生物制品检验技术实验

实验一生物制品中水分的测定干燥制品中水分含量的高低，直接影响冻干制品的质量和保存效期。冻干血浆水分含量愈低忿好，能使保存期延长，不易变性。活菌苗含水量过高，易造成活菌死亡或蛋白变性．使制品失效。但含水量过低，能使菌体脱水，同样会造成活菌死亡，降低效力。方法一直接干燥法1、实验原理基于生物制品中的水分受热以后,产生的蒸汽压高于空气在电热干燥箱重中的分压,使制品中的水分蒸发出来,同时,由于不断的加热和排走水蒸汽,而达到完全干燥的目的,制品干燥的速度取决于整个压差的大小。2、适用范围本法以样品在蒸发前后的失重来计算水分含量,故适用于在95~105℃范围不含其他挥发成分且对热稳定的各种冻干制品。3、样品的制备、测定及结果计算①样品必须磨碎，全部经过20~40目筛，混匀。在磨碎过程中，要防止样品水分含量变化。一般水分在14%以下时称为安全水分，即在实验室条件下进行粉碎过筛等处理，水分含量一般不会发生变化。但要求动作迅速。制备好的样品存于干燥洁净的磨口瓶中备用。②测定时，精确称取上述样品2~10g（视样品性质和水分含量而定），置于已干燥、冷却并称至恒重的有盖称量瓶中，移入95~105℃常压烘箱中，开盖2~4小时后取出，加盖置干燥内冷却0.5小时后称重。再烘1小时左右，又冷却0.5小时后称重。重复此操作，直至前后两次质量差不超过2mg即算恒重。③测定结果按下式计算：水分（%）=%式中m1----------干燥前样品于称量瓶质量，gm2---------干燥后样品与称量瓶质量，gm3---------称量瓶质量，g4、操作条件选择操作条件选择主要包括:称样数量,称量皿规格,干燥设备及干燥条件等的选择.①称样数量：测定时称样数量一般控制在其干燥后的残留物质量在1.5~3g为宜。对于水分含量较低的生物制品，将称样数量控制在3~5g。②称量皿规格：称量皿分为玻璃称量瓶和铝质称量盒两种。前者能耐酸碱，不受样品性质的限制，故常用于干燥法。铝质称量盒质量轻，导热性强，但对酸性食品不适宜，常用于减压干燥法。称量皿规格的选择，以样品置于其中平铺开后厚度不超过皿高的1/3为宜。1003121mmmm③干燥设备：电热烘箱有各种形式，一般使用强力循环通风式，其风量较大，烘干大量试样时效率高，但质轻试样有时会飞散，若仅作测定水分含量用，最好采用风量可调节的烘箱。当风量减小时，烘箱上隔板1/2~1/3面积的温度能保持在规定温度±1℃的范围内，即符合测定使用要求。温度计通常处于离隔板3cm的中心处，为保证测定温度较恒定，并减少取出过程中因吸湿而产生的误差，一批测定的称量皿最好为8~12个，并排列在隔板的较中心部位。④干燥条件：温度一般控制在95℃~105℃，对热稳定的生物制品，可提高到120℃~130℃范围内进行干燥；对含还原糖较多的制品应先用低温（50℃~60℃）干燥0.5小时，然后在用100℃~105℃干燥。干燥时间的确定有两种方法，一种是干燥到恒重，另一种是规定一定的干燥时间。前者基本能保证水分蒸发完全；对于准确度要求不高的样品，可采用第二种方法进行。5、说明及注意事项①在测定过程中，称量皿从烘箱中取出后，应迅速放入干燥器中进行冷却，否则，不易达到恒重。②干燥器内一般用硅胶作干燥剂，硅胶吸湿后效能会减低，故当硅较蓝色减褪或变红时，需及时换出，置135℃左右烘2~3小时使其再生后再用。硅胶若吸附油脂等后，去湿能力也会大大减低。③含有较多氨基酸、蛋白质及羰基化合物的样品，长时间加热则会发生羰氨反应析出水分而导致误差：对此类制品宜用其他方法测定水分含量。方法二卡尔•费休法卡尔•费休（Karl•Fischer）法，简称费休法或K-F法，是在1935年由卡尔•费休提出的测定水分的容量方法，属于碘量法，对于测定水分最为专一，也是测定水分最为准确的化学方法。多年来许多分析工作者是曾对此方法进行了较为全面的研究，在反应的化学计量、试剂的稳定性、滴定方法、计量点的指示以及针对各种类型样品的应用和仪器操作的自动化等方面均有显著的改进，使该方法日趋成熟与完善。