食品化学实验指导书定稿.docx

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食品化学实验指导书定稿

食品化学实验指导书（定稿）

　　实验一食品水分活度（Aw）的测定

　　一、实验目的

　　通过实验，进一步加深对水分活度概念的理解，掌握水分活度测定仪的使用和食品水分活度的测定方法。

　　二、实验原理

　　食品中的水是以自态、水合态、表面吸附态等状态存在。

不同状态的水可分为两类：

氢键结合力联系着的水分称为结合水；以毛细管力联系着的水称为自水。

自水能被微生物利用，结合水则不能。

一般食品水分测定方法定量测定所得为含水量，不能说明这些水是否都能被微生物所利用，对食品的生产和保藏均缺乏科学的指导作用；而水分活度则反映食品与水的亲和能力大小，表示食品中所含的水分作为生物化学反应和微生物生长的可用价值。

　　水分活度近似的表示为在某一温度下溶液中水蒸气分压与纯水蒸汽压之比。

拉乌尔定律指出，当溶质溶于水，水分子与溶质分子变成定向关系从而减少水分子从液相进入汽相的逸度，使溶液的蒸汽压降低，稀溶液蒸汽压降低率与溶质的摩尔分数成正比。

水分活度也可用平衡时大气的相对湿度（ERH）来计算。

故水分活度（Aw）可用下式表示：

Aw=p/p0=n0/（n1+n0）=ERH/100

　　式中p—样品中水的分压；p0—相同温度下纯水的蒸汽压；n0—水的摩尔数；n1—溶质的摩尔数；ERH—样品周围大气的平衡相对湿度。

　　水分活度测定仪主要是在一定温度下利用仪器装置中的湿敏元件，根据食品中水蒸气压力的变化，从仪器表头上读出指针所示的水分活度。

本实验要求掌握利用水分活度测定仪器测定食品水分活度的方法和了解食品中水分存在的状态。

　　三、实验材料、试剂和仪器

　　苹果块，猕猴桃果脯，面包，饼干；氯化钡饱和溶液；水分活度测定仪。

　　四、实验内容

　　⑴将等量的纯水及捣碎的样品迅速放入测试盒，拧紧盖子密封，并通过转接电缆插入“纯水”及“样品”插孔。

固体样品应碾碎成米粒大小，并摊平在盒底。

　　—1—

　　⑵把稳压电源输出插头插入“外接电源”插孔，打开电源开关，预热15分钟，如果显示屏上出现“E”，表示溢出，按“清零”按钮。

　　⑶调节“校正Ⅱ”电位器，使显示为±

　　⑷按下“活度”开关，调节“校正Ⅱ”电位器，使显示为±⑸等测试盒平衡半小时后，按下相应的“样品测定”开关，即可读出样品的水分活度Aw的值。

　　⑹测量相对湿度时，将“活度”开关复位，然后按相应的“样品测定”开关，现实的数值即为所测空间的相对湿度。

　　⑺关机，清洗并吹干测试盒，放入干燥剂，盖上盖子，拧紧密封。

　　五、注意事项

　　⑴在测试前，仪器一般用标准溶液进行校正。

下面是几种常用盐饱和溶液在25℃时的水分活度的理论值。

　　氯化钡；溴化钾（KBr）；氯化钾（KCl）；氯化钠（NaCl）；硝酸钠（NaNO3）。

　　⑵环境不同，应对标准值进行修正。

温度校正数温度校正数15　　-　　21　　+16　　-　　22　　+17　　-　　23　　+18　　-　　24　　+19　　-　　25　　+20　　±　　26

　　⑶测定时切勿使湿敏元件沾上样品盒内样品。

　　⑷本仪器应避免测量含二氧化硫、氨气、酸和碱等腐蚀性样品。

⑸每次测量时间不应超过一小时。

　　六、思考题

　　1、食品水分活度测定的原理是什么？

　　2、水分活度与食品贮藏稳定性的关系。

　　—2—

　　实验二果胶的提取及果冻制作

　　一、实验目的

　　通过实验，进一步加深对果胶特性的理解，掌握果胶的一般提取方法和技术，了解果胶的应用。

　　二、实验原理

　　果胶是高分子糖类化合物，是一种植物性天然交替物质，广泛地存在于苹果、山楂和柑桔类等的果实及其它植物体内。

果胶在植物体中，以原果胶、果胶和果胶酸二种形式存在。

　　原果胶用稀酸处理或与果胶酶作用时可转变为可溶性果胶。

可溶性果胶的基本结构是多聚半乳糖醛酸，其中部分羟基被甲醇脂化为甲氧基。

一般植物中的果胶甲基含量，约占全部多聚半乳糖醛酸结构的7~14%，甲氧基含量高于7%的果胶，称为高甲氧基果胶，即普通果胶。

普通果胶中甲氧基含量越多，胶冻能力越大。

甲氧基含量低于7%的果胶，称为低甲氧基果胶，几乎无胶凝力但有多价金属离子如Ca2+、Mg2+、Al3+等存在时可生成凝胶，多价离子起到果胶分子交联剂的作用。

　　果胶为白色淡黄褐色粉末，溶于水成粘稠状液体，对石蕊试纸呈酸性。

果胶与适量的糖和有机酸一起煮，可形成柔软而有弹性的胶冻。

基于此特性，所以果胶在食品工业中具有用来制造果酱、果冻、巧克力、糖果等食品，也可用作冷饮食品、冰淇淋、雪糕等的稳定剂。

在医药上果胶可作为肠出血的止血剂，低甲氧基果胶能与金属离子形成不溶于水的化合物，因而果胶又是铅、汞、钴等金属中毒的良好解毒剂。

　　三、实验材料、试剂和仪器

　　干桔皮；；95H5OH；白糖；柠檬酸；500mL烧杯2只；10mL1只；表面皿6cm1块；干燥器、抽滤瓶1只；布氏漏斗1只；龙头布袋一只；电炉；滤纸φ=；研钵、量筒100mL1只；10mL1只。

　　四、实验内容

　　果胶提取

　　称取干桔皮15克，用水洗净，稍软，剪碎，置于600mL烧杯中加水150~200mL煮沸10分钟弃去水，用冷水反复漂洗残渣，挤干后称

　　—3—

　　重，置500mL烧杯中，加残渣3倍量煮沸10分钟，趁热用尼龙细布袋，挤压布袋使滤渣挤干，弃去滤渣，把布袋洗净后将滤液再滤一次，把滤液浓缩至50mL，冷却，滤液中加95%乙醇至混合液中乙醇浓度达60%止，用玻璃棒搅匀，得到胶体溶液。

用布氏漏斗吸滤得到果胶沉淀把果胶转移到烧杯中用少量95%乙醇洗涤，吸滤，把果胶转移到滤纸上，用滤纸吸干，搓碎后放表面皿于干燥器中过夜，也可用烘箱烘干，用研钵研磨后得果胶粉，计算得率。

果冻制作

　　称取自制果胶克于50mL烧杯中，加水3mL，加热使果胶溶解，加蔗糖3克搅匀，放至数小时后即得凝胶。

　　五、思考题

　　1、如何提高分离果胶的产率和质量？

　　2、通过制作果冻的实验，你能看出果胶质量的高低吗？

应当做什么检验才能通过果冻品质来判断果胶质量？

　　—4—

　　实验三羧甲基纤维素的制备

　　一、实验目的

　　通过羧甲基纤维素的制备，加深对多糖高聚物—纤维素性质及其改性加工等知识的理解；进一步熟练机械搅拌、同流加热、过滤、洗涤、干燥等操作技术。

　　二、实验原理

　　羧甲基纤维素是天然纤维素经过化学改性而得到的具有醚结构的一种纤维素衍生物。

因其不溶于水，所以常用的其钠盐，即羧甲基纤维素钠，习惯上仍简称CMC。

　　CMC是白色或微黄色粉末，无色无味，有吸湿性，不溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂，溶于水，在水中形成透明胶体，CMC的许多用途，就是根据这一性质决定的。

　　CMC是一种用途广泛的精细化工产品。

它广泛用于食品，医药，纺织印染、石油钻井、造纸、化妆品、制革、和陶瓷等工业方面，可以作为上浆剂，上光剂，路化剂、调厚剂、悬浮剂、稳定剂、粘和剂、结晶生成的防止剂等。

