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1、 发酵分析试验教案 试验一 酿造用水硬度分析（2学时）一、教学目的:掌握配位滴定法分析水硬度的操作技术。二、重点与难点:学习EDTA标准溶液的标定过程；掌握指示剂铬黑T的使用条件和终点变化三、主要内容:1.原理:水硬度主要是由水中钙盐、镁盐引起的，故硬度一般指水中钙离子、镁离子的浓度。水的硬度高就是指水中钙离子、镁离子浓度高。按钙、镁成盐形式不同，水的硬度分为碳酸盐硬度（又称暂时硬度）和非碳酸盐硬度（又称永久硬度）。水的硬度表示方法有好几种，常用的表示方法是以度为单位：1 L 水中含有钙、镁等盐的总量相当于10 mg CaO时，称为1度。按照硬度的大小，可将水质分为下列几类：水质的分类 Wat
2、er Quality Class 名称(Name) 极软水(Very soft water) 软水(Soft water) 中等水(Moderately hard water) 硬水(Hard water) 极硬水(Very hard water) 硬度(Hardness) 04.2 4.28.4 8.416.8 16.828.0 28.0 EDTA(乙二胺四乙酸)其二钠盐可与水中钙离子、镁离子生成可溶性无色配合物,指示剂铬黑T也能与钙离子、镁离子配位,生成酒红色配合物。但EDTA与钙离子、镁离子的配合物更稳定。当在水样中加入蓝色的铬黑T后，生成铬黑T钙、镁配合物，而使溶液呈酒红色。再用EDT
3、A滴定时，由于EDTA与钙离子、镁离子的配合能力强于铬黑T，故能将铬黑T钙、镁配合物中的钙离子、镁离子夺出来，进行配位，生成无色的EDTA钙、镁配合物，致使铬黑T游离出来，溶液从酒红色突变为蓝色，即为滴定终点。2.试剂：0.01mol/L乙二胺四乙酸二钠（EDTA-Na2）标准滴定溶液：称取4g C10H14N2O8Na22H2O，用水加热溶解，冷却后用水定容至1000mL。a.标定:称取基准ZnO 1g（准确到0.0001g），用少量水润湿，加6mol/L的HCl溶液至样品溶解，移入250mL容量瓶中，用水稀释定容。移取该溶液25mL，加70mL水，用10%NH3H2O中和pH至7-8，加1
4、0mL pH10 NH4OH-NH4Cl缓冲液，加5滴1%铬黑T指示剂，用待标定的EDTA-Na2溶液滴定至溶液由紫色变为纯蓝色。同时做试剂空白试验。b.计算：c(C10H14N2O8Na22H2O)=m/0.08138(V1-V2) 式中：c(C10H14N2O8Na22H2O)：EDTA-Na2标准滴定溶液的实际浓度，mol/L； V1：滴定消耗EDTA-Na2标准滴定溶液的体积，mL； V2：空白试验消耗EDTA-Na2标准滴定溶液的体积，mL； m：ZnO的质量 0.08138:与1.00mL EDTA-Na2标准滴定溶液 c( EDTA) = 1.000mol/L相当的以克表示的氧化
5、锌的质量。PH10 NH4OH-NH4Cl缓冲溶液：称取5.4g NH4Cl溶于水中，加35mL浓NH3H2O，用水稀释定容至100mL。1%铬黑T指示剂：称取1g铬黑T和1g盐酸羟胺，溶于100mL无水乙醇中。3.测定方法总硬度的测定：移取50mL水样，置于250mL三角瓶中，加5mL PH10 NH4OH-NH4Cl缓冲溶液和5滴1%铬黑T指示剂，用0.01mol/L EDTA-Na2标准滴定溶液滴定至蓝色。永久硬度的测定：移取50mL水样，置于250mL三角瓶中，煮沸10min，用滤纸过滤，滤液用250mL三角瓶接收，用水充分洗涤滤纸，使滤液接近50mL，加5mL PH10 NH4OH-
