生物工业分析技术教案

《生物工业分析技术》教案

生物与环境工程系

生物工业分析技术教案

课程名称：生物工业分析技术

英文名称：Analysisofbiologyindustry

适用专业：生物化工（生物与环境工程系）

课程类别：考试

课程性质：专业课

第一次课

【教学目的】总体讲解生物工业分析课程的任务和作用，使学生对本门课程产生细

致了解，并介绍生物工业分析的特点及方法。

【教学重点】生物工业分析的方法；

标准的分类及认识。

【教学方法和手段】讲授

【课时】2

【教学过程及板书设计】

【板书】

一生物工业分析的任务和作用

1.生物工业分析是分析化学在工业生产上的具体应用。

【讲解】通过本门课程的学习，可以掌握如何把分析化学中学过的理论和方法应用

于生物工业分析中。

【板书】

2.生物工业分析的任务

生物工业分析的任务是研究工业生产的原料、辅助材料、中间产品、产品、副

产品以及生产过程中各种废物的组成的分析检验方法。

二生物工业分析的特点

1.物料不均匀批量大——取样代表性；

2.物料组成复杂—方法考虑干扰影响；

3.物料溶解性较差——选择适当试样分解方法；

4.准确获得信息，快速化。

三生物工业分析方法

1.快速分析法

【讲解】

主要用以控制生产工艺过程中最关键的阶段，要求能迅速得到分析结果，而对准确

度则允许在符合生产要求的限度内适当降低，此法多用于车间生产控制分析。

2.标准分析法

【讲解】

标准分析法的结果是进行工艺核算及评定产品质量的依据，因此，需要很高的准确

度，完成分析的时间可适当长些。此种分析方法主要用于测定原料，产品的化学组

成，也常用于校核和仲裁分析.此项工作通常在中心试验室进行。

制定和采用标准方法是质量保证的重要措施。国际标准化组织（ISO为此下设162

个技术委员会（TO,制定各种标准方法。以IS。标准每5年复审一次.但ISO

标准不带强制性。我国在国家标准管理方法中规定国家标准实施5年内要进行复审，

即国家标准有效期一般为5年

【板书】

标准分类：国家标准（GB）；行业标准（HB）；地方标准（DB）；企业标准（QB）

四生物工业分析的发展及学习要求

【作业】

【教学后记】...............................................................

项目一采样和预处理

第一节采样总则

【教学目的】熟悉采样的专业术语，了解采样的目的和重要性；

掌握采样的基本程序。

【教学重点】采样的专业术语的理解把握；

采样的基本程序的掌握。

【教学方法和手段】讲授

【课时】2

【教学过程及板书设计】

【讲解】

生物工业分析的任务是测定大宗物料的平均组成。那么在大宗物料中选取一定量的

样品进行分析测定，使其能代表总体物料的平均参数，这个工作就显得尤为重要。

【板书】

一采样的目的和重要性

采取能代表原始物料平均组成（代表性）的分析试样。

二基本术语

L总体：研究对象的全体

2.采样单元：具有界限的一定数量的物料

3.子样：在采样点上采集一定量的物料称为子样

4.实验室样品：送实验室供检验或测试而制备的样品。就是按科学的方法所选取的

少量能代表整批物料或某一矿山地段的平均组成的样品，也叫原始平均试样。

5.试样：由实验室样品制得的样品.

