生物工程专业分析与实验—糖和蛋白质的测定

生物工程专业分析与实验—糖和蛋白质的测定重点知识总结，包括食品分析、蛋白质的测定、糖的测定三个部分。

食品分析

• 第五章 糖的测定
  • 可溶性糖类的提取和澄清
    • 提取液的制备
      • 常见糖类提取剂
        • 水
          • 40-50℃时效果较好。若温度过高，将提取出可溶性淀粉和糊精等成分。
          • 若样品中含有较多的有机酸提取液应调为中性，以防部分糖水解。
        • 乙醇
          • 浓度为70%-75%，足以使淀粉和糊精沉淀
          • 在此溶液中蛋白质、淀粉、糊精等不能溶解，并可避免糖被酶水解。
      • 原 则
        • ①取样量和稀释倍数的确定，要考虑所采用的分析方法的检测范围。每毫升含糖量应在0.5－3.5mg之间。 提取10克含糖2%的样品可在100毫升容量瓶中进行；而对于含糖较高的食品，可取5－10克样品于250毫升容量瓶中进行提取。
        • ②含脂肪的食品，如乳酪， 巧克力，蛋黄酱及蛋白杏仁糖等，通常需经脱脂后再以水进行提取。 一般以石油醚处理一次或几次，必要时可以加热。每次处理后，倾去石油醚层（如分层不好，可以进行离心分离），然后用水提取。
        • ③ 含大量淀粉和糊精的食品，如粮谷制品，某些蔬菜，调味品，宜采用乙醇溶液提取。
        • ④ 含酒精和二氧化碳的液体样品，通常蒸发至原体积1/3－1/4，以除去酒精和二氧化碳。 但酸性食品，在加热前应预先用氢氧化钠调节样品溶液至中性，以防止低聚糖被部分水解。
        • ⑤提取固体样品时，为提高提取效果，有时需加热，加热温度一般控制在40－50℃，一般不超过80℃。 温度过高时可溶性多糖溶出，增加下步澄清工作的负担，用乙醇做提取剂，加热时应安装回流装置。
    • 提取液的澄清
      • 澄清剂的作用
        • 除去一些影响糖类测定的干扰物质
      • 澄清剂的要求
        • ①能较完全地除去干扰物质；
        • ②不吸附或沉淀被测糖分，也不改变被测糖分的理化性质；
        • ③过剩的澄清剂应不干扰后面的分析操作，易于除掉。
      • 常见的澄清剂
        • 硫酸铜和氢氧化钠溶液中性醋酸铅[Pb（CHCOO)2•3H2O]、乙酸锌和亚铁氰化钾溶液
        • 甲液和乙液生成的酒石酸钾钠铜络合物被滴入的还原糖样液还原，还原完毕后稍微过量的还原糖将次甲基蓝从氧化态的蓝色还原到无色，即为滴定终点。
  • 还原糖的测定
    • ㈠直接滴定法 （GB法）
      • 原 理
      • 试 剂
        • 碱性酒石酸铜溶液
          • 甲液：CuSO4、次甲基蓝（指示剂） 乙液：酒石酸钾钠、NaOH、亚铁氰化钾
            • 澄清剂不能选用硫酸铜和氢氧化钠溶液
        • 0.1%葡萄糖标准溶液
      • 操作方法
        • ①样品处理
          • 加入亚铁氰化钾的目的： 亚铁氰化钾与氧化亚铜反应生成可溶性的络合物，使终点更为明显，消除氧化亚铜沉淀对滴定终点观察的干扰。
        • ②碱性酒石酸铜溶液的标定
        • ③样品溶液预测
          • 准确吸取费林试剂甲、乙液各5.00ml置于250ml锥形瓶中→加水10ml→加玻璃珠2粒→控制在2min内加热至沸→趁沸以先快后慢的速度从滴定管中滴加试样溶液→保持溶液沸腾状→待溶液颜色变浅时→以每2秒1滴的速度滴定→直至溶液蓝色刚好褪去为终点→记录样液消耗总体积
        • ④样品溶液测定
          • 与②条件一致：滴定用锥形瓶规格、质量一致， 加热用的电炉功率一致，控制滴定速度一致
        • ⑤结果计算
          • 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，mL;
