麦芽糖质量指标的测定.docx

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麦芽糖质量指标的测定

麦芽糖质量指标的测定

广州大学化学化工学院

本科学生综合性、设计性实验报告

实验课程食品分析实验

实验项目麦芽糖质量指标的测定

专业食品科学与工程班级

学号姓名

指导教师

开课学期2015至2016学年第一学期

时间2015年月日

实验序号

实验项目

麦芽糖质量指标的测定

实验时间

实验室

小组成员

1．实验目的

（1）通过对麦芽质量指标的测定，综合训练食品分析的基本实验技能，掌握食品分析的基本原理和方法。

（2）学会合理安排实验顺序及实验时间。

（3）巩固“直接干燥法”、“碘量法”、“凯氏定氮法”、“茚三酮比色法”及“折光法”的基本原理和操作技术，学会正确分析实验的影响因素。

2．实验原理、实验流程或装置示意图

实验原理：

（1）麦芽含水量的测定

 麦芽含水量是麦芽质量控制指标之一。

水分含量高，会影响麦芽的浸出率。

一般深色麦芽的含水量＜5%。

常用直接干燥法测定。

（2）麦芽浸出率测定

麦芽渗出率与大麦品种，气候和生长条件、制麦方法有关，质量要求优良麦芽无水浸出率为76%以上，常用方法有密度瓶法、折光法，可根据麦芽汁相对密度查得的麦芽汁中浸出物的质量百分数，计算渗出率，或根据麦芽汁折光锤度（质量百分数）直接初算渗出率。

（3）麦芽糖化力测定

麦芽糖化力是指麦芽中的淀粉酶水解淀粉成为含有醛基的单糖或双糖的能力，它是麦芽质量的重要指标之一。

良好的淡色麦芽糖化力为250~350，次品在150以下。

麦芽糖化力的测定通常是采用碘量法。

原理是麦芽中的淀粉酶水解淀粉成单糖或双糖后，醛糖在碱性碘液中定量氧化为相应的羧酸，剩余的碘酸化后析出，以淀粉作为指示剂，用硫代硫酸钠滴定，同时做空白试验，从而可计算出麦芽的糖化力。

（4）麦芽蛋白质溶解度测定

麦芽蛋白质溶解度是用麦芽浸出汁的可溶性氮与麦芽总氮之比的百分率表示，比值愈大说明蛋白质分解愈完全。

常用凯氏定氮法测定氮含量。

（5）麦芽α—氨基氮含量 

麦芽α—氨基氮含量是极为重要的质量指标。

部颁标准规定良好的麦芽每100克无水麦芽含α—氨基酸毫克数为135～150。

大于150为优，小于120为不佳。

在啤氿行业中常有茚三酮比色法和EBC2，4，6一三硝基苯磺酸测定法（简称TNBS法），推荐茚三酮比色法：

茚三酮为一氧化剂，它能使α—氨基酸脱羧氧化，生成CO2、氨和比原来氨基酸少一个碳原子的醛，还原茚三酮再与氨和未还原茚三酮反应，生成蓝紫色缩合物，产生的颜色深浅与游离α—氨基氮含量成正比，在波长570nm处有最大的吸收值，可用比色法测定。

实验装置示意图

3.实验设备及材料

（1）实验材料：

①浓硫酸（分析纯）；②硫酸铜（分析纯）；③硫酸钾（分析纯）；④40%氢氧化钠溶液；⑤0.01mol/L盐酸标准溶液；⑥2%硼酸溶液；⑦混合指示剂：

0.2%甲基红乙醇溶液1份与0.2%溴甲酚绿乙醇溶液5份，临用时混合。

⑧0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液：

称取12.5gNa2S2O3·5H2O于250mL烧杯中，用新煮沸且已放冷的蒸馏水溶解后，移入500mL棕色瓶中，加入0.1gNa2CO3，用上述蒸馏水稀释至500mL，摇匀，放暗处7~14天后，用重铬酸钾标准液进行标定。