6.原始样品：合并所有的子样

7.备考样品：有实验室样品同时制备的、日后有可能作为检验和测试而提供的样品。

【讲解】：举例解释上述几个术语。

【板书】

三物料分类和采样的基本程序

1.采样原则：采得的样品具有充分的代表性。

【讲解】物料的基本分类，并举例解释，引发学生思考对于不同的物料采样时应采

取的方法。

【提问】对于均匀物料，如工业用水，如何取样？

如果是矿石类的不均匀物料，如何取样？

【板书】

2.采样的基本程序

（1）制定方案

♦样品数和样品量

＞确定样品数

【讲解】根据物料是散装或是产品，并依据批量多少，确定合适样品数。

A确定样品量：

【讲解】样品量满足要求：满足三次重复需要；满足备考样品需要；满足加工

处理需要。

对于不均匀的物料，可采用下列试样的采集量经验计算公式：

Q》kda

【讲解】式中

d—实验室样品中最大颗粒的直径，mn

Q—采取实验室样品的最低可靠质量，kg

ka一经验常数，由实验室求得

一般k值在0.02-1之间，样品越不均匀，出直越大，物料均匀QQ3物

料不太均匀Q4-0.6物料极不均匀0.7—L0；a=L8-25地质部门一般

规定为2

【板书】

结论：物料颗粒越大，最小采样质量越多；样品越不均匀，最小采样量月多。

例题1-2,略讲

【板书】

♦采样安全

【讲解】与学生互动讨论采样时注意的安全问题。

【板书】

(2)采样记录

【讲解】采样时应该记录被采物料的状况和采样操作，详细做好采样记录。包括分

析项目名称、样品名称、样品编号、总物料批号、数量、生产单位、采样点、采样

部位、采样日期等等。

【板书】

(3)留样及废弃样品

♦留样：留取、贮存、备考样品。

♦弃样

【讲解】样品留取供分析检测与备考用，用容器装好并贴标签；而对于备检样品，

则保存期不要超过六个月，并按相应规定废弃。

【作业】

【教学后记】……....___________________.........______________________________

第二节固体试样的采取

【教学目的】了解固体试样采取的常用工具；

熟悉固体物料采样的基本方法；

熟悉样品的制备和保存过程。

【教学重点】固体物料采样的基本过程及方法。

【教学方法和手段】讲授

【课时】2

【教学过程及板书设计】

【板书】

＞工业产品：均匀，杂质少，任意部位采取试样，避免带入杂质及引起物料变化;

