食品化学实验

《食品化学实验》由会员分享，可在线阅读，更多相关《食品化学实验（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、实验 2 美拉德反应初级阶段的评价 食品的褐变反应分为酶促褐变和非酶促褐变两类，酶促褐变指由多酚氧化酶催化下的多酚化 合物与氧之间的反应，而非酶褐变包括焦糖化和美拉德反应，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，它是热加工食品发生的主要反应之一，反应的结果会产生类黑精 色素、风味化合物等重要物质，对食品的风味、色素、营养价值等产生重要的影响。美拉德反应 通常按照三个反应阶段进行，在早期主要是蛋白质或氨基酸的-NH2 与还原糖之间的反应、还原糖 的降解等为主。与常见的化学反应一样，糖的种类、胺基所处位置、温度、pH、水分、金属离子、 一些化合物等都会影响美拉德反应的进行。 实

2、验的目的就是要通过模拟体系中赖氨酸与葡萄糖的反应，了解食品中美拉德早期反应情况， 从两个不同方面半定量验证酸碱度、亚硫酸盐以及反应时间等对反应的影响，以及可以采用的评 价方法。 1原理 美拉德反应的起始阶段随着反应不断进行，溶液变成黄色，随着黄色的不断加深，在近紫外 区吸收也逐渐增大，同时还有少量糖脱水变成5-羟甲基糠醛（HMF），以及发生键断裂形成二羰 基化合物和色素的初始产物，最后生成类黑精色素。本实验利用模拟实验，即葡萄糖与赖氨酸在 一定pH缓冲液中进行加热反应，一定时间后目视颜色变化，可以观察反应的进程情况。实验过程 中通过改变反应的介质条件，例如改变pH、加入亚硫酸盐、选择不同的氨基

3、酸，确定这些因素对 美拉德反应的影响情况。 2 仪器与试剂 2.1 仪器 水浴锅、移液管、容量瓶、试管等 2.2 试剂 2.2.1 1molL -1 葡萄糖溶液； 2.2.2 0.1 mol L -1 赖氨酸溶液； 2.2.3 0.1 mol L -1 甘氨酸溶液； 2.2.4 0.1molL -1 亚硫酸钠溶液； 2.2.5 2 molL -1 HCl溶液； 2.2.6 广范pH试纸（114） 3 操作步骤3.1 美拉德反应的进行 取4支试管，其分别加入5.00 mL的1.0 molL -1 葡萄糖溶液，其3支试管分别加入0.1molL -1 的赖氨酸溶液、1支试管加入0.1molL -1

4、的甘氨酸溶液，混合，分别编号为 A1，A2，A3 和 A4。A2 调pH 到5.09.0之间（用pH试纸检查），A3 加亚硫酸溶液1mL。4 支试 管置于90水浴中加热反应并记时，反应0.5h后，取出4支试管，目视记录颜色。 3.2 类黑精物质的生成 试管继续在水浴中加热反应，直到看出有褐色为止，记下出现各试管分 别出现颜色的时间。 4 结果 记录 4.1 A1，A2，A3，A4 管溶液0.5h出现的颜色 4.2 A1，A2，A3，A4 管溶液出现褐色的时间 5 讨论 （1）pH对美拉德反应的影响以及证据 （2）亚硫酸盐对美拉德反应的影响以及证据 （3）氨基酸的结构或性质对麦拉德反应的影响及证

5、据 实验 3 淀粉糊化程度的酶法测定谷物是人类膳食结构中重要的食物之一，构成我们现代膳食的金字塔结构中的基础部分，谷物中最重要成分当是淀粉。在工业化生产的谷物食品中，以焙烤食品、方便食品种类最多，例如面包、饼干、膨化食品、速食食品、方便面、米粉等。在这些食品的加工处理过程中，由于对原料普遍地进行了相应的加热处理，谷物中的淀粉经历了糊化过程，即原料中的天然淀粉转化为糊化的淀粉。从微观、宏观上看，天然淀粉颗粒在受热发生糊化时，通常经过了三个阶段的变化： 第一阶段是淀粉颗粒可逆吸水阶段，淀粉粒的直径明显地增加； 第二阶段是淀粉颗粒充分膨胀，颗粒外的流体对碘呈色； 第三阶段完整的淀粉颗粒结构被破坏，淀