6、NH4Cl缓冲溶液和5滴1%铬黑T指示剂，用0.01mol/L EDTA-Na2标准滴定溶液滴定至蓝色。4.计算总硬度=cV128.041/501/101000永久硬度=cV228.041/501/101000暂时硬度=总硬度-永久硬度C：EDTA-Na2标准滴定溶液的实际浓度，mol/L；V1：总硬度测定时消耗EDTA-Na2标准滴定溶液的体积，mL；V2：永久硬度测定时消耗EDTA-Na2标准滴定溶液的体积，mL；28.04: 与1.00mL EDTA-Na2标准滴定溶液 c( EDTA) = 1.000mol/L相当的以克表示的氧化钙的质量，mg。5.讨论滴定过程为什么要缓慢进行？如果铬
7、黑T在水样中变白色或浑浊的玫瑰色，该怎么办？是什么原因引起的？ 试验二 Glu的制备（2学时）一、教学目的：学会由味精制备谷氨酸的方法,加深对谷氨酸发酵下游技术的认识。二、重点与难点：掌握酸碱滴定的操作步骤。三、主要内容：1.原理：谷氨酸与适量的碱发生中和反应生成L-谷氨酸一钠味精,味精与盐酸作用生成谷氨酸。2.实验材料与仪器：味精、浓HCl、烧杯、精密酸性PH试纸、纱布、玻棒、干燥箱。3.实验步骤(配50mL水中加35g味精）在烧杯中配制味精饱和溶液，然后缓慢加入一定量浓盐酸，边搅拌边检测溶液的PH值。当PH值3.0-3.2左右时,停止加浓盐酸，低温静止30min,谷氨酸沉淀出现。如果上清液
8、比较少，考虑用纱布过滤后放进干燥箱干燥；如果上清液比较多，直接倒去部分上清或用纱布过滤后放进干燥箱干燥。（干燥一周左右后，称量固体粉末）4.实验结果:根据加入的味精质量和得到的谷氨酸的质量，计算出谷氨酸的大概得率。5.讨论：为什么要缓慢加浓盐酸？ 试验三 Glu的检测（2学时）一、教学目的：学会纸层析方法定性检测样品中氨基酸含量的操作步骤。二、重点与难点：掌握Rf值的计算方法。三、主要内容：1.原理：样品经纸层析分离、显色后，由于不同氨基酸色斑的Rf值不同,因此，可依据Rf值大小定性。样品中谷氨酸色斑与标准谷氨酸色斑的Rf值大小一致。2.实验材料与仪器：干燥箱，滤纸，针管，铅笔，直尺，一次性手
9、套，正丁醇，冰醋酸，茚三酮。3.实验步骤： 配制展开剂：正丁醇:冰醋酸:水=5:3:2(V/V/V)(20-30mL)，展开剂中含有0.4%的茚三酮(W/V)。 层析纸的准备:裁取高度约为15cm的滤纸，宽度依样品数量而定，注意滤纸的纤维方向与长边一致。在距滤纸短边边线2cm处用铅笔画一直线，每隔1cm设一点样点，写上点样标记。 点样:用微量进样器将氨基酸标准液和处理好的待测谷氨酸样品（浓度2%）点在层析滤纸的相应点样点上，自然晾干或用电吹风吹干，点样点直径控制在4mm内。展开及显色:将点好样的滤纸用钉书机(或绳子)将两端固定，使滤纸成圆筒状，置于装有5mm深展开剂的层析缸内，当展开剂前沿离滤
10、纸上端1厘米时将滤纸取出，直接放在80的烘箱中烘烤15min显色。4.实验结果：根据标准谷氨酸和样品中谷氨酸色斑的位置、色斑的亮度来判断样品中谷氨酸的有无以及谷氨酸的含量。5.讨论：测定过程中为什么要使滤纸、溶剂温度等保持恒定？ 试验四 啤酒色度的测定（2学时）一、教学目的：学会分光光度法和目视比色法测定啤酒的色度。二、重点与难点：掌握分光光度法和目视比色法测定啤酒色度的操作过程。三、主要内容：分光光度法：1.啤酒的色泽愈深，则在一定波长下的吸光值愈大，因此可通过吸光度的测定求得啤酒的色度。测试时用1/2min比色杯，在波长430nm下测得吸光度，并换算成啤酒色度。2.材料与仪器：可见光分光光