＞固体矿物：不均匀，杂质多，采样过程繁琐。

【讲解】以商品煤为例讲解固体物料的特点，并发动学生展开讨论。

【板书】

一.采样工具：

1.自动采样器

2.采样铲

3.采样探子

4.采样钻

5.气动探子和真空探子

【讲解】依次介绍各种固体采样的工具，着重介绍适用情况及适用方法。

【板书】

二.子样数目和子样质量

1.子样数目：根据商品煤的总量查表确定

2.子样质量：根据粒度查表确定最小质量。

【讲解】以商品煤为例，讲解子样数目选择原则。

【板书】

三.采样方法

I.物料堆中采样：

【讲解】其方法是：在料堆的周围，从地面起每隔Q历1左右，用铁铲划一横线，

然后每隔1〜血划一竖线，间隔选取横竖线的交叉点作为取样点，如图所示。在取

样点取样时，用铁铲将表面刮去Q如深入Q如挖取一个子样的物料量，每个子

样的最小质量不小于5kg,最后合并所采集的子样。

【板书】

2.物料流中采样：

【讲解】在物料流中采样，通常采用舌形铲，一次横断面采取一个子样。采样应按

照左、中、右进行布点，然后采集。在横截皮带运输机采样时，采样器必须紧贴皮

带，而不能悬空铲取物料。

【板书】

3.运输工具中采样

【讲解】当车皮容量为30t以下时，沿斜线方向，采用三点采样；当车皮容量为40t

或50t时，采用四点采样；当车皮容量为50t以上时，采用五点采样。

【板书】

四.样品的制备和保存

1.样品的制备

从实验室样品到分析试样的这一处理过程称为试样的制备。试样的制备一般需要经

过破碎、过筛、混合、缩分等步骤。

(1)破碎

【讲解】

令破碎可分为粗碎、中碎、细碎和粉碎4个阶段。根据实验室样品的颗粒大小、

破碎的难易程度，可采用人工或机械的方法逐步破碎，直至达到规定的粒度。

令破碎工具：拶式破碎机、辐式破碎机、圆盘破碎机、球磨机、钢臼、铁锤、研

钵等。

令破碎的注意事项。

（2）过筛

【讲解】

物料在破碎过程中，每次磨碎后均需过筛，未通过筛孔的粗粒再磨碎，直至样品全

部通过指定的筛子为止易分解的试样过170目筛，难分解的试样过200目筛）。

（3）混合

【讲解】

混匀法通常有铁铲法或环锥法、掀角法，机械混匀法。

（4）缩分

【讲解】缩分是在不改变物料的平均组成的情况下，逐步缩小试样量的过程。

缩分方法：

＞锥形四分法（将混合均匀的样品堆成圆锥形，用铲子将锥顶压平成截锥体，通

过截面圆心将锥体分成四等份，弃去任一相对两等份

＞机械缩分法（分样器为中间有一个四条支柱的长方形槽，槽低并排焊着一些左

右交替用隔板分开的小槽（一般不少于10个且须为偶数），在下面的两侧有承

接样槽。将样品倒入后，即从两侧流入两边的样槽内，把样品均匀地分成两份,

其中的一份弃去，另一份再进一步磨碎、过筛和缩分。

【板书】

2.样品的保存。

【作业】

【教学后记】_______________________________________________________________

第三节液体试样的采取

【教学目的】了解常用液体采样工具及适用方法；

掌握液体样品类型和对应的采样方法。

【教学重点】液体样品类型和采样方法。

【教学方法和手段】讲授

【课时】2

【教学过程及板书设计】

【板书】

特点：物料流动，均匀，易于采取均匀样品，但采样要注意人身安全。

【讲解】工业生产中的液体物料也是多种多样，总体来说较均匀，采样容易，采样

工具相对也比较简单。

【板书】

一.采样工具

1.采样勺

2.采样管

3.采样瓶

【讲解】讲解常见液体采样工具，特别说明各种工具适用情况及适用方法。

【板书】

二样品类型

1.部分样品

2.全液位样品

3.平均样品

4.混合样品

【讲解】根据图示解释各部位样品。

【提问】如何用采样管采取全液位样品？

【板书】

三采样方法

（一）一般液体样品的采取

1.自小储存容器中采样：虹吸管，子样为总件数的2%-5%,但是不得少于两件

2.自大储存容器中采样：从放样口或者顶部进样口采样，根据物料高度选择适当比

例；

3.自槽车中采样：金属采样管，部位样品混合成平均样品；

4.船舶采样：采样瓶，平均样品；

5.自输送管道采样：采样阀，定时采样。

（二）特殊性质样品的采取

1.粘稠样品：交货过程中采样最为适宜；

2.液化气体：在储罐、装车和卸车管线上取样；

3.稍加热即成流动态的化工产品：灌装过程中取样。

四采样的注意事项

【讲解】对于液体物料的采集，要根据其性质选用合适的采样方法，举例详讲特

殊物料采集的注意事项，引发学生讨论。

【作业】

【教学后记】……....___________________.........________________________________

第四节气体试样的采取

【教学目的】了解气体物料采样设备的基本组成及适用范围；

掌握气体试样采集的方法。

【教学重点】气体试样采集的方法。

【教学方法和手段】讲授

【课时】2

【教学过程及板书设计】

【板书】

特点：混合均匀，易于取样；注意安全

一采样设备

采样设备由采样器、导管、样品容器、预处理装置、调节压力和流量装置、吸气器

和抽气泵等组成。

【讲解】依次讲解采样设备的各种组成及适用情况。

【板书】

二采样方法

1.常压状态气体的采样

2.正压状态气体的采样

3.负压状态气体的采样

【讲解】介绍各种状态气体物料的特征，引发学生思考，并讨论在各种状态下，该

选用什么采样设备并进行采样操作。

【板书】

三方法讨论

（1）采样前检查样品容器，制定合适采样方法；

（2）如果在较大容器中，要设置合适样点；

（3）赢选用小、短的导管

（4）对高纯样品，应每瓶采样。

【作业】

【教学后记】_______________________________________________________________

实验一、滴定法测定酸奶总酸度

生物样品中的酸味物质，主要是溶于水的一些有机酸和无机酸。在果

蔬及其制品中，以苹果酸，柠檬酸，酒石酸，琥珀酸和醋酸为主；在肉，

鱼类样品中则以乳酸为例。止匕外，还有一些无机酸，像盐酸，磷酸等。这

些酸味物质，有的是样品中的天然成分，像葡萄中的酒石酸，苹果中的苹

果酸；有的是人为的加进去的，像配制型饮料中加入的柠檬酸；还有的是

在发酵中产生的，像酸牛奶中的乳酸。酸在生物样品中主要有以下三个方

