何不同。（3）取三个250ml烧杯各加入2%蛋清蛋白溶液50ml，其中一份加入酒石酸0.5g，一份加入氯化钠0.1g，以相同的方式搅拌1-2分钟，观察泡沫产生的多少及泡沫稳定性有何不同。用2%的大豆蛋白溶液进行以上的同样实验，比较蛋清蛋白与大豆蛋白的起泡性。（四）蛋白质的凝胶作用（1）在试管中取1ml蛋清蛋白，加1ml水和几滴饱和食盐水至溶解澄清，放入沸水浴中，加热片刻观察凝胶的形成。（2）在100ml烧杯中加入2g大豆分离蛋白粉，40ml水，在沸水浴中加热不断搅拌均匀，稍冷，将其分成二份，一份加入5滴饱和氯化钙，另一份加入0.1-0.2gδ—葡萄糖酸内酯，放置温水浴中数分钟，观察凝胶的生成。（3）在试管中加入0.5g明胶，5ml水，水浴中温热溶解形成粘稠溶液，冷后，观察凝胶的生成。解释在不同情况下凝胶形成的原因。实验二美拉德反应初始阶段的测定一、原理美拉德反应即蛋白质、氨基酸或胺与碳水化合物之间的相互作用。美拉德起始反应，以无紫外吸收的无色溶液为特征，且还原力增强。随着反应不断进行，溶液变成黄色，在近紫外区吸收增大，同时还有少量糖脱水变成5-羟甲基糠醛（HMF），以及发生健断裂形成二羰基化合物和色素的初产物，最后生成类黑精色素。本实验利用模拟实验：即葡萄糖与赖氨酸在一定pH缓冲液中加热反应，一定时间后测定HMF的含量和在波长为285nm处的紫外消光值(吸光度)。HMF的测定方法是根据与对—氨基甲苯和巴比妥酸在酸性条件下的呈色反应。此反应常温下生成最大吸收波长550nm的紫红色。因不受糖的影响，所以可直接测定。这种呈色物对光、氧气不稳定，操作时要注意。二、仪器与试剂（一）仪器：分光光度计、水浴锅、试管、碱性pH试纸(测pH9.0的样品)等。（二）试剂1．巴比妥酸溶液：称取巴比妥酸500mg，加约70ml水，在水浴上加热使其溶解，冷却后转移入100ml容量瓶中，定容。2．对—氨基甲苯(又名：对甲苯胺)溶液：称取对—氨基甲苯10.0g，加50ml异丙醇，在水浴上慢慢加热使之溶解，冷却后移入100ml容量瓶中，加冰醋酸10ml，然后用异丙醇定容。溶液置于暗处保存24小时后使用。保存4-5天后，如呈色度增加，应重新配制。3．1mol/L葡萄糖溶液。4．0.1mol/L赖氨酸溶液。5．2mol/L亚硫酸钠溶液三、操作步骤（一）取5支试管，分别加入5ml1.0mol/L葡萄糖溶液和0.1mol/L赖氨酸溶液，编号为A1，A2，A3，A4，A5。A2、A4调pH到9.0（0.1mol/LNaOH调节pH），A5加亚硫酸钠溶液2ml。5支试管置于90℃水浴锅内并记时，反应1h，取A1，A2，A5管，冷却后测定它们的285nm紫外吸收(以现配的未加热葡萄糖赖氨酸溶液为对照)和HMF值。（二）HMF的测定：A1，A2，A5各取2.0ml于三支试管中，加对一氨基甲苯溶液5ml。然后分别加入巴比妥酸溶液1ml，另取一支试管加A1液2ml和5ml对一氨基甲苯溶液，但不加巴比妥酸液而加1ml蒸馏水，将试管充分振摇。试剂的添加要连续进行，在1-2min内加完，以加水的试管为对照，测定在550nm处消光度值，通过消光度比较A1，A2，A5中HMF的含量可看出麦拉德反应与哪些因素有关。编号90℃反应1小时反应1h后反应条件(1-2min内迅速加完)对照迅速测定A1加热测285nm吸光值取2.0ml，加对氨基甲苯，巴比妥酸取A1反应液2.0ml，加对氨基甲苯，水测550nm吸光值A2pH调到9.0，加热测285nm吸光值取2.0ml，加对氨基甲苯，巴比妥酸测550nm吸光值A3加热记出现深色时间A4pH调到9.0，加热记出现深色时间A5加亚硫酸钠2ml，加热测285nm吸光值取2.0ml，加对氨基甲苯，巴比妥酸测550nm吸光值（三）A3，A4两试管继续加热反应，直到看出有深颜色为止，记下出现颜色的时间。