校园餐厨垃圾有机质监测实验方案设计.docx

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校园餐厨垃圾有机质监测实验方案设计

毕业论文实验方案设计

题目：

校园餐厨垃圾有机质监测方法探讨

性质：

实验、探讨

方案设计：

1.采样

采样地点：

学生一食堂、辅助五食堂、宴会厅

采样时间：

2012年4月13日星期五 19:

00-20:

30

采样方式：

随机混合样

采样数量：

每个采样点采样2份作为平行样

2.样品保存

采集的样品装在500ml的聚乙烯广口瓶中，贴好标签，于2—5℃保存于冰箱中。

3.样品预处理

1）实验前将样品瓶盖打开放置于水浴锅中30℃加热5分钟。

2）将加热过的样品用2mm的筛子进行固液分离。

液体封存于冰箱中，固体用搅拌机打碎，均摊在培养皿中，放入恒温干燥箱干燥至恒重。

4.实验方案

食品中的有机质主要包括：

蛋白质、脂类、糖类，通过测定蛋白质、脂类、糖类的含量，加和计算出有机质的含量。

4.1蛋白质的测定：

1）方法：

常量凯氏定氮法

2）原理：

食品与硫酸和催化剂一同加热消化，分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。

然后碱化蒸馏使氨游离，用过量硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液测定，根据酸的消耗量乘以换算系数，即蛋白质含量。

消化：

蒸馏吸收：

滴定：

3）仪器：

4）试剂：

①

；②

；③

；④饱和硼酸溶液；

⑤混合指示剂：

1份0.1%甲基红乙醇溶液与5份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液临用时混合；

⑥50%的氢氧化钠溶液；

⑦

标准溶液（需用无水碳酸钠标定后使用）。

5）操作步骤：

精密称取1-3g固体样品放入750ml干燥凯氏烧瓶中，加入10g无水硫酸钾、0.5g硫酸铜及25ml浓硫酸，于凯氏烧瓶口放一小漏斗，并将其以45°角斜支于有小孔的石棉网上。