面的作用。

1、显味剂

不论是哪种途径得到的酸味物质，都是生物样品重要的显味剂，对生

物样品的风味有很大的影响。其中大多数的有机酸具有很浓的水果香味，

能刺激食欲，促进消化，有机酸在维持人体体液酸碱平衡方面起着重要的

作用。

2、保持颜色稳定

生物样品中的酸味物质的存在，即pH值的高低，对保持生物样品的

颜色的稳定性，也起着一定的作用。在水果加工过程中，如果加酸降低介

质的pH值，可抑制水果的酶促褐度；选用pH6.5-7.2的沸水热烫蔬菜，

能很好地保持绿色蔬菜特有的鲜绿色。

3、防腐作用

酸味物质在生物样品中还能起到一定的防腐作用。当生物样品的pH

小于2.5时，一般除霉菌外，大部分微生物的生长都受到了抑制；若将醋

酸的浓度控制在6%时，可有效地抑制腐败菌的生长。

一、实验意义与目的

酸度测定的意义

1.测定酸度可判断果蔬的成熟程度

果品、蔬菜在其生长发育过程中，有机酸的种类和含量是在不断变化

的，通过测定酸的种类或含量能够判别果蔬的成熟度。例如：如果测定出

葡萄所含的有机酸中苹果酸高于酒石酸时，说明葡萄还未成熟，因为成熟

的葡萄含大量的酒石酸。另外，不同种类的水果和蔬菜，酸的含量因成熟

度、生长条件而异，一般成熟度越高，酸的含量越低。如番茄在成熟过程

中，总酸度从绿熟期的0.94%下降到完熟期的0.64%,同时糖的含量增加，

糖酸比增大，具有良好的口感，故对酸度的测定是判断原料的成熟度的主

要指标之一。

2,可判断生物样品的新鲜程度

原料的酸度常常是其新鲜的指标。例如：新鲜牛奶中的乳酸含量过高,

说明牛奶已腐败变质；水果制品中有游离的半乳糖醛酸，说明受到霉烂水

果的污染。因此酸度的测定是检测新鲜的指标之一。

3.可反映了生物样品的质量

生物样品中有机酸含量的多少，直接影响生物样品的风味、色泽、稳

定性和品质的高低。酸的测定对微生物发酵过程具有一定的指导意义。如：

酒和酒精生产中，对麦芽汁、发酵液、酒曲等的酸度都有一定的要求。发

酵制品中的酒、啤酒及酱油、食醋等中的酸也是一个重要的质量指标。

另外，酸在维持人体体液的酸碱平衡方面起着显著地作用。人体体液

pH值为7.3-74,如果体液的pH值过大，就要抽筋，过小则又会发生酸性

中毒。

生物样品中的酸度通常用总酸度（滴定酸度）、有效酸度、挥发酸度

来表示。

总酸度：是指生物样品中所有酸性物质的总量，包括已离解的酸浓度

和未离解的酸浓度，采用标准碱液来滴定，并以样品中主要代表酸的百分

含量表不。

有效酸度：指样品中呈离子状态的氢离子的浓度（严格地讲是活度）

用pH计进行测定，用pH值表示。

挥发性酸度：指生物样品中易挥发部分的有机酸。如乙酸、甲酸等，

可用直接或间接法进行测定。

本实验的目的：学会用滴定法测定生物样品的总酸度。

二、原理

生物样品中的有机酸（弱酸）用标准碱液滴定时，被中和生成盐类。

用酚骸作指示剂，当滴定到终点（pH=8.2,指示剂显红色）时，根据消耗

的标准碱液体积，计算出样品总酸的含量。其反应式如下：

RCOOH+NaOH—RCOONa+H2O

三、试剂

O.lmol/L氢氧化钠，0.5%酚猷指示剂

四、实验步骤

1.0.1mol/L氢氧化钠的标定：

称取0.3-0.4g（0.0001g）干燥衡重后的基准物邻苯二甲酸氢钾，加25ml

水震荡溶解，加2-3滴酚麟指示剂，用待标定的0.1mol/L氢氧化钠滴定至

溶液呈微红色，15S不退色，平行两次，同时做空白实验，记录用量。

2.酸奶样品的测定：

称取5g（0.01g）的酸奶于250ml的锥形瓶中，加20ml蒸储水充分溶

解摇匀，加2-3滴酚蹴指示剂，用已标定的O.lmoVL氢氧化钠溶液滴定样

品至微红色15s不退色，即为终点。

3.计算

总酸度（％）

CVK

xlOO

m

式中：C：标准氢氧化钠溶液的浓度mol/L为

X1000

204.2X%

V：滴定所消耗标准碱液的体积ml

V2：标定NaOH所消耗碱液的平均体积ml

M：样品质量或体积（g或ml）

W：所称的基准物的质量（g）

K：换算为适当酸的系数，0.09,即Immol氢氧化钠相当于乳酸

的克数是0.09克。

因为生物样品中含有多种有机酸，总酸度测定结果通常以样品含量最

多的那种酸表示。例如一般分析葡萄及其制品时，用酒石酸表示，其

K=0.075；测柑橘类果实及其制品时，用柠檬酸表示，其K=0.064；分析苹

果及其制品时，用苹果酸表示，其K=0.067；分析乳品、肉类、水产品及

其制品时，用乳酸表示，其K=0.090；分析酒类、调味品，用乙酸表示，

K=0.060o

五思考题

1.简述生物样品中有机酸的种类及其特点，对于颜色较深的一些样

品，在测定其酸度时，如何排除干扰，以保证测定的准确度？

2.生物样品的总酸度，有效酸度，挥发酸测定值之间有什么关系？生

物样品中酸度的测定有何意义？

实验二、土豆中的淀粉含量的测定

土豆，学名马铃薯，俗称“地蛋”、“山药蛋”，系多年生地下茎草

本作物，现多为一年一季或一年两季栽培。除了食用之外，大多数的土豆

可以做淀粉、酒精等工业原料。鲜马铃薯中的成分除了淀粉、水之外，还

有1.8-8.5%的粗蛋白质和少量的纤维素和可溶性的糖。

一、目的要求

掌握还原糖直接测定原理、方法；

了解淀粉酸水解方法。

二、原理

首先将淀粉水解成葡萄糖。

测定总糖通常以还原糖的测定法为基础，将生物样品中的非还原性双

糖，经酸水解成还原性单糖，再按还原糖测定法测定，测出以转化糖计的

总糖量。

其次标定葡萄糖的含量，之后换算成淀粉地含量。

葡萄糖的标定原理如下：将一定量的碱性酒石酸铜甲、乙液等量混合,

立即生成天蓝色的氢氧化铜沉淀，这种沉淀很快与酒石酸钾钠反应，生成

深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物。在加热条件下，以次甲基蓝作为指

示剂，用样液滴定，样液中的还原糖与酒石酸钾钠铜反应，生成红色的氧

化亚铜沉淀，待二价铜全部被还原后，稍过量的还原糖把次甲基蓝还原，

溶液由蓝色变为无色，即为滴定终点。根据样液消耗量可计算还原糖含量。

另外，斐林试剂中加入亚铁氧化钾(黄血盐)，使红色氧化亚铜沉淀生成可

溶性的复盐，反应终点更为明显。

Cu20+K4Fe(CN)6+H2O=K2Cu2Fe(CN)6+2K0H(淡黄色)