        • 注意事项
          • 不能用铜盐作澄清剂，会引出Cu+，使结果偏低（V↑，↓）
          • 滴定必须在沸腾条件下进行
            • 可以加快还原糖与Cu2+的反应速度
            • 次甲基蓝变色反应是可逆的，还原型次甲基蓝遇空气中氧时，又会被氧化为氧化型
            • 此外，氧化亚铜也极不稳定，易被空气中氧所氧化。 保持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。
          • 影响测定结果的因素有：滴定速度、热源强度、煮沸时间
          • 还原糖实验中滴定终点蓝色消失，溶液呈现淡黄色，过后又重新变为蓝紫色？ 次甲基蓝的变色反应时可逆的，当样液中的还原糖将呈蓝色的氧化态次甲基蓝还原成无色的还原态次甲基蓝，蓝色消失。过后蓝色的次甲基蓝又被空气中氧气所氧化，因此溶液过后又会呈现蓝紫色。
    • ㈡高锰酸钾滴定法（间接）
      • 原 理
    • ㈢萨氏法（碘量法）
  • 淀粉的测定
    • 酸水解法
    • 酶水解法
• 第六章 蛋白质的测定
  • 凯氏定氮法
    • 常量凯氏定氮法
      • 原 理
        • 样品与浓硫酸和催化剂一同加热进行消化，使蛋白质分解，其中碳和氢被氧化成二氧化碳和水逸出，而样品中的有机氮转换为氨与硫酸结合成硫酸铵。然后加碱蒸馏，使氨蒸出，用硼酸吸收后再以标准盐酸或硫酸溶液滴定。根据标准酸消耗量可计算出蛋白质的含量。
        • ①样品消化
          • 物质加入
            • 为了加速蛋白质的分解，缩短消化时间
            • 浓硫酸
              • 脱水性，使有机物脱水后被炭化为碳、氢、氮，使有机物分解
              • 氧化性，将有机物炭化后的碳氧化成二氧化碳，自身被还原为二氧化硫。
              • 反应剂，二氧化硫使氮还原为为氨气，本身被氧化三氧化硫，氨随之与硫酸作用生成硫酸铵留在酸性溶液中。
            • a.硫酸钾
              • 提高溶液沸点而加快有机物分解
              • 加入量不能太大，否则消化体系温度过高，引起已生成的铵盐发生热分解损失氨
              • 也可以加入硫酸钠、氯化钾
            • b.硫酸铜
              • 起催化剂的作用。有机物消化完成，溶液呈清澈的蓝绿色（指Fe）
              • 指示消化终点的到达
              • 在下一步蒸馏时作为碱性反应的指示剂
          • 颜色变化
            • 蓝色→黑色→蓝绿色
            • 开始加入硫酸时，硫酸铜呈蓝色，炭化时，溶液呈现黑色，当有机物全部 消化完后，不再有硫酸亚铜的生成，溶液呈现清澈的蓝绿色
        • • ①加入NaOH溶液呈碱性，使氨气释放完全。 ②这时经消化后呈现蓝绿色的样液变黑褐色，随着NaOH的加入有氢氧化铜沉淀生成，氢氧化铜加热条件下分解生成CuO使溶液成现呈现黑褐色 ③没有此种颜色的变化说明蒸馏前加碱量不足
        • • 吸收液与盐酸标准溶液滴定中使用的指示剂： 甲基红-溴甲酚绿混合指示剂（绿→红）
      • 操作方法
        • 消化
          • 加入浓硫酸后为无色，炭化结束为黑色，大火消化时呈现黄棕色、棕褐色的变化，消化完全时，消化液应呈蓝绿色
        • 蒸馏
          • 蛋白质碱化蒸馏时，先向反应室加入准确定量10mL的样液，再用少量水洗涤小漏斗，最后封闭玻塞，加入稍过量的NaOH溶液（10mL40%），以反应室出现深蓝色或黑褐色浑浊为宜，最后水封，通蒸汽蒸馏。
        • 吸收
      • 结果计算
      • 注意事项
        • 概要