⑨2%可溶性淀粉溶液：

准确称取2g可溶性淀粉，加少量蒸馏水调成糊状，倾入80mL沸水中，继续煮沸至透明，冷却后定容至100mL。

⑩pH4.3乙酸－乙酸钠缓冲溶液：

称取30g分析纯醋酸，加蒸馏水稀释至1000mL。

另取34g乙酸钠溶解并稀释至500mL，将两溶液混合。

⑪1mol/L氢氧化钠溶液：

称取40g氢氧化钠，用水稀释至1000mL。

⑫1mol/L硫酸溶液：

量取30mL浓硫酸，缓缓倒入适量水中并稀释至1000mL，冷却，摇匀。

⑬0.1mol/L碘溶液：

称取13g碘及35g碘化钾，溶于100mL水中，稀释至1000mL，摇匀，保存于棕色具塞瓶中。

⑭茚三酮显色剂：

称取100g磷酸氢二钠、60g磷酸二氢钾、5g水合茚三酮和3g果糖，用水溶解后稀释至1000mL（此溶液在低温下用棕色瓶可保存2周，pH应为6.6~6.8）。

⑮碘酸钾稀释液：

称取2g碘酸钾溶于600mL水中，再加入96%乙醇400mL，摇匀。

⑯甘氨酸标准溶液：

称取0.0200g甘氨酸于100mL水中，0℃贮藏（此液含α-氨基酸200mg/L）。

临用时按要求稀释。

（2）实验仪器

①干燥箱；②称量皿；③干燥器；④分析天平；⑤凯氏消化装置，见图4－1；⑥凯氏定氮蒸馏装置，见图4－2；⑦恒温水浴锅；⑧硬质烧杯；⑨721分光光度计；⑩折光计；⑪常用玻璃仪器。

一、实验方案设计

4.实验方法步骤及注意事项

实验步骤：

（1）样品处理

①麦芽的粉碎

按取样方法取样品倒入粉碎机中粉碎，过60目筛，使细粉含量达90%以上。

谷皮如不能一次磨成细粉，需反复粉碎，直至达到要求。

供分析水分、总氮含量使用。

②麦芽渗出液的制备

称取粉碎麦芽40.0g，置于已知重量的硬质烧杯中，加480mL水，于40℃水浴中不断搅拌，浸出1h后冷却，补水使内容物净重量为520.0g。

搅匀，用双层滤纸过滤，取最初滤液的100mL返回重滤。

清液供分析相对密度、可溶性固形物、可溶性总氮及麦芽糖化力（其中，测麦芽糖化力须稀释1倍后再使用）。

（2）麦芽含水量的测定

①精确称取粉碎麦芽5.000g，放入已恒重的称量皿中，弄平，盖好盖子，操作要迅速。

②将称量皿置于干燥箱中，将盖取下，于105~107℃下烘干3h。

③趁热将称量皿盖好，取出。

置干燥器中冷却半小时后称重。

重复烘干半小时，冷却称重至恒重（如两次称重相差在2mg以内，即为恒重）。

④记录实验数据

（3）麦芽渗出物测定

①称取粉碎麦芽样20.00g，（深色麦芽为40.00g）置于已知质量的搪瓷杯或硬质烧杯中，加蒸馏水480mL。

②于40℃水浴中，在40℃恒温下搅拌1h（搅拌机转速为1000转/分）。

③取出渗出杯，冷却至室温，补充水使其内容物质量为520.0g（深色麦芽为540.0g）。

 （4）搅拌均匀后，以双层干燥滤纸过滤，弃去最初滤出的100mL滤液，返回重滤，重滤后，滤液为麦芽渗出液,供分析糖化力用样。

（2）麦芽糖化力测定

①麦芽糖化液的制备

量取2%可溶性淀粉溶液100mL，置于250mL容量瓶中，加10mL乙酸－乙酸钠缓冲溶液，摇匀，在20℃水浴中保温20min。

准确加入5.00mL麦芽浸出稀释液，摇匀，在20℃水浴中准确保温30min，立即加入4mL1mol/L氢氧化钠溶液，振荡，以终止酶的活动，用水定容至刻度。

②空白试液的制备

量取2%可溶性淀粉溶液100mL，置于250mL容量瓶中，在20℃水浴中保温20min后，加入4mL1mol/L氢氧化钠溶液，摇匀，加5.00mL麦芽浸出稀释液，用水定容至刻度。