三、试剂

1.碱性酒石酸铜甲液：称取15g硫酸铜及0.05g四甲基蓝，溶于水

中并稀释到1000ml

2.碱性酒石酸铜乙液:取50g酒石酸钾钠及75g氢氧化钠，溶于水中，

在加4g亚铁氧化钾，完全溶解后，再用水稀到1000ml,储存于橡胶塞玻

璃瓶内。

3.106g/L亚铁氧化钾溶液。

4.盐酸。

5.葡萄糖标准液：准确称取1.000g干燥至恒量的纯葡萄糖，加水

溶解后加入5ml盐酸，并以水稀释至1000mlo

四、测定步骤

1、样品处理：

①精称0.2-0.4g(0.0001g)样品，用30ml85%乙醇分三次洗涤过

滤，弃滤液以除去可溶性的糖和蛋白，将残渣用100ml水三次转移至磨

口三角瓶中，并加入6M盐酸15mlo

②淀粉酸解为葡萄糖：样品煮沸回流加热lh,冷却后加2滴甲基红

指示剂，用40%(质量分数)氢氧化钠中和至黄色，再用盐酸调制红，改

用10%的氢氧化钠调至黄色，加水定容250mL混匀，用干燥滤纸过滤，

弃初滤液，收集滤液备用。

2、碱性酒石酸铜溶液的标定

①准确吸取碱性酒石酸铜甲液和乙液各5mL置于250ml锥形瓶中，

加水10mL加玻璃珠3粒。

②从滴定管滴加9ml葡萄糖标准溶液，加热使其在2分钟内沸腾，并

以每2秒一滴的速度滴加葡萄糖标准溶液，直至溶液蓝色刚好褪去为终点。

记录消耗葡萄糖标准溶液的总体积。平行操作3次，取其平均值。

F=cXVo

式中：F——10mg碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量，mg;