    • 微量凯氏定氮法
    • 自动凯氏定氮法
  • 双缩脲法
• 主题

食品分析

• 第五章 糖的测定
  • 可溶性糖类的提取和澄清
    • 提取液的制备
      • 常见糖类提取剂
        • 水
          • 40-50℃时效果较好。若温度过高，将提取出可溶性淀粉和糊精等成分。
          • 若样品中含有较多的有机酸提取液应调为中性，以防部分糖水解。
        • 乙醇
          • 浓度为70%-75%，足以使淀粉和糊精沉淀
          • 在此溶液中蛋白质、淀粉、糊精等不能溶解，并可避免糖被酶水解。
      • 原 则
        • ①取样量和稀释倍数的确定，要考虑所采用的分析方法的检测范围。每毫升含糖量应在0.5－3.5mg之间。 提取10克含糖2%的样品可在100毫升容量瓶中进行；而对于含糖较高的食品，可取5－10克样品于250毫升容量瓶中进行提取。
        • ②含脂肪的食品，如乳酪， 巧克力，蛋黄酱及蛋白杏仁糖等，通常需经脱脂后再以水进行提取。 一般以石油醚处理一次或几次，必要时可以加热。每次处理后，倾去石油醚层（如分层不好，可以进行离心分离），然后用水提取。
        • ③ 含大量淀粉和糊精的食品，如粮谷制品，某些蔬菜，调味品，宜采用乙醇溶液提取。
        • ④ 含酒精和二氧化碳的液体样品，通常蒸发至原体积1/3－1/4，以除去酒精和二氧化碳。 但酸性食品，在加热前应预先用氢氧化钠调节样品溶液至中性，以防止低聚糖被部分水解。
        • ⑤提取固体样品时，为提高提取效果，有时需加热，加热温度一般控制在40－50℃，一般不超过80℃。 温度过高时可溶性多糖溶出，增加下步澄清工作的负担，用乙醇做提取剂，加热时应安装回流装置。
    • 提取液的澄清
      • 澄清剂的作用
        • 除去一些影响糖类测定的干扰物质
      • 澄清剂的要求
        • ①能较完全地除去干扰物质；
        • ②不吸附或沉淀被测糖分，也不改变被测糖分的理化性质；
        • ③过剩的澄清剂应不干扰后面的分析操作，易于除掉。
      • 常见的澄清剂
        • 硫酸铜和氢氧化钠溶液中性醋酸铅[Pb（CHCOO)2•3H2O]、乙酸锌和亚铁氰化钾溶液
        • 甲液和乙液生成的酒石酸钾钠铜络合物被滴入的还原糖样液还原，还原完毕后稍微过量的还原糖将次甲基蓝从氧化态的蓝色还原到无色，即为滴定终点。
  • 还原糖的测定
    • ㈠直接滴定法 （GB法）
      • 原 理
      • 试 剂
        • 碱性酒石酸铜溶液
          • 甲液：CuSO4、次甲基蓝（指示剂） 乙液：酒石酸钾钠、NaOH、亚铁氰化钾
            • 澄清剂不能选用硫酸铜和氢氧化钠溶液
        • 0.1%葡萄糖标准溶液
      • 操作方法
        • ①样品处理
          • 加入亚铁氰化钾的目的： 亚铁氰化钾与氧化亚铜反应生成可溶性的络合物，使终点更为明显，消除氧化亚铜沉淀对滴定终点观察的干扰。
        • ②碱性酒石酸铜溶液的标定
        • ③样品溶液预测
          • 准确吸取费林试剂甲、乙液各5.00ml置于250ml锥形瓶中→加水10ml→加玻璃珠2粒→控制在2min内加热至沸→趁沸以先快后慢的速度从滴定管中滴加试样溶液→保持溶液沸腾状→待溶液颜色变浅时→以每2秒1滴的速度滴定→直至溶液蓝色刚好褪去为终点→记录样液消耗总体积
        • ④样品溶液测定
          • 与②条件一致：滴定用锥形瓶规格、质量一致， 加热用的电炉功率一致，控制滴定速度一致
        • ⑤结果计算
          • 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，mL;
        • 注意事项