四、注意事项HMF显色后会很快褪色，比色时一定要快实验三脂肪氧化、过氧化值及酸价的测定（滴定法）一、原理脂肪氧化的初级产物是氢过氧化物ROOH，因此通过测定脂肪中氢过氧化物的量，可以评价脂肪的氧化程度。同时脂肪氧化的初级产物ROOH可进一步分解，产生小分子的醛、酮、酸等，因此酸价也是评价脂肪变质程度的一个重要指标。本实验通过油脂在不同条件下贮藏，并定期测定其过氧化值和酸价，了解影响油脂氧化的主要因素。与空白和添加抗氧化剂的油样品进行比较，观察抗氧化剂的性能。实验中过氧化值的测定采用碘量法，即在酸性条件下，脂肪中的过氧化值与过量的KI反应生成I2，用Na2S2O3滴定生成的I2，求出每千克油中所含过氧化物的毫摩尔数，称为脂肪的过氧化值（POV）。酸价的测定是利用酸碱中和反应，测出脂肪中游离酸的含量。油脂的酸价以中和1克脂肪中游离酸所需消耗的氢氧化钾的毫克数表示。二、材料、仪器与试剂（一）材料：油脂。（二）仪器：小广口瓶，应保证规格一致，并干燥。恒温箱（控温60℃）。（三）试剂：1．丁基羟基甲苯（BHT）。2．0.01mol/LNa2S2O3：用标定的0.1mol/LNa2S2O3稀释而成，棕色瓶中贮存。3．氯仿一冰乙酸混合液：取氯仿40ml加冰乙酸60ml，混匀。4．饱和碘化钾溶液(最好现用现配)：取碘化钾10g，加水5ml，，必要时可以微热溶解，然后贮于棕色瓶中，如发现溶液变黄，应重新配制。5．0.5%淀粉指示剂：500mg淀粉加少量冷水调匀，再加一定量沸水（最后体积约为100ml），或者稍微加热溶解，放置于冰箱中保存。6．0.1mol/L氢氧化钾（或氢氧化钠）标准溶液。7．中性乙醚—95%乙醇（2：1）混合溶剂：临用前用0.1mol/L碱液滴定至中性。8．1%酚酞乙醇溶液。三、操作步骤（一）油脂的氧化：在干燥的小烧杯中，将120g油分为二等分，向其中一份中加入0.012gBHT，两份油脂作同样程度的搅拌至加入的BHT完全溶解。向三个广口瓶中各装入20g未添加BHT的油脂，另三个中各装入20g已添加BHT的油脂，按下表所列编号存放，一星期后测定过氧化值和酸价。室温光照1未添加BHT的油脂2添加BHT的油脂60℃3未添加BHT的油脂4添加BHT的油脂（二）过氧化值的测定：称取2g（准至0.01g）油脂置于干燥的250ml碘量瓶底部，加入20ml氯仿一冰乙酸混合液，轻轻摇动使油溶解，加入1ml饱和碘化钾溶液，摇匀，加塞，置暗处放置5min。取出立即加水50ml，充分摇匀，用0.01mol/LNa2S2O3滴定至水层呈淡黄，加入1ml淀粉指示剂，继续滴定至蓝色消失，记下体积V。（三）酸价的测定：称取油脂4g（准确至0.01g）于250ml的锥形瓶中，加入中性乙醚—乙醇混合液50ml，小心旋转摇动烧瓶使试样溶解，加三滴酚酞指示剂，用0.1mol/L碱液滴定至出现微红色在30s不消失，记下消耗碱液毫升数（V）。四、计算（一）过氧化值（POV）N×V×1000POV=——————（mmol/kg油）2W式中：N——Na2S2O3溶液摩尔浓度（mol/L）V——消耗Na2S2O3溶液体积（ml）W——称取油脂重量（g）（二）酸价N×V×56.1酸价（mgKOH/g油）=————————W式中：N——氢氧化钾的摩尔浓度V——消耗氢氧化钾溶液的体积（ml）56.1——氢氧化钾的毫摩尔W——称取油脂重量（g）五、注意事项（一）本实验需在两个单元时间进行，第一次做操作步骤之一，并熟悉过氧化值、酸价测定方法，测定实验油脂的起始过氧化值和酸价。（二）气温低时，第二次的实验可在油脂贮放两星期后进行。（三）滴定过氧化值时，应充分摇匀溶液，以保证I2被萃取至水相中。