食品化学实验教程

1、食品化学实验教程 指导老师：徐鑫 实验内容 n实验一 美拉德反应初始阶段的测定 n实验二 脂肪氧化、过氧化值及酸价的测定 n实验三 蛋白质的功能性质 实验原理： 美拉德反应又称羰氨反应，指含有氨基的化合物和含有羰基的化合美拉德反应又称羰氨反应，指含有氨基的化合物和含有羰基的化合 物之间经缩合、聚合而生成类黑精的反应。物之间经缩合、聚合而生成类黑精的反应。 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。美拉德反应开始， 以无紫外吸收的无色溶液为特征。随着反应不断进行，还原力逐渐增强，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-羟甲基糖醛（HMF），以及发 生健断裂形

2、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：即葡萄糖与甘氨酸在一定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。 HMF的测定方法是根据HMF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的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。 美拉德反应初始阶段的测定美拉德反应初始阶段的测定 美拉德反应初始阶段的测定美拉德反应初始阶段的测定 n操作步骤 n（一） 取5支试管，分别加入3ml 1.0mol/L葡萄糖溶液和0.1mol/L甘氨酸溶液， 编号为

3、A1，A2，A3，A4，A5。A2、A4加2mL 0.1mol/L NaOH将pH调到9.0， A5加2mL亚硫酸钠溶液。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紫外吸收和HMF值。 n（二） HMF的测定：A1，A2，A5各取2.0ml于三支试管中，加对氨基甲苯溶 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对氨 基甲苯溶液，但不加巴比妥酸液而加1ml水，将试管充分振动。试剂的添加要 连续进行，在1-2min内加完，以加水的试管作参比，测定在550nm处吸光度， 通过吸光度比较A1，A2，A5中HMF的含量可

4、看出美拉德反应与哪些因素有 关。 n（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。 nHMF显色后会很快褪色，比色时一定要快 2影响美拉德反应的因素影响美拉德反应的因素 n反应时间反应时间 n反应温度反应温度：反应路线取决于温度；而且温度还影响：反应路线取决于温度；而且温度还影响 反应物的活性。反应物的活性。 npH值值:pH 3- 9范围内，随着范围内，随着pH上升，褐变反应速度上升上升，褐变反应速度上升;pH 3,褐变反应程度较轻。褐变反应程度较轻。 n(4)、糖：、糖：醛糖醛糖酮糖酮糖;五碳糖五碳糖六碳糖六碳糖;单糖单糖双糖。双糖。 n(5)、氨基化合物

5、：、氨基化合物：反应速度的顺序为反应速度的顺序为:胺胺氨基酸氨基酸 蛋白质。蛋白质。 n(6)、水分含量：、水分含量：10% - 15% 含水量，容易发生褐含水量，容易发生褐 变。变。 n(7)、金属离子：铜 与铁 可 促进褐变反应。 n(8)、亚硫酸盐：亚硫酸盐可以和还原糖发 生加成反应后再与氨基化合物发生缩合， 从而抑制反应的进行 油脂氧化 n 作为食品工业的主要原料之一 ，油脂在人们 日常生活和化学工业上都占有十分重要的地位。 油脂氧化是指食品中的油脂在光、 射线、 空气和 脂氧酶的作用下， 食品表面和内部所发生的氧化 反应 ，油脂氧化是油脂及油基食品败坏的主要原 因之一。 油脂氧化的产

6、物不仅影响油脂食品的风 味、 色泽 、降低食品品质、而且产生许多有毒物 质影响食用者健康 。因此， 深入了解油脂氧化机 理有助于我们采取有效措施抑制油脂的氧化， 延 长保质期。 油脂氧化机理及产物 n酶促氧化 n光氧化 n自动氧化：最重要、最基本的氧化反应类 型 油脂自动氧化 n油脂自动氧化是活化的含烯物被过渡金属 等催化剂催化生成含烯游离基 ，含烯物的 游离基与基态氧发生的游离基反应。该反 应分为3个阶段，引发-增殖-终止。 引发 n油脂的这一变化阶段是油脂质量最为重要 的指标之一 。在这一阶段，诱发剂（过渡 金属）即使很微量也可诱发不饱和脂肪酸 及其甘油酯（RH）启动自动氧化反应， 生 成

7、含烯游离基（R) nRH R+H 增殖 n在这个过程中 已生成的含 烯游离基与氧结合形成过氧 游离基过氧游离基（ROO) 夺取别的脂类分子上的氢原 子,形成氢过氧化物(ROOH) 和新的自由基,依此往复循 环,各种游离基不断反应使 氢过氧化物(ROOH)不断积 累,增殖反应一旦开始,发展 速度非常快. 终止 n当自由基不断聚集 到一定的浓度,则相 互碰撞的频率大大 增加 ,两个游离基能 有效碰撞生成一个 双聚物,当引发阶段 产生的自由基耗尽 时,动氧化反应自行 终止. 实验二实验二 脂肪氧化、过氧化值及酸价的测定脂肪氧化、过氧化值及酸价的测定 n实验原理 n脂肪氧化的初级产物是氢过氧化物ROO