用电炉以小火加热，待内容物全部炭化，泡沫停止产生后，加大火力，保持瓶内液体微沸，至液体变蓝绿色透明后再继续加热微沸30min,冷却。

冷却后连好蒸馏装置，将蒸馏管下端插入接受瓶的液面以下（瓶内预先加入60ml饱和硼酸溶液及2-3滴混合指示剂）。

在凯氏烧瓶中加入50-100ml蒸馏水，玻璃珠数粒，通过安全漏斗加入60-80ml50%氢氧化钠溶液，至溶液呈蓝黑色为止。

将蒸馏吸收装置连接好，加热蒸馏。

待凯氏烧瓶内液体减少至约1/3时，将冷凝管下端提出液面，再蒸馏数分钟，用少量水冲洗冷凝管下端后停止蒸馏。

取下接受瓶，用盐酸标准溶液滴定至终点。

同时做空白试验（除不加样品外，取与处理样品相同量的硫酸铜、硫酸钾及硫酸，按同一方法做）。

6）计算：

其中：

-样品中蛋白质含量，

；

-样品中消耗盐酸标准液的体积，

；

-空白消化液消耗盐酸标准液的体积，

；

-盐酸标准液的浓度，

；0.014-

的毫摩尔质量，

；

-称取样品的质量，

；

-氮换算成蛋白质的计算因子。

4.2脂肪的测定：

1）方法：

索氏提取法

2）原理：

利用脂肪能溶于有机溶剂乙醚或石油醚，使样品中的脂肪进入溶剂中，提取溶剂中的脂肪后，蒸取溶剂，所得物质即为脂肪。

3）仪器：

①索氏提取器；②恒温干燥箱；③滤纸筒；④水浴锅。

4）试剂：

①无水乙醚（沸程30-60℃）；②海砂：

粒度0.65-0.85mm,二氧化硅质量分数不低于99%。

5）测定步骤：

样品处理：

准确称取干燥并研细的样品2-5g，必要时拌以海砂，无损的移入滤纸筒内。

索氏提取器的清洗：

将索式提取器各部位充分洗涤并用蒸馏水清洗烘干。

脂肪烧瓶在103℃±2℃的烘箱内干燥至恒重。

提取：

将滤纸筒放入索氏提取器的抽提筒内，连接已干燥至恒重的脂肪烧瓶，安好冷凝管，由冷凝管的上端加入无水乙醚或者石油醚至脂肪烧瓶的2/3体积处，接上冷凝水，在冷凝管上口处轻轻塞入一小团干燥的脱脂棉。

将脂肪烧瓶水浴加热（温度65-80℃）使乙醚或者石油醚不断回流提取，一般视含油量高低提取6-12h,至抽提完全为止。

回收溶剂、烘干、称重：

取下脂肪烧瓶，回收乙醚或石油醚。

待烧瓶内仅剩1-2ml时，在水浴上蒸取脂肪烧瓶内全部乙醚，将脂肪烧瓶置于烘箱中在100-105℃干燥2h,取出放入干燥器内冷至室温，称重。

再放进烘箱中，在100-105℃干燥30min，取出放入干燥器内冷至室温，称重。

重复操作至恒重。

6）计算：

其中：

-样品中粗脂肪的质量分数，

；

-脂肪烧瓶和脂肪的质量，

；

-脂肪烧瓶的质量，

；

-样品的质量，

。

4.3糖类的测定：

4.3.1总糖的测定：

1）方法：

2）原理：

样品经处理除去蛋白质等杂质后，加入盐酸，在加热条件下使蔗糖水解为还原性单糖，以直接滴定法测定水解后样品中的还原糖总量。

3）仪器：

①25ml古氏坩埚或G4垂融坩埚；②真空泵；③滴定管；④水浴锅。

4）试剂：

①6mol/L盐酸溶液；

②5mol/L氢氧化钠溶液：

称取20g氢氧化钠加水溶解并稀释至100mL；

③1mol/L氢氧化钠溶液：

称取4g氢氧化钠加水溶解并稀释至100mL；

④碱性酒石酸铜甲液：

称取15g硫酸铜（CuSO4.5H2O）及0.05g次甲基蓝，溶于水中并稀释到1000ml。

⑤碱性酒石酸铜乙液：

称取50g酒石酸钾钠及75g氢氧化钠，溶于水中，再加4g亚铁氰化钾，完全溶解后，用水稀释至1000ml,贮存于橡皮塞玻璃瓶中。

⑥精制石棉：

取石棉先用3mol/L盐酸浸泡2-3h，用水洗净，再用10%氢氧化钠浸泡2-3h。

倾取溶液，再用碱性酒石酸铜乙液浸泡数小时，用水洗净，再以3mol/L盐酸浸泡数小时，用水洗至不呈酸性。

加水振荡，使之成为微细的浆状软纤维，用水浸泡并贮存于玻璃瓶中，即可用于填充古氏坩埚。

⑦甲基红乙醇溶液（0.1%）：

称取0.1g甲基红，用60%乙醇溶解并定容到100mL。

⑧乙酸锌溶液：

称取21.9g乙酸锌[Zn（CH3COO）2?