C----葡萄糖标准溶液的浓度，mg/ml；

Vo---标定时消耗葡萄糖标准溶液的总体积，mlo

3、样品溶液预测

吸取碱性酒石酸铜甲液及乙液各5ml,置于250nd锥形瓶中，加水

10ml,加玻璃珠3粒。加热使其在2分钟内沸腾，以先快后慢的速度从滴

定管中滴加样品液，须始终保持溶液的沸腾状态，待溶液蓝色变浅时，再

以每2秒一滴的速度滴定，直至溶液蓝色刚好褪去为终点。记录消耗溶液

的体积。

4、样品溶液测定

吸取碱性酒石酸铜甲液和乙液各5ml,置于250ml锥形瓶中，加水

10ml,加玻璃珠3粒。从滴定管加入比预测时样品溶液消耗总体积少1ml

的样品液，使其在2分钟内加热至沸，以每2秒一滴的速度继续滴定，直

至蓝色刚好褪去为终点。记录消耗样品液的体积。平行操作3次，取其平

均值

五、结果计算

土豆中的淀粉含量（以葡萄糖计％）

0.9xF

0.2xX100

V…

mx-----X1000

250

式中：m--一样品质量，g；

F——10ml碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量，mg；

V……测定时平均消耗样品溶液的体积，ml；

250——样品溶液的总体积，mlo

0.9--由葡萄糖换算成淀粉的系数

（心修（）05）11+nHzOfnCgHi2C）6

淀粉葡萄糖

n162gn180g

162/180=0.9

即lg转化糖量相当于0.90g淀粉

0.2——土豆中的淀粉含量

六、讨论和说明

此法所用的氧化剂碱性酒石酸铜的氧化能力较强，醛糖和酮糖都可被

氧化，所以测得的是总还原糖量。

次甲基蓝也是一种氧化剂，但在测定条件下氧化能力比Cu"弱，故还

原糖先与Cu"反应，Cu?+完全反应后，稍过量的还原糖才与次甲基蓝指示

剂反应，使之由蓝色变为无色，指示到达终点。

碱性酒石酸铜甲液和乙液应分别贮存，用时才混合，否则酒石酸钾钠

铜络合物长期在碱性条件下会慢慢分解析出氧化亚铜沉淀，使试剂有效浓

度降低。

七、思考题

1滴定必须在沸腾条件下进行，保持反应液沸腾可防止空气进入，避

免次甲基蓝和氧化亚铜被氧化而增加耗糖量。

2影响测定结果的主要操作因素。

实验三、凯氏(Kjeldahl)定氮法测定面粉中的蛋白质

蛋白质是重要的营养素之一。蛋白质的测定方法很多，如总氮量法，

福林一酚试剂法，双缩胭法，紫外吸收法等。近来已有专用的蛋白质分析

仪，但经典的凯氏定氮法仍是生物样品，饲料分析，种子鉴定及营养和生

化研究中最广泛应用且具有足够精度的方法。

一、目的

1、学习微量凯氏定氮法的原理

2、掌握凯氏定氮法的操作技术，包括未知样品的消化、蒸储、滴定

及其含氮量的计算等。

二、原理

凯氏定氮法是一种经验性的测定样品蛋白质含量的方法，基本原理为

根据氮元素在氨基酸中的平均比例，通过测定样品中氮元素的含量推定蛋

白质含量。氮元素含量的测定通过化学滴定完成，需要先把样品中的氮全

部转化为可以滴定的形式。CuSO4>&SO4的作用就是将有机物中的氮消

化为(NH4)2SO4,然后进行滴定。凯氏定氮法常用于测定天然有机物(如蛋

白质，核酸及氮基酸等)的含氮量。

天然的含氮有机物与浓硫酸共热时，其中的碳、氢二元素被氧化成二

氧化碳和水，而氮则变成氨，并进一步与硫酸作用生成硫酸镂。此时程称

之为“消化”。

但是，这个反应进行得比较缓慢，通常需要加入硫酸钾或硫酸钠以提

高反应的沸点，并加入硫酸铜作为催化剂，以促进反应的进行。甘氨酸的

消化过程可表示如下：

CH^OOH+3H2SO4t2co2'+3507+4H2O+NH；

NH2

2NH3+H2sO4T(NH—SOa

浓碱可使消化液中的硫酸镂分解，游离出氮，借水蒸汽将产生的氨蒸

镭到一定量，一定浓度的硼酸溶液中，硼酸吸收氨后，氨与溶液中的氢离

子结合，生成筱离子，使溶液中氢离子浓度降低。然后用标准无机酸滴定,

直至恢复溶液中原来氢离子浓度为止，最后根据所用标准酸的当量数（相

当于待测物中氨的当量数）计算出待测物中的氮量。

（N"4）2Sq+2NaOHTNa2SO4+2NH

NH4OHtH10+NH3’

NH3+H3BO3TNH4H2BO3

NH4H2BO3+HCLTNH&CL+H3BO3

滴定时用甲烯蓝和甲基红混合指示剂，其指示范围为pH5.2~5.6,将

NH4H2BO3的蓝色滴至原来H3BO3的蓝紫色即为终点。

三、仪器及试剂

试剂J:

1、浓硫酸（化学纯）

2、40%氢氧化钠（分析纯）溶液

3、0.01mol/LH2so4溶液

4、硫酸钾、硫酸铜:

5、2%硼酸

6、混合指示剂的配制：0.1%溟甲酚绿本指示剂的变色范围为

pH5.275.4—5.6

紫红色灰色绿色

仪器：

1、凯氏定氮管

2、定氮仪

3、移液管（1毫升、2毫升）

4、量筒（10毫升）

5、凯氏定氮蒸储装置

6、消化炉

7、锥形瓶（150-250毫升）

8、容量瓶（100毫升）

四、操作步骤

1、精确称取0.4-0.6g烘干衡重的面粉，小心转入到干燥的定氮管底

部，注意切勿沾于瓶口及上部，以免消化不完全引起实验误差。然后加入

硫酸铜0.3g,硫酸钾3g及浓硫酸10ml,小瓷片/玻璃珠两粒，摇匀。

2、消化

置消化炉中消化。消化开始时，应控制火力，不要使液体冲到瓶颈。

待瓶内水汽蒸完，硫酸开始分解并放出SO2白烟后，适当加强火力，继续

消化，直至消化液呈呈蓝色透明绿色，再继续消化0.5h,放置冷却，冷却

后将瓶内容物转入100毫升的容量瓶中，并用蒸储水洗烧瓶数次，溶液一

并倒入容量瓶，最后定容至刻度摇匀，做上记号备用。

未加样品的另一定氮管，与样品同样操作，作空白对照。

3、洗涤凯氏定氮仪（教师演示）

4、蒸储:分别取10.00毫升消化液和12毫升40%氢氧化钠溶液加入

凯氏定氮仪的蒸储室中，立即水封，接好吸收瓶（瓶中含25毫升2%的硼酸

和2滴甲基红和澳甲酚绿的混合指示剂。蒸储15分钟，离管继续蒸储2

分钟,水洗接受管.

5、滴定

0.01%硫酸滴定至硼酸吸收液蓝色消失.