③碘量法定糖

吸取麦芽糖化液和空白试液各50.00mL，分别置入250mL碘量瓶中，各加入25.00mL、0.1mol/L碘溶液，3mL、1mol/L氢氧化钠溶液摇匀，盖好，静置15min。

加4.5mL、1mol/L硫酸溶液，立即用0.1mol/L硫代硫酸钠溶液滴定至蓝色消失为终点。

④实验结果记录

（5）麦芽蛋白质溶解度测定

①消化

分别取麦芽粉碎样约0.3g（精确到0.001g）和麦芽浸出液5.00mL，分别置于两个100mL凯氏烧瓶中，加入约5g硫酸钾和0.3g硫酸铜粉末，稍摇匀后瓶口放一小漏斗，加入20mL浓硫酸，将瓶斜置于电炉上，在通风柜中加热进行消化。

开始用低温加热，待内容物全部炭化，泡沫停止后，再升高温度保持微沸，消化至蓝绿色澄清透明后，继续加热20min。

取下凯氏烧瓶放冷后，将消化液小心无损地转移到100mL容量瓶中（瓶中预先加入20mL水）并用少量水洗涤定氮瓶，洗液并入容量瓶，混匀冷却后，定容至刻度，摇匀即为消化液。

试剂空白：

取与样品消化相同量的硫酸钾、硫酸铜、浓硫酸，按以上方法进行消化，得试剂空白消化液。

②检查与洗涤

在蒸馏前应检查微量凯氏定氮蒸馏装置是否装好。

把装有蒸馏水的三角瓶置于冷凝器下方，并将冷凝器的尖端插入水面下，加热蒸汽发生瓶内的水至沸，然后移去火源，三角瓶中的蒸馏水倒吸入蒸馏瓶3内，再倒吸至蒸汽发生瓶中，由排水管排出。