　　工业生产CMC的原料多采用棉纤维，实验室可用滤纸或脱脂棉制备CMC，若改用稻草、纸浆或废棉花制备CMC更具有实用价值。

　　纤维素是β-D-葡萄糖以1,4甙键连接形成的高聚物，每个葡萄糖链接上有3个极性烃基，在碱的作用下生成碱纤维素。

　　[C6H7O2（OH）OH]n+nNaOH—→[C6H7（OH）2ONa]n+nH2O碱纤维素在碱性环境中与氯乙酸发生醚化反应，变得CMC-Na。

　　[C6H7O2（OH）2ONa]n+nClCH2COOH—→[C6H7（OH）2OCH2COOH]n+nNaCl

　　三、实验材料、试剂和仪器

　　纯净棉花、95%乙醇、75%乙醇、26%氯乙酸酒精溶液、30%NaOH、乙酸。

　　三颈瓶、电动搅拌器、冷凝管、滴液漏斗、水浴锅、热水漏斗、布氏漏斗、抽滤瓶、烧杯、锥型瓶、克式烧瓶、水泵。

　　四、实验内容

　　—5—

　　实验一食品水分活度（Aw）的测定

　　一、实验目的

　　通过实验，进一步加深对水分活度概念的理解，掌握水分活度测定仪的使用和食品水分活度的测定方法。

　　二、实验原理

　　食品中的水是以自态、水合态、表面吸附态等状态存在。

不同状态的水可分为两类：

氢键结合力联系着的水分称为结合水；以毛细管力联系着的水称为自水。

自水能被微生物利用，结合水则不能。

一般食品水分测定方法定量测定所得为含水量，不能说明这些水是否都能被微生物所利用，对食品的生产和保藏均缺乏科学的指导作用；而水分活度则反映食品与水的亲和能力大小，表示食品中所含的水分作为生物化学反应和微生物生长的可用价值。