五、计算

样品的总蛋白含量（克蛋白％）=

（匕-K）x0.0100x14x5.7x100

CxlOOO

式中：V2为滴定样品用去的盐酸平均毫升数；V1为滴定空白用去的盐

酸平均毫升数；c为称量样品的克数：0.0100为盐酸的摩尔浓度（实际上，

此项应按实验中使用盐酸的实际浓度填写）；14为氮的原子量；5.7为常数。

六、注意事项

1、凯氏法的优点是适用范围广，可用于动植物的各种组织，器官及

生物样品等成组复杂样品的测定，只要细心操作都能得到精确的结果。其

缺点是操作比较复杂，含有大量碱性氨基酸的蛋白质测定结果偏高。

2、普通实验室中的空气中常含有少量的氨，会影响结果，所以操作

应在单独洁净的房间中进行，并尽可能快地对硼酸吸收液进行滴定。

七、思考题

1.正式测定未知样品前为什么必须测定标准硫酸钱的含氮量及空

白？

2.写出以下各步的化学反应式：

①蛋白质消化

②氨的蒸储

③氨的滴定

3.指出本测定方法产生的误差的原因。

实验四、麦芽糖化力的测定

在啤酒生产中，大麦芽中淀粉浸出率的多少，主要取决于大麦芽中淀

粉糖化酶活力的大小，酶活力越强、糖化中产生的可溶性糖越多，大麦芽

的糖化力越高。大麦芽糖化力是以无水大麦芽在20℃、pH4.3、30分钟内

所产生的麦芽糖克数来表示，它是麦芽质量的重要指标之一。良好的淡色

麦芽糖化力为250-300o

一、原理

经过发芽、干燥的大麦芽中含有大量的淀粉酶，大麦芽经过破碎、加

水保温后释放出糖化酶。糖化酶催化淀粉水解为葡萄糖，葡萄糖的醛基

被弱氧化剂次碘酸钠氧化，过量的碘用硫代硫酸钠滴定。

二、试剂

1.2%可溶性淀粉溶液（试剂4-1）

2.乙酸-乙酸钠缓冲溶液（试剂4-2）

3.0.1N碘溶液（试剂4-3）

4.1N氢氧化钠溶液（试剂4-4）

5.1N硫酸溶液（试剂4-5）

6.0.1N硫代硫酸钠溶液（试剂4-6）

三.实验步骤

1.麦芽浸出液的制备

称取20g粉碎浅色大麦芽加入已知重量的烧杯中，加入480ml水，

将烧杯置于40℃恒温水浴中，保温1h,保温过程中以180rpm的速度不

断搅拌，冷却、补水至净重520g,搅匀，然后用滤纸过滤，取清夜（即

为粗酶液）置于冰箱中保存备用。

2.麦芽糖化液的制备

取100ml2%可溶性淀粉溶液加入200ml容量瓶中，然后加入10ml

pH4.6HAc-NaAc缓冲液，摇匀，于20℃恒温水浴中保温20min后加入5ml

麦芽浸出液,摇匀,20℃继续保温30min后,立即加入4ml氢氧化钠,用蒸

镭水定容.

3.空白液制备

取100ml2%可溶性淀粉溶液加入200ml容量瓶中，然后加入10ml

pH4.6HAc-NaAc缓冲液和4ml氢氧化钠，摇匀，于20℃恒温水浴中保温20

min后加入5ml麦芽浸出液,摇匀，20℃继续保温20min后,用蒸储水定容。

4.碘量法定糖

取50ml麦芽糖化液和空白液各50ml,分别置于250ml碘量瓶中，加入

25mlO.1N碘液和3ml,INNaOH摇匀,盖好盖,水封.避光静置15min后加

入4.5ml,IN硫酸,立即用0.1N硫代硫酸钠滴定至蓝色消失.

四、计算

100克风干大麦芽的糖化力：

{[(25N1-NM)-(25N1-N2V3)]}X34.2X1/0.1,

100克无水大麦芽的糖化力：

{[(25NI-N2V2)-(25NI-N2V3)]}X34.2X1/0.1X100/100-w,

其中

N1：碘液当量浓度

N2:硫代硫酸钠溶液当量浓度

Vz：麦芽糖化液消耗的硫代硫酸钠溶液体积(ml)

V3：空白实验消耗的硫代硫酸钠溶液体积(ml)