照上述方法将仪器洗涤2~3次。

③蒸馏

将自来水经1注入到蒸汽发生瓶中，使水面稍低于蒸汽发生瓶颈部的转弯处。

将装有20mL、2%硼酸溶液及混合指示剂2~3滴的三角瓶置于冷凝器下方，使冷凝管的下端插入硼酸液面下（不宜太深）。

吸取5.0mL消化液，从样品入口4处加入蒸馏瓶3中，用10mL蒸馏水冲洗进样口后，再加40%氢氧化钠溶液10mL，用少量蒸馏水冲洗及密封进样口。

将蒸汽发生瓶内的水煮沸。

通入蒸汽反应10min（从反应液沸腾算起）后，移动三角瓶使冷凝管的下端离开液面，再蒸馏1~2min，用少量蒸馏水洗涤冷凝管下端后，取下三角瓶，准备滴定。

④滴定

用已标定的0.01mol/L盐酸标准溶液滴定馏出液至灰色为终点。

⑤实验数据记录

（6）α-氨基酸的测定

①样品处理

以蒸馏水稀释麦芽渗出液，建议将麦芽渗出液稀释100倍，使稀释浓度为1~3mgα-氨基氮/L。

②取五支试管，其中三支各加2.00mL甘氨酸标准稀释液（此稀释液每升含有2mgα-氨基氮），一支加2.00mL试样，另一支加2.00mL蒸馏水作空白。

然后在各试管中加显色剂1.00mL，摇匀，并在管口塞上玻璃球，在沸水浴中准确加热16min。

③取出试管，立即在20℃水浴中冷却20min。

④各管加入5.00mL碘酸钾稀释液，混匀，30min内，在570nm波长下用1cm比色皿测定光密度。

注意事项：

①麦芽渗出液保存不应超过6h。

②麦芽糖化液制备中，加氢氧化钠后溶液应呈碱性，pH为9.4~10.6，可用pH试纸检验。

③茚三酮与氨基酸的反应非常灵敏，痕量的氨基酸也能给结果带来很大误差，故操作中要十分注意，如容器必须洗净，洗净后只能接触其外表面，移液管不能用嘴吸等。

④茚三酮与氨基酸显色反应要求在pH6.7条件下加热进行，碘酸钾在稀溶液中使茚三酮保持氧化态，以阻止副反应。

5．实验数据处理方法

（1）麦芽糖含水量的测定

记录实验数据

称量皿重量

m0（g）

烘干前样品及称量皿重量

m1（g）

烘干后样品及称量皿重量m2（g）

＃1

＃2

＃3

恒重值

计算公式

水分含量M（%）＝

（2）麦芽渗出物测定

计算公式

麦芽浸出物的计算

以风干麦芽样品计

麦芽浸出物E1（%）=

（4－2）

以绝干麦芽样品计

麦芽浸出物E2（%）=

（4－3）

式中：

E1——风干麦芽浸出物（%）；

E2——无水麦芽浸出物（%）；

M——麦芽水分（%）；

B——麦芽汁中可溶性固形物（%）。

（3）麦芽糖化力测定

实验结果记录

项目

糖化液（mL）

空白液（mL）

次数

1

2

3

1

2

3

耗Na2S2O3（mL）

平均（mL）

V=

V0=

计算

麦芽糖化力是以100g无水麦芽在20℃、pH4.3条件下分解可溶性淀粉30min产生1g麦芽糖为1个维柯（WK）糖化力单位。

麦芽糖化力（WK）＝

（4－4）

式中：

V0——空白液消耗Na2S2O3标准溶液的毫升数（mL）；

V——麦芽糖化液消耗Na2S2O3标准溶液的毫升数（mL）；

C——Na2S2O3标准溶液的摩尔浓度（mol/L）；

F——换算系数＝34.2；

M——麦芽水分百分含量（%）；

m——麦芽的质量（g）。

（4）麦芽蛋白质溶解度测定

实验数据记录

样品名称

样品质量/体积

g/mL

滴定耗盐酸标准溶液体积mL

第一次

第二次

第三次

平均值

计算公式

①100g无水麦芽总氮含量

总氮（g/100g）＝

（4－5）

②100g无水麦芽中总溶解性氮含量

总溶解性氮（g/100g）＝

（4－6）

③蛋白质溶解度（氮溶指数NSI）计算

NSI%＝

（4－7）

式中：

V1——滴定麦芽样品耗盐酸标准溶液的体积（mL）；

V0——滴定空白试剂耗盐酸标准溶液的体积（mL）；

V2——滴定麦芽渗出液耗盐酸标准溶液的体积（mL）；

C——盐酸标准溶液浓度（mol/L）；

m——样品的质量（体积）（g/mL）；

M——麦芽样品中水分的百分含量（%）；

B——麦芽汁中可溶性固形物含量（%）；

d——麦芽汁在20℃时的相对密度；

E2——无水麦芽浸出物（%）。

（5）α-氨基酸的测定

计算公式

每升麦芽汁中α-氨基氮含量：

CN（mg/L）＝

（4－8）

每100g无水麦芽中α-氨基氮含量：

C（mg/100g）＝

（4－9）

式中：

CN——样品中α-氨基氮含量（mg/L）；