8、H，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。 过氧化值 n方法：碘量法。在酸性条件下，脂肪中的 过氧化物与过量的KI反应生成I2，析出的I2 用硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶液滴定，根据 硫代硫酸钠的用量来计算油脂的过氧化值。 求出每千克油中所含过氧化物的毫摩尔数， 即为脂肪的过氧化值（POV）。O+ I

9、2 - 2I- n4I2 + Na2S2O3 + 2Na+ 2OH- -2Na2SO4 +8 I- + H2O 酸价 n方法：滴定法。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。 过氧化值测定步骤 n1.称取混合均匀的油样1-2g于干燥的250mL碘量瓶底部，加入30mL异辛烷：冰乙酸 （2：3）混合液，轻轻摇动充分混匀； n2.加入1mL饱和碘化钾溶液，加塞后摇匀，置暗处1min； n3.取出，立即加入50mL蒸馏水，混匀后，立即用0.01 mol/L Na2S2O3标液滴定至水层 呈浅黄色时，加入1mL淀粉指示剂，滴定至蓝

10、色消失，记下体积V1； n4.做不加油样的空白，记V2； n（一）过氧化值（POV） n n C(V1-V2)1000 nPOV=（mmol/kg油） n 2W n 式中：CNa2S2O3溶液摩尔浓度（mol/L） n V1油样消耗Na2S2O3溶液体积（ml） n V2空白消耗Na2S2O3溶液体积（ml） n W称取油脂重量（g） n 酸价测定步骤 n1.称取油脂3-4g（准确至0.01g）于250ml的锥形瓶中； n2.加入中性乙醚-乙醇（2:1）混合液50ml，小心旋转摇动烧瓶使试样 溶解； n3.加2-3滴酚酞指示剂，用0.1mol/L碱液（KOH乙醇溶液）滴定至出现 微红色，并在3

11、0s内不消失，记下消耗碱液毫升数（V）。 n NV56.1 n 酸价（mg KOH/g 油）= n W n 式中：N氢氧化钾的摩尔浓度 n V消耗氢氧化钾溶液的体积（ml） n 56.1氢氧化钾的毫摩尔 n W称取油脂重量（g） 实验三实验三 蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质 n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。 n本实验以蛋清蛋白为代表，通过一些定性 试验了解它们的主要功能性质。 n（一）蛋白质的水溶性 n（1）在50ml的小烧杯中加入0.5ml蛋清

12、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。 n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。 n（二）蛋白质的起泡性 n（1）在三个250ml的烧杯中各加入2%的蛋清蛋白溶液50ml，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（相同 时间），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

13、影响。 n（三）蛋白质的持水性 n将新鲜瘦猪肉在绞肉机中搅成肉糜，取10g肉糜三份，分别加入2ml水，4ml水以及4ml 含有20mg焦磷酸钠（或三聚磷酸钠）的水溶液，顺一个方向搅拌2分钟，放置半小时 以上，观察三份肉糜的持水性、粘着性。 n（四）凯斯定氮法测定蛋白质含量 影响油脂氧化的因素 n脂肪酸的组成：油脂的氧化变质主要发生在含烯的不饱和脂肪酸成分 中，饱和脂肪酸是最稳定的，油脂分子的不饱和程度越高 氧化作用发 生越明显。 n水分活度 n油脂食品中少量的水分活度 Aw02 被认为有益于油脂的稳定性， 油脂从极低的水分活度 Aw 开始氧化速度随着水分的增加而降低， 这 是由于这部分水能与脂

14、肪氧化的自由基反应中的氢过氧化物形成氢键， 氢键可以保护氢过氧化物的分解 因此可以降低过氧化物分解时的初速 度同时 催化氧化作用的微量金属水合后降低了氧化活性 从而阻碍了 氧化的进行 但当水分活度不断增大 02Aw08 增加的水分增 加了氧的溶解度也使脂肪大分子肿胀 暴露了更多的氧化部位 加速了 氧化 当水分活度继续增大 Aw08 后 水对催化剂的稀释降低了催 化效力和反应物浓度 氧化速度降低 n氧是影响油脂氧化的主要原因之一 。无论是光氧化还是在自由基链式 反应过程中，氧气作为反应物之一起着重要的传递作用。氧气含量越 高 油脂氧化程度就越高 反之 食品油脂的氧化程度就越低 n环境光照强度是引起