2H2O]，加3ml冰醋酸，加水溶解并稀释到100ml。

⑨亚铁氰化钾溶液：

称取10.6g亚铁氰化钾[K4Fe（CN）6.3H20]，溶于水中，稀释至100ml。

5）测定步骤：

样品处理：

称取0.5-2g样品，置于100mL容量瓶中，加入50mL水混匀。

边摇边加入5mL乙酸锌溶液及5mL亚铁氰化钾溶液，加水至刻度，混匀。

静置30min，用干燥滤纸过滤，弃去初滤液，滤液备用。

样品水解：

吸取2份50mL样品处理液，置于100mL锥形瓶，一份加5mL6

盐酸，在68-70℃中水解15min。

冷却后加2滴甲基红指示剂，用5

氢氧化钠溶液中和至中性，转至容量瓶中，加水定容至100mL，混匀，此液为样品水解液。

另一份直接加水稀释至100mL，此液未水解。

样品溶液预测：

吸取碱性酒石酸铜甲液及乙液各5.00mL，置于250mL锥形瓶中，加入10mL水，加玻璃珠3粒，加热使其在2min内至沸，准确沸腾30min，趁热以先快后慢的速度从滴定管中滴加样品溶液，滴定时要保持溶液呈沸腾状态。

待溶液蓝色变浅时，以每秒1滴的速度滴定，直至溶液蓝色刚好褪去，出现亮黄色为终点。

如果样品颜色较深，滴定终点则为蓝色褪去出现明亮颜色（如红色），记录样品溶液消耗体积。

样品溶液测定：

吸取碱性酒石酸铜甲液及乙液各5.00mL，置于250mL锥形瓶中，加入10mL水，加玻璃珠3粒，加热使其在2min内至沸，准确沸腾30min，快速从滴定管中加入比预测时样品溶液消耗总体积少1mL的样品溶液，然后趁热以每2秒1滴的速度滴加样液，直至溶液蓝色刚好褪去为终点。

记录样品消耗样品溶液总体积。

同法平行操作3份，取平均值。

6）计算：

其中：

X-样品中总糖含量（以转化糖计），%；F-10mL碱性酒石酸钾铜溶液相当的转化糖质量，mg；

-样品处理液总体积，mL；

-测定时消耗样品水解液体积，mL；m-样品质量，g。

4.3.2淀粉的测定：

1）方法：

酸水解法

2）原理：

样品经除去脂肪和可溶性糖类后，其中的淀粉用酸水解成具有还原性的单糖，然后按还原糖测定，并折算成淀粉。

3）试剂：

①乙醚；

②乙醇溶液（85%）；

③HCl溶液（6mol/L）；

④

溶液：

（10mol/L）；

⑤甲基红指示剂（

）：

称取2g甲基红，用乙醇溶解稀释至100ml；

⑥精密pH试纸；

⑦20%中性醋酸铅溶液。

⑧10%硫酸钠溶液。

⑧

溶液：

（2.5mol/L）。

4）仪器：

①回流冷凝管

②水浴锅

③高速组织捣碎机

④回流装置

5）测定步骤：

样品处理：

把干燥磨细的样品称取2-5g,过40目筛的样品，置于铺有慢速滤纸的漏斗中，用30mL乙醚分3次洗去样品中的脂肪，再用150mL85%的乙醇分数次洗涤残渣以除去可溶性糖类。

以100mL水把漏斗中残渣全部转移至250mL锥形瓶。

水解：

于上述250mL锥形瓶中加入30mL盐酸，装上冷凝管，置沸水浴中回流2h，回流完毕，立即用流动水冷却。

待样品水解液冷却后，加入2滴甲基红，先用40%氢氧化钠调到黄色，再用6

盐酸调到刚好变为红色，再用10%氢氧化钠调到红色刚好褪去。

若水解液颜色较深，可用精密pH试纸测试，使样品水解液的pH约为7。

然后加入20mL20%乙酸铅，摇匀后放置10min，以便使蛋白质、果胶等杂质沉淀。

再加入20mL10%硫酸钠溶液，以除去过多的铅，摇匀后用水转移至500mL容量瓶中，加水定容，过滤，弃去初滤液，收集滤液供测定用。

空白试验：

取100mL水和30mL6mol/L盐酸于锥形瓶中，按上述方法操作，得试剂空白液。

样品溶液预测：

吸取碱性酒石酸铜甲液及乙液各5.00mL，置于250mL锥形瓶中，加入10mL水，加玻璃珠3粒，加