1、实验原理费休法的基本原理是利用I2氧化SO2时，需要有定量的参加反应，但此反应具可逆性，当硫酸浓度达0.05%以上时，即能发生逆反应，要使反应顺利地向右进行，需要加入适当的碱性物质以中和反应过程中生成的酸。经实验证明，采用吡啶（C5H5N）作溶剂可满足此要求，但生成的硫酸吡啶很不稳定，能与水发生副发应，消耗一部分水而干扰测定，若有甲醇存在，则硫酸吡啶可生成稳定的甲基硫酸氢吡啶，于是促使测定水的滴定反应得以定量完成。由此可见，滴定操作所用的标准溶液是含有I2、SO2、C5H5N及CH3OH的混合溶液，此溶液称为费休试剂。化学反应式如下：费休法的滴定总反应式可写为：（I2+SO2+3C5H5N+CH3OH）+H2O2C5H5N•HI+C5H5N•HSO4CH3从上式可以看到1mol水需要与1mol碘、1mol二氧化硫和3mol吡啶及1mol甲醇反应而产生2mol氢碘酸吡啶和1mol甲基硫酸氢吡啶（实际操作中各试剂用量摩尔比为I2：SO2：C5H5N=1：3：10）。2、适用范围费休法广泛地应用于各种液体、固体及一些气体样品中水分含量的测定，均能得到满意的结果，在很多场合，此法也常被作为水分特别是痕量水分（低至ppm级）的标准分析方法，用以校正其他测定方法。结果的准确度优于直接干燥法，也是测定脂肪和油品中痕量水分的理想方法。3、主要仪器KF—1型水分测定仪（上海化工研究院制）或SDY—84型水分滴定仪（上海医械专机厂制）4、试剂①无水甲醇：要求其含水量在0.05%以下。量取甲醇约200ml置干燥圆底烧瓶中，加光洁镁条15g与碘0.5g，接上冷凝装置，冷凝管的顶端和接受器支管上要装上无水氯化钙干燥管，当加热回流至金属镁条溶解。分馏，用干燥的抽滤瓶作接受器，收集64~65℃馏分备用。②无水吡啶：要求其含水量在0.1%以下。吸取吡啶200ml置干燥的蒸馏瓶中，加40ml苯，加热蒸馏，收集110~116℃馏分备用。③碘：将固体碘置硫酸干燥器内干燥48小时以上。④无水硫酸钠。⑤硫酸。⑥二氧化硫：采用钢瓶装的二氧化硫或用硫酸分解亚硫酸钠而制得。⑦5A分子筛。⑧水-甲醇标准溶液：每ml含1mg水，准确吸取1ml水注入预先干燥的1000ml容量瓶中，用无水甲醇稀释至刻度，摇匀备用。⑨卡尔•费休试剂：称取85g碘于干燥的1L具塞的棕色玻璃试剂瓶中，加入670ml无水甲醇，盖上瓶塞，摇动至碘全部溶解后，加入270ml吡啶混匀，然后置于冰水浴中冷却，通入干燥的二氧化硫气体60~70g，通气完毕后塞上瓶塞，放置暗处至少24小时后使用。标定：预先加入50ml无水甲醇于水分测定仪的反应器中，接通仪器电源，启动电磁搅拌器，先用卡尔•费休试剂滴入甲醇中使其尚残留的痕量水分与试剂作用达到计量点，即为微安表的一定刻度值（45uA或48uA），并保持1分钟内不变，不记录卡尔•费休试剂的消耗量。然后用10ul蒸馏水（相当于0.01g水，可先用天平称量校正，亦可用减量法滴瓶称取0.01g水于反应器中），此时微安表指针偏向左边接近零点，用卡尔•费休试剂滴定至终点，记录卡尔•费休试剂消耗量。卡尔•费休试剂对水的滴定度为：式中：G——水的质量，g；V——滴定消耗卡尔•费休试剂的体积，ml。5、操作方法取样量视各种样品含水量不同，一般每份被测样品中含水20~40mg为宜。准确称取0.3~0.5g样品置于称样瓶中。在水分测定仪的反应器中加入50ml甲醇中痕量水分，滴定至微安表指针的偏转程度与标定卡尔•费休试剂操作中的偏转情况相当并保持1分钟不变时（不记录试剂用量），打开加料口迅速将称好的试样加入反应器中，立即塞上橡皮塞，开动电磁搅拌器使试样中的水分完全被甲醇所萃取，用卡尔•费休试剂滴定至原设定的终点并保持1分钟不变，记录试剂的用量（ml）。6、结果计算水分（%）=式中：T——卡尔•费休试剂对水的滴定度，mg/ml；V——滴定所消耗的卡尔•费休试剂体积，ml；W——样品质量，g。