　　水分活度近似的表示为在某一温度下溶液中水蒸气分压与纯水蒸汽压之比。

拉乌尔定律指出，当溶质溶于水，水分子与溶质分子变成定向关系从而减少水分子从液相进入汽相的逸度，使溶液的蒸汽压降低，稀溶液蒸汽压降低率与溶质的摩尔分数成正比。

水分活度也可用平衡时大气的相对湿度（ERH）来计算。

故水分活度（Aw）可用下式表示：

Aw=p/p0=n0/（n1+n0）=ERH/100

　　式中p—样品中水的分压；p0—相同温度下纯水的蒸汽压；n0—水的摩尔数；n1—溶质的摩尔数；ERH—样品周围大气的平衡相对湿度。

　　水分活度测定仪主要是在一定温度下利用仪器装置中的湿敏元件，根据食品中水蒸气压力的变化，从仪器表头上读出指针所示的水分活度。

本实验要求掌握利用水分活度测定仪器测定食品水分活度的方法和了解食品中水分存在的状态。

　　三、实验材料、试剂和仪器

　　苹果块，猕猴桃果脯，面包，饼干；氯化钡饱和溶液；水分活度测定仪。

　　四、实验内容

　　⑴将等量的纯水及捣碎的样品迅速放入测试盒，拧紧盖子密封，并通过转接电缆插入“纯水”及“样品”插孔。

固体样品应碾碎成米粒大小，并摊平在盒底。

　　—1—

　　⑵把稳压电源输出插头插入“外接电源”插孔，打开电源开关，预热15分钟，如果显示屏上出现“E”，表示溢出，按“清零”按钮。

　　⑶调节“校正Ⅱ”电位器，使显示为±

　　⑷按下“活度”开关，调节“校正Ⅱ”电位器，使显示为±⑸等测试盒平衡半小时后，按下相应的“样品测定”开关，即可读出样品的水分活度Aw的值。

　　⑹测量相对湿度时，将“活度”开关复位，然后按相应的“样品测定”开关，现实的数值即为所测空间的相对湿度。

　　⑺关机，清洗并吹干测试盒，放入干燥剂，盖上盖子，拧紧密封。

　　五、注意事项

　　⑴在测试前，仪器一般用标准溶液进行校正。

下面是几种常用盐饱和溶液在25℃时的水分活度的理论值。

　　氯化钡；溴化钾（KBr）；氯化钾（KCl）；氯化钠（NaCl）；硝酸钠（NaNO3）。

　　⑵环境不同，应对标准值进行修正。

温度校正数温度校正数15　　-　　21　　+16　　-　　22　　+17　　-　　23　　+18　　-　　24　　+19　　-　　25　　+20　　±　　26

　　⑶测定时切勿使湿敏元件沾上样品盒内样品。

　　⑷本仪器应避免测量含二氧化硫、氨气、酸和碱等腐蚀性样品。

⑸每次测量时间不应超过一小时。

　　六、思考题

　　1、食品水分活度测定的原理是什么？

　　2、水分活度与食品贮藏稳定性的关系。

　　—2—

　　实验二果胶的提取及果冻制作

　　一、实验目的

　　通过实验，进一步加深对果胶特性的理解，掌握果胶的一般提取方法和技术，了解果胶的应用。

　　二、实验原理

　　果胶是高分子糖类化合物，是一种植物性天然交替物质，广泛地存在于苹果、山楂和柑桔类等的果实及其它植物体内。

果胶在植物体中，以原果胶、果胶和果胶酸二种形式存在。

　　原果胶用稀酸处理或与果胶酶作用时可转变为可溶性果胶。

可溶性果胶的基本结构是多聚半乳糖醛酸，其中部分羟基被甲醇脂化为甲氧基。

一般植物中的果胶甲基含量，约占全部多聚半乳糖醛酸结构的7~14%，甲氧基含量高于7%的果胶，称为高甲氧基果胶，即普通果胶。

普通果胶中甲氧基含量越多，胶冻能力越大。

甲氧基含量低于7%的果胶，称为低甲氧基果胶，几乎无胶凝力但有多价金属离子如Ca2+、Mg2+、Al3+等存在时可生成凝胶，多价离子起到果胶分子交联剂的作用。

　　果胶为白色淡黄褐色粉末，溶于水成粘稠状液体，对石蕊试纸呈酸性。

果胶与适量的糖和有机酸一起煮，可形成柔软而有弹性的胶冻。