6、粉分子分散而呈糊状，分散体系的黏度增加且双折射现象消失，淀粉达到糊化。淀粉的糊化程度（也称为-化程度），一般可作为谷物食品新鲜程度的一个衡量指标。不过， 由于糊化后的淀粉分子是无定形状态，在低温下可以自动排列成序，相邻分子间的氢键又逐步恢复形成致密、高度晶化的淀粉分子微末（即老化），所以谷物食品在贮存一段时间后最终会有一部分淀粉以老化状态存在。老化后的淀粉与水失去亲和力，严重影响食品的质地，并且老化淀粉难以被淀粉酶水解。一些食品的品质劣化，例如面包陈化失去新鲜感、汤汁失去黏度或产生沉淀，就是由于淀粉老化（至少是与淀粉老化）有关，所以淀粉老化作用的控制在食品工业中对食品感官质量有重要意义。淀粉糊

7、化程度的测定方法有以下几个方面：淀粉颗粒的偏光十字、淀粉糊粘度、淀粉酶水解淀粉颗粒的能力、比色法等。各种方法都有其优缺点，一般都具有通用性差，灵敏度低的不足之处。 本实验的目的就是要求实验者了解酶法测定谷物食品淀粉糊化度（-化度）的基本原理与方法，掌握淀粉的酶水解、碘量法分析还原糖等重要的基本技能和方法。 1原理 本实验采用酶水解法测定淀粉的糊化程度，并且只是用相对值表示样品中淀粉的糊化程度，而不是用淀粉的绝对糊化程度的数值来判别。本法测定谷物食品的淀粉糊化程度时，通过预先加热处理样品，先将其中的淀粉进行充分的糊化，然后在固定的条件下（温度、时间、酶量和样品量）用淀粉酶水解淀粉，再用碘量法测定

8、还原糖的相对生成量，并且用此样品表示淀粉的糊化程度为100%，作为标准样；然后，利用相同的方法求出待测样品（未处理样品）被淀粉酶水解后还原糖的相对生成量，从而可以表示样品中淀粉的相对糊化程度。 2原料、仪器、试剂 2.1 原料 面包、面条、米饭等，在水分低于10%时可以直接粉碎后测定，粒径大小应为100200 目； 2.2仪器：100mL三角瓶5只、天平、研砵、移液管（2 mL2、 5 mL2、10mL4），恒温水浴（37）、碘量瓶6只、100mL容量瓶5只、滤纸、玻璃漏斗、50mL量筒、50mL（或25mL）滴定管。 2.3试剂 2.3.1 5%淀粉酶液 取酶活力单位在2000 Ug -1

9、的-淀粉酶5g，用95mL的蒸馏水分散，然后用滤布过滤，滤液保留用于测定，-淀粉酶应该是现配现用；2.3.2 1 molL -1 HCl溶液：12 molL -1 的浓HCl 8.3mL，稀释至100mL即可； 2.3.3 0.05 molL -1 碘-碘化钾液 现配现用； 2.3.4 0.1 molL -1 NaOH溶液； 2.3.5 10%（w/w）H2SO4 溶液； 2.3.6 0.1 molL -1 Na2S2O3 溶液； 2.3.7 0.5%淀粉指示剂 取0.5g可溶性淀粉，加入5mL的蒸馏水，搅拌均匀后缓慢倾入到100mL 沸腾的蒸馏水中，随加随搅拌，煮沸2min后冷却备用，现配现

10、用。 3实验步骤 3.1 样品的准备 取5个100 mL三角瓶，以符号 A1、A2、A3、A4 及B分别标记。于 A1、A2、A3、A4 四个三角瓶中放入样品。样品重量一般选择：干燥的样品各取1.00g，四份样品重量的误差为0.5%；若样品预处理时加入了水，则取样量分别为2.00g3.00g。例如，含水量为50%时，取2.00g，含水量为70%时，取3.00g。标记为B的三角瓶则不加样品。加完样品后尽量将样品在水中分散，以利于淀粉酶的水解。 3.2 样品的糊化与水解 在五个瓶中分别加水50.0 mL。三角瓶A1 和 A2 加热沸腾15min，置冰水或冷水中迅速冷却到室温。三角瓶A1、A3、B中