本测定注意：（1）新配制的费体氏试剂极不稳定，应放置1周后使用。另外此试剂异常灵敏，受空气湿度影响甚大．故滴定操作应在相对湿度低于30％的条件下进行。(2)所用仪器均应干燥无水。全部操作尤其是标准水的吸取和滴定等应迅速堆确、以免VGT1000WVTWVT101001000延时、吸水，而影响结果。(3)本法不能用于测定含有酮类、酸类化合物的样品。因为这类物质可与费休氏试剂产生反应。实验二生物制品中蛋白质含量的测定蛋白质是含氮有机物，自然界中的蛋白质含氮比较稳定，平均含量约为16%，即100g蛋白质平均含氮16g。因此在测定生物样品的蛋白质含量时，可先测定样品中的含氮量，再乘以系数6.25，便可换算成蛋白质含量。凯氏定氮法是测定蛋白质含量的经典方法。一、实验原理样品用浓硫酸消化时，其中的含氮有机物分解放出氨，氨与硫酸化合生成硫酸铵。在消化时常加入硫酸铜和硫酸钾作催化剂，以加速分解速度并提高消化的温度。消化完毕，加入强碱使消化液中的硫酸铵分解，放出氨。利用蒸汽蒸馏法，用硼酸溶液吸收蒸馏出来的氨，氨与硼酸溶液中的氢离子结合生成离子，使吸收液中的氨离子浓度下降，然后用标准酸溶液滴定，使吸收液中的氢离子恢复到原先的浓度，即可从消耗的酸量，计算样品中的含氮量。样品消化，蒸馏的化学反应可归纳如下：(NH4)2SO4+2NaOH→2NH3↑+Na2SO4+2H2O二、仪器药品凯氏蒸馏器、凯氏烧瓶、消化架、三角烧瓶、滴定管、移液管、量筒烧杯、天平、2%硼酸、浓硫酸、催化剂：硫酸铜和硫酸钾按3∶1混合，研细。混合指示剂：0.1%溴甲酚绿酒精溶液10ml，0.1%甲基红酒精溶液2ml，混合即得，贮于棕色瓶内。三、操作步骤1．样品的消化(1)在分析天平上准确称取生物制品干粉（40─60目过筛）100─500mg（视样品中含氮量而定）2份。(2)取50ml凯氏烧瓶3只，将称好的样品分别送入第1、2只烧瓶底部，第3只烧瓶不加样品，作为空白对照，以测定试剂中的微量含氮化合物。于各个烧瓶中加入催化剂0.3g，浓硫酸5ml，然后将烧瓶置于通风橱消化架上，先用小火加热，待瓶内水分蒸完，硫酸开始放出SO2白烟，可加大火焰，使液体保持微沸状，直至溶液呈透明蓝绿色为止。在消化过程中，要经常转动烧瓶，使得瓶壁上的碳化颗粒，为浓硫酸回流至瓶底，使消化完全。为了缩短消化时间，当溶液变为浅棕色时，可加3─4滴30%过氧化氢。消化完毕，冷却，待蒸馏。2．氨的蒸馏(1)蒸馏装置的洗涤：先用自来水将凯氏定氮仪清洗干净，按图1装置好。在蒸汽发生瓶中（烧瓶1）加入约2/3体积的蒸馏水，加入浓硫酸数滴（在酸性情况下，水中氨不会蒸馏出来）及沸石（或毛细管数根）使沸腾均匀，关闭活塞A和B，将烧瓶1中的水煮沸，使蒸汽充分洗涤仪器，并检查装置的各个部分有无漏气现象，然后打开活塞B，让蒸汽洗涤漏斗约5分钟，再将活塞B关闭，继续蒸馏约5分钟，使全部蒸馏器洗涤干净。先移去三角烧瓶，再移去煤气灯，略等数秒钟，此时烧瓶1内气压下降，积聚在蒸馏瓶3内的水，被吸到管2内，开启活塞A，废液即从管2底部放出。以后每个样品蒸馏完毕，都需进行上述的洗涤过程2─3次。(2)消化液的蒸馏：先打开活塞A和B，再将事先准备好的盛有5ml2%硼酸及2滴混合指示剂的三角烧瓶，放在冷凝管下端，使管口浸入液面下。取蒸馏水1ml加到凯氏烧瓶中，使与消化液混合，小心地将此溶液从漏斗倒入蒸馏瓶3中，再用少量蒸馏水洗涤克氏烧瓶，洗液也从漏斗倒入蒸馏瓶3中，如此洗涤3次。然后从漏斗加入30%NaOH7ml，用蒸馏水少许洗涤漏斗2次，每次放液时都应控制活塞B，保留少许蒸馏水于漏斗内，密封之以防逸出氨气。关闭活塞A和B，立即将烧瓶1加热沸腾，开始蒸馏。三角烧瓶中的液体由棕紫色变为蓝绿色，再继续蒸3分钟，将三角烧瓶下降，使冷凝管口离开液面约1cm，继续蒸馏1分钟。用少量蒸馏水冲洗冷凝管下端，洗涤液直接流入三角烧瓶中，然后移去三角烧瓶，再移煤气灯，使蒸馏瓶3中的废液吸到管2中，开启活塞A放出废液