          • 不能用铜盐作澄清剂，会引出Cu+，使结果偏低（V↑，↓）
          • 滴定必须在沸腾条件下进行
            • 可以加快还原糖与Cu2+的反应速度
            • 次甲基蓝变色反应是可逆的，还原型次甲基蓝遇空气中氧时，又会被氧化为氧化型
            • 此外，氧化亚铜也极不稳定，易被空气中氧所氧化。 保持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。
          • 影响测定结果的因素有：滴定速度、热源强度、煮沸时间
          • 还原糖实验中滴定终点蓝色消失，溶液呈现淡黄色，过后又重新变为蓝紫色？ 次甲基蓝的变色反应时可逆的，当样液中的还原糖将呈蓝色的氧化态次甲基蓝还原成无色的还原态次甲基蓝，蓝色消失。过后蓝色的次甲基蓝又被空气中氧气所氧化，因此溶液过后又会呈现蓝紫色。
    • ㈡高锰酸钾滴定法（间接）
      • 原 理
    • ㈢萨氏法（碘量法）
  • 淀粉的测定
    • 酸水解法
    • 酶水解法
• 第六章 蛋白质的测定
  • 凯氏定氮法
    • 常量凯氏定氮法
      • 原 理
        • 样品与浓硫酸和催化剂一同加热进行消化，使蛋白质分解，其中碳和氢被氧化成二氧化碳和水逸出，而样品中的有机氮转换为氨与硫酸结合成硫酸铵。然后加碱蒸馏，使氨蒸出，用硼酸吸收后再以标准盐酸或硫酸溶液滴定。根据标准酸消耗量可计算出蛋白质的含量。
        • ①样品消化
          • 物质加入
            • 为了加速蛋白质的分解，缩短消化时间
            • 浓硫酸
              • 脱水性，使有机物脱水后被炭化为碳、氢、氮，使有机物分解
              • 氧化性，将有机物炭化后的碳氧化成二氧化碳，自身被还原为二氧化硫。
              • 反应剂，二氧化硫使氮还原为为氨气，本身被氧化三氧化硫，氨随之与硫酸作用生成硫酸铵留在酸性溶液中。
            • a.硫酸钾
              • 提高溶液沸点而加快有机物分解
              • 加入量不能太大，否则消化体系温度过高，引起已生成的铵盐发生热分解损失氨
              • 也可以加入硫酸钠、氯化钾
            • b.硫酸铜
              • 起催化剂的作用。有机物消化完成，溶液呈清澈的蓝绿色（指Fe）
              • 指示消化终点的到达
              • 在下一步蒸馏时作为碱性反应的指示剂
          • 颜色变化
            • 蓝色→黑色→蓝绿色
            • 开始加入硫酸时，硫酸铜呈蓝色，炭化时，溶液呈现黑色，当有机物全部 消化完后，不再有硫酸亚铜的生成，溶液呈现清澈的蓝绿色
        • • ①加入NaOH溶液呈碱性，使氨气释放完全。 ②这时经消化后呈现蓝绿色的样液变黑褐色，随着NaOH的加入有氢氧化铜沉淀生成，氢氧化铜加热条件下分解生成CuO使溶液成现呈现黑褐色 ③没有此种颜色的变化说明蒸馏前加碱量不足
        • • 吸收液与盐酸标准溶液滴定中使用的指示剂： 甲基红-溴甲酚绿混合指示剂（绿→红）
      • 操作方法
        • 消化
          • 加入浓硫酸后为无色，炭化结束为黑色，大火消化时呈现黄棕色、棕褐色的变化，消化完全时，消化液应呈蓝绿色
        • 蒸馏
          • 蛋白质碱化蒸馏时，先向反应室加入准确定量10mL的样液，再用少量水洗涤小漏斗，最后封闭玻塞，加入稍过量的NaOH溶液（10mL40%），以反应室出现深蓝色或黑褐色浑浊为宜，最后水封，通蒸汽蒸馏。
        • 吸收
      • 结果计算
      • 注意事项
        • 概要
    • 微量凯氏定氮法
    • 自动凯氏定氮法
  • 双缩脲法
• 主题