11、，分别加入5%淀粉酶溶液5.00 mL，于37振荡90min，进行酶水解； 然后，迅速向五个瓶中各加入1 molL -1 盐酸2.00 mL，以停止淀粉酶的水解作用。各组样品分别移入100 mL容量瓶，加水定容至100 mL，然后以干燥滤纸过滤（为什么？）， 收集并保留滤液40 mL。用移液管分别吸取滤液10.00 mL，置于100mL碘量瓶中，以符号a1、a2、 a3、a4 及b分别标记，待下一步用碘量法测定还原糖。 3.3 还原糖的定量（碘量法） 将标记为a1、a2、a3、a4 及b五个碘量瓶排列好，另取一碘量瓶用移液管加水10.00 mL，作为空白试验。在上述六个碘量瓶中，先向a1 中加

12、入0.1 molL -1 的碘液10.00 mL，混匀后加入0.1 molL -1 NaOH溶液 18.00 mL，再次混匀，加塞密封后将碘量瓶放置在暗处反应15 min；然后取出a1 瓶， 向其中迅速加入10%硫酸溶液2.00 mL，混匀；然后用0.1 molL -1 Na2S2O3 溶液分别滴定a1 瓶中剩余的碘，在溶液为淡黄色时加入淀粉指示剂数滴mL，继续用Na2S2O3 溶液滴定为无色，记录所耗 Na2S2O3 溶液的体积 V；平行测定一次。a2、a3、a4、b和空白瓶均按照上述顺序依次反应，分别测定；每一个样品测定平行一次，最 终测定体积以平均数计算。为简化起见，上述操作步骤列表如下

13、： 操作步骤A1A2A3A4B1. 取样（ g）2. 加水50mL3. 加热沸腾15min4. 快速冷却至室温5. 加入5mL 5%淀粉酶6. 37 0 C恒温1.5h, 不时摇动7. 加入2mL 的1molL -1 HCl 溶液8. 定容至100mL9. 干滤纸过滤10. 滤液编号11. 消耗0.1M Na2S2O3 体积 (mL)淀粉糊化程度（%）+ +a1 p1+-+a2 p2+-+a3 p3+-+a4 p4-+-+b q 3.3 计算 设a1、a2、a3、a4 及b各碘量瓶所耗Na2S2O3 体积数（mL）分别为p1、p2、p3、p4 及 q，空白试验所耗Na2S2O3 体积数为r，则

14、糊化程度可按照下式计算： 淀粉糊化程度（%） =（r-P3）-（r-P4）-（r-q）/（r-P1）-（r-P2）-（r-q）100 式中符号意义 （r-P1）：样品充分糊化后，酶分解后所得糖分消耗Na2S2O3 溶液毫升数； （r-P3）：样品被酶分解后所得糖分消耗Na2S2O3 溶液毫升数； （r-P4）、（r-P2）：样品中其他还原性组分消耗Na2S2O3 溶液毫升数； （r-q）：因酶制剂不纯所消耗Na2S2O3 溶液毫升数。 4说明在滴定时样品液应该尽量避免碘的挥发损失，滴定过程中避免过度振荡以达到减少与空气接 触，使得氧气的影响尽量小。 5实验结果讨论 （1）淀粉酶的使用量过大有何

15、作用？（2）碘氧化样品处理液中的何种物质？为何采用碱性条件？ （3）能否将上述测定过程简化处理？其根据是什么？ （4）实验中如果不出现淡黄色是什么原因？ 实验 4蛋白质中活性赖氨酸含量的评价（4 学时）食品中的氨基酸主要以两种形式存在，即构成蛋白质的氨基酸和游离的氨基酸。另外，还有微量的由几个氨基酸组成的低肽分子，以及与糖或脂类结合在一起的蛋白。在营养学上各种氨基酸的含量有多少是很重要的，其中必需氨基酸之间的相对含量决定了蛋白质的营养价值高低。而对食品化学、食品工艺学来讲，研究必需氨基酸赖氨酸在加工过程中的变化对优化加工条件、保持食品品质也是极其重要的。由于赖氨酸在食品加工中的高反应性，通常会和食品中的其它成分发生化学反应，例如美拉德反应、交联反应等，导致赖氨酸的生物可利用率下降，所以利用经典的氨基酸分析方法得到的赖氨酸含量，是不能真实地反映食品中可以被人体所利用的赖氨酸水平。而在食品化学中，所谓的活性赖氨酸或可反应赖氨酸是一个被广泛应用的概念，它是通过特定的化学反应测定出食品中那些能够与化学试剂作