基于此特性，所以果胶在食品工业中具有用来制造果酱、果冻、巧克力、糖果等食品，也可用作冷饮食品、冰淇淋、雪糕等的稳定剂。

在医药上果胶可作为肠出血的止血剂，低甲氧基果胶能与金属离子形成不溶于水的化合物，因而果胶又是铅、汞、钴等金属中毒的良好解毒剂。

　　三、实验材料、试剂和仪器

　　干桔皮；；95H5OH；白糖；柠檬酸；500mL烧杯2只；10mL1只；表面皿6cm1块；干燥器、抽滤瓶1只；布氏漏斗1只；龙头布袋一只；电炉；滤纸φ=；研钵、量筒100mL1只；10mL1只。

　　四、实验内容

　　果胶提取

　　称取干桔皮15克，用水洗净，稍软，剪碎，置于600mL烧杯中加水150~200mL煮沸10分钟弃去水，用冷水反复漂洗残渣，挤干后称

　　—3—

　　重，置500mL烧杯中，加残渣3倍量煮沸10分钟，趁热用尼龙细布袋，挤压布袋使滤渣挤干，弃去滤渣，把布袋洗净后将滤液再滤一次，把滤液浓缩至50mL，冷却，滤液中加95%乙醇至混合液中乙醇浓度达60%止，用玻璃棒搅匀，得到胶体溶液。

用布氏漏斗吸滤得到果胶沉淀把果胶转移到烧杯中用少量95%乙醇洗涤，吸滤，把果胶转移到滤纸上，用滤纸吸干，搓碎后放表面皿于干燥器中过夜，也可用烘箱烘干，用研钵研磨后得果胶粉，计算得率。

果冻制作

　　称取自制果胶克于50mL烧杯中，加水3mL，加热使果胶溶解，加蔗糖3克搅匀，放至数小时后即得凝胶。

　　五、思考题

　　1、如何提高分离果胶的产率和质量？

　　2、通过制作果冻的实验，你能看出果胶质量的高低吗？

应当做什么检验才能通过果冻品质来判断果胶质量？

　　—4—

　　实验三羧甲基纤维素的制备

　　一、实验目的

　　通过羧甲基纤维素的制备，加深对多糖高聚物—纤维素性质及其改性加工等知识的理解；进一步熟练机械搅拌、同流加热、过滤、洗涤、干燥等操作技术。

　　二、实验原理

　　羧甲基纤维素是天然纤维素经过化学改性而得到的具有醚结构的一种纤维素衍生物。

因其不溶于水，所以常用的其钠盐，即羧甲基纤维素钠，习惯上仍简称CMC。

　　CMC是白色或微黄色粉末，无色无味，有吸湿性，不溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂，溶于水，在水中形成透明胶体，CMC的许多用途，就是根据这一性质决定的。

　　CMC是一种用途广泛的精细化工产品。

它广泛用于食品，医药，纺织印染、石油钻井、造纸、化妆品、制革、和陶瓷等工业方面，可以作为上浆剂，上光剂，路化剂、调厚剂、悬浮剂、稳定剂、粘和剂、结晶生成的防止剂等。

　　工业生产CMC的原料多采用棉纤维，实验室可用滤纸或脱脂棉制备CMC，若改用稻草、纸浆或废棉花制备CMC更具有实用价值。

　　纤维素是β-D-葡萄糖以1,4甙键连接形成的高聚物，每个葡萄糖链接上有3个极性烃基，在碱的作用下生成碱纤维素。

　　[C6H7O2（OH）OH]n+nNaOH—→[C6H7（OH）2ONa]n+nH2O碱纤维素在碱性环境中与氯乙酸发生醚化反应，变得CMC-Na。

　　[C6H7O2（OH）2ONa]n+nClCH2COOH—→[C6H7（OH）2OCH2COOH]n+nNaCl

　　三、实验材料、试剂和仪器

　　纯净棉花、95%乙醇、75%乙醇、26%氯乙酸酒精溶液、30%NaOH、乙酸。

　　三颈瓶、电动搅拌器、冷凝管、滴液漏斗、水浴锅、热水漏斗、布氏漏斗、抽滤瓶、烧杯、锥型瓶、克式烧瓶、水泵。

　　四、实验内容

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