11、度计；1cm比色杯3.操作步骤：将除气并澄清的啤酒酒样注入1cm比色杯中，以蒸馏水作空白，用可见光分光光度计在波长430nm测定其吸光度A值。4.结果计算：X=101.27A4302.651.2式中：X啤酒色度，EBC单位； 101/2in比色杯在波长430nm下测得的吸光度值转化为啤酒样品色度的转化系数； 1.27-1cm比色杯换算成1/2in比色杯的系数； A430-在波长430nm测得的吸光度； 2.65换算成EBC单位的经验数据； 1.2校正系数。目视比色法：1.原理：啤酒色度的测定以碘液消耗量为标准，取100ml水，向其中滴加0.1mol/L碘液，滴至溶液颜色与啤酒色泽一样，所消耗的
12、碘液体积即为啤酒色度。2.试剂与仪器：0.1mol/L碘标准溶液，比色管。3.测定步骤：选取直径、色泽、管壁厚度均相同的比色管2支，1支准确加入100ml啤酒试样，另一支准确加入100ml水，将2支比色管并列放在白纸上面，置光亮处，用1ml吸管向盛水的比色管内逐滴滴入0.1mol/L碘标准溶液，边滴边搅拌，直至2支比色管色泽相同，记录消耗碘液体积。4.计算：X=Vc/0.1 式中：X-啤酒色度，用0.1mol/L碘标准溶液滴定100ml啤酒试样所消耗碘液的体积，ml； V-滴定消耗碘液的体积，ml； c标定后碘液的浓度，mol/L。讨论：2种方法测得的啤酒色度值是否一致？为什么？试验五 玉米粉
13、中粗纤维素的测定（2学时）一、教学目的：掌握测定发酵原料中纤维素含量的方法步骤。二、重点与难点：掌握对原料进行加酸和加碱处理时的操作方法。三、主要内容：1.原理:在热的稀硫酸作用下，样品中的糖、淀粉、果胶等物质经水解而除去，再用热的氢氧化钾处理，使蛋白质溶解，脂肪皂化而除去，然后用乙醇和乙醚处理来除去单宁、色素及残余的脂肪，所得的残渣为粗纤维素，如其中含有无机物质，可通过测定灰分扣除。2.仪器和试剂仪器:电子天平,电热恒温水浴锅,电热恒温鼓风干燥箱,回流装置,抽提装置试剂:1.25%硫酸溶液:量取7.1ml硫酸，缓慢倒入适量水中，并用水稀释至1000ml；1.25%氢氧化钠溶液：称取1.25g
14、氢氧化钠，用水溶解并定容至1000ml；乙醚；乙醇。 3 测定方法乙醇处理：准确称量 5-10g玉米粉试样，置入500ml磨口三角瓶中。加入200ml乙醚，盖严，静置24小时，以除去脂肪，用倾泻法除去乙醚层，并用乙醚洗涤残渣，残存少量的乙醚在水浴中蒸发除去。加酸处理：加200ml煮沸的1.25%硫酸溶液于上述500ml三角瓶中，安上冷凝器，在沸水浴中回流30分钟，取下锥形瓶，3000-3500r/min离心10-15分钟，用热水洗涤沉淀至上清液呈中性。加碱处理：将残渣用煮沸的1.25%氢氧化钠溶液转入500ml磨口三角瓶中，补足1.25%氢氧化钠溶液至200ml，安上冷凝器，加热使之微沸，回流30分钟，取下锥形瓶，用4层纱布过滤，用热水洗涤残渣至滤液呈中性，再分别用乙醇、乙醚洗涤一次。干燥、灼烧：将残渣于100-105干燥箱中干燥至恒重，然后再灼烧至恒重。4.计算粗纤维素（以绝干计）=(m1-m2)/m)(1/(1-w)100%式中m1-试样与坩埚干燥至恒重的质量，g;m2-试样与坩埚灼烧至恒重（灰分）的质量，g；m-试样的质量，g；w-风干试样的水分，g；5.讨论测定玉米粉计玉米秸秆中的粗纤维素，应先测定其中的水分，因其参与纤维素的计算。用离心机高速离心，可以解决过去用麻布过滤时，由于其孔径不均匀，测定结果重现性较差的现象。国产粗纤维测定仪，