AN——样品液的光密度；

AS——标准溶液平均光密度；

CS——甘氨酸标准液浓度2mg/L；

n——稀释倍数；

C——每100克无水麦芽中α-氨基氮含量（mg）；

式中其余符号M、d、B的意义同前。

6．参考文献

教师对实验方案设计的意见

签名：

年月日

2、实验报告

1．实验现象与结果

（1）麦芽糖含水量的测定

记录实验数据

称量皿重量

m0（g）

烘干前样品及称量皿重量

m1（g）

烘干后样品及称量皿重量m2（g）

＃1

＃2

＃3

恒重值

19.6124

24.6135

24.1697

24.1163

24.1132

24.1131

水分含量M（%）＝

=（24.6135-24.1131）/（24.6135-19.6124）*100=10.00

（2）麦芽渗出物测定

以风干麦芽样品计

麦芽浸出物E1（%）=

=1.283*（800+10）/（100-1.283）=10.53

以绝干麦芽样品计

麦芽浸出物E2（%）=

=（10.53*100）/（100-10）=11.7

（3）麦芽糖化力测定

实验结果记录

项目

糖化液（mL）

空白液（mL）

次数

1

2

3

1

2

3

耗Na2S2O3（mL）

14.6

14.62

14.91

21.1

20.81

21.7

平均（mL）

V=14.71

V0=21.2

麦芽糖化力（WK）＝

=（（21.2-14.71）*0.1085*34.2/（100-10））*100=26.76

（4）麦芽蛋白质溶解度测定

实验数据记录

样品名称

样品质量/体积

g/mL

滴定耗盐酸标准溶液体积mL

第一次

第二次

第三次

平均值

麦芽粉

5.0

1.82

1.90

1.87

1.86

麦芽汁

5.0

1.18

1.21

1.19

1.19

计算公式

①100g无水麦芽总氮含量

总氮（g/100g）＝

=（（1.86-1）*0.01*0.014）/（（0.3007*（1-0.1））*100/5*100=0.89

②100g无水麦芽中总溶解性氮含量

总溶解性氮（g/100g）＝

=（（1.19-1）*0.01*0.014*11.7）/（1.283*1.005*25）*100/5*100=0.0193

③蛋白质溶解度（氮溶指数NSI）计算

NSI%＝

=0.0193/0.89*100=2.17

（6）α-氨基酸的测定

As=（0.145+0.075+0.076）/3=0.0986

每升麦芽汁中α-氨基氮含量：

CN（mg/L）＝

=0.015/0.0986*2*100=30.45

每100g无水麦芽中α-氨基氮含量：

C（mg/100g）＝

=（30.45*（800+10）*100）/（（1.005*（100-1.283）*（100-10））=276.23

2．对实验现象、实验结果的分析及其结论

麦芽含水量为10%，其值大于5%，含水量较高，会影响其浸出率；风干麦芽浸出率为10.53%，绝干麦芽浸出率为11.7%，浸出率较低；麦芽糖化力为26.76WK，良好的淡色麦芽糖化力范围为250~350，此实验用麦芽为良好性质。

蛋白质溶解度为2.17%，溶解度较小，说明此实验过程蛋白质分解较不完全。

每100g无水麦芽中α-氨基氮含量为300.7mg，超出良好麦芽α-氨基氮含量的范围（135~150），为优质麦芽。

三．实验总结

1．本次实验成败及其原因分析

本实验测定结果显示，麦芽质量指标之一的麦芽含水量测定值较高，继而影响了麦芽的浸出率，使麦芽浸出率值较低。

分析原因不排除测量失误带来的误差，因为整个测量质量的过程麦芽放置于小称量皿中，操作不能用手直接接触，需要格外小心，在称量和继续干燥的转换过程会出现操作失误，导致测量结果不准。

在测定麦芽溶解度中，因为麦芽浸出液和麦芽粉的消化好坏是直接反应蛋白质溶解度大小的。

消化不好溶解度便低，即蛋白质分解不完全。

2．本实验的关键环节及改进措施

在测定麦芽含水量时需要特别耐心和仔细，切勿弄撒麦芽粉，严格按照实验要求操作。

为了取粉称量方便快捷，一开始选取称量皿时广口“矮胖”一些为好。

另一个很重要得麦芽消化环节，在消化过程一定要注意观察每个步骤接着下步骤的实验现象条件。

不可操之过急或还没观察到明显现象就进行下一步，直接就影响消化效果。

指导教师评语及评分：

签名：

年月日