34.2——即0.0171X200/50X500/5X1/20X100,其中0.0171为

1ml,0.1000N碘溶液相当于0.0171g麦芽糖

W——麦芽水分含量

五、讨论

1.麦芽的糖化液中，加氢氧化钠后溶液应该呈碱性，pH为9.4-10.6。

2.本实验中糖分的消耗的碘溶液量，必须在ml之间，否则应增减麦

芽浸出液的数量。

实验五、白酒中杂醇油的测定

杂醇油是指相对分子质量(Mr)比甲醇、乙醇更大的高级醇类的总称。

如丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、己醇和庚醇等。由

于它们可以在稀酒精中以油状析出，故得此名。高级醇是在酿酒过程中，

酵母菌代谢过程中产生。

影响杂醇油形成的因素有：

(1)酵母菌种：酵母菌醇脱氢酶活力高时，则杂醇油的形成能力较

强。

(2)原料的组成：原料中蛋白质的含量高时，发酵中产生的杂醇油

多，如玉米、大米原料中蛋白质含量高，生成的杂醇油多，而薯类原料中

蛋白质含量低，产生的杂醇油相应低。

(3)酒曲的蛋白酶活力：曲子中蛋白酶活力高时，原料中蛋白质分

解的多，生成相应的杂醇油也多。

杂醇油与有机酸酯化成酯，因此杂醇油是白酒的呈香成分之一，适当

的含量可以增加白酒的香味，但是过多的杂醇油也会给白酒带来邪杂味。

杂醇油在人体内氧化慢，对人体的中毒作用与麻醉作用比乙醇强，能引起

头晕头痛，所以蒸镭酒、配置酒中杂醇油含量不得超过0.20g/100mL利

用杂醇油的沸点比乙醇高的性质，除去酒尾，降低杂醇油的含量。

测定杂醇油常用的方法有比色法及气相色谱法。比色法只能测出以异

丁醇、异戊醇计的高级醇的总量，准确度不高。气相色谱法可以一次进样,

同时测定甲醇、正丙醇、仲丁醇、异丁醇、异戊醇的含量，分析的准确度

和灵敏度也高。由于比色法不需要昂贵的仪器、操作简便、因此在实验室

常用。本实验采用对二甲氨基苯甲醛比色法测定白酒中杂醇油的含量

一、原理

高级醇成分复杂，其中以异丁醇、异戊醇的含量较多。在硫酸的作用

下，除正丙醇外的高级醇经硫酸脱水后，转变为不饱和烧。不饱和煌与对

二甲氨基苯甲醛发生缩合反应，生成橙红色化合物。该化合物的颜色深浅

与杂醇油含量成正比。

二、仪器

1.25ml成套比色管

2.分光光度计

三、试剂

1.5g/L对二甲氨基苯甲醛溶液（试剂5-1）

2.标准杂醇油溶液（试剂5-2）

3.无杂醇油的乙醇（试剂5-3）

四、操作步骤

1.标准系列管的制备

按下表吸取杂醇油标准溶液（O.lmg/ml）,置于25ml比色管中，然后在

各标准系列管中加水。

试管编号012345

标准杂醇油溶液

ml0.00.20.40.60.81.0

水(ml)2.01.81.61.41.21.0

将比色管摇匀后放入冰（或冷）水浴中，沿倾斜的管壁加入4ml浓度

为5g/L对二甲氨基苯甲醛溶液，将各管同时摇匀，放入沸水浴中加热显色

15min后，取出迅速放入冷（或冰）水浴中冷却，加水定容至10ml,摇匀。

2.试样管的制备

吸取1.0ml酒样于10ml容量瓶中，加水定容至刻度，混匀后吸取1ml

置于25ml比色管中。加水至2ml,以下操作同标准系列管的制备。

3.测光密度

在485nm波长下测光密度，绘制标准曲线，从标准曲线上求出试样

管光密度所对应的标准杂醇油量

五.计算

杂醇油（g/lOOml）=10m*100/1000VsVl

式中：x——样品中杂醇油（以异丁醇、异戊醇）的含量，g/lOOml

m------样品稀释液中的杂醇油含量，mg

Vs——样品的取液量，ml

VI——测定用样品的稀释液体积，ml

1000------由mg换算g

10——酒样的稀释倍数

100——换算为100ml试样中杂醇油的含量

六、讨论

1.对二甲氨基苯甲醛对不同高级醇类的显色程度不相同，对相同量

醇类，其显色灵敏度顺序为：异丁醇＞异戊醇〉正戊醇，而异丁醇的显色灵

敏度很差，正丙醇则完全不显色。各种酒中高级醇的比例有很大差别。本

法采用异丁醇+异戊醇（1：4）混合液作为标准溶液，这种比例不能完全

准确地反映白酒中高级醇的真实比例，仅作为同一类型酒的相对比较。准

确的测定方法应该用气相色谱法定量。

2.5g/L对二甲氨基苯甲醛溶液要缓慢沿管壁加入，使沉淀入试管与

试样分为两层，然后振摇均匀。切勿加入太快，否则局部温度升高过快，

影响比色结果。

3.凡试样中能脱水生成不饱和燃的化合物，如醛、缩醛、酮和菇等

能与对二甲氨基苯甲醛显色干扰测定。所以醛类含量0.1%以上的试样，可

以先消除干扰再测定，方法如下：吸取50ml酒样，加入0.25g盐酸间苯

二胺，煮沸回流lh、蒸储，以50ml容量瓶接收，蒸储至瓶内尚余约10ml

时，补水10ml,继续蒸储至储出液为50ml止。储出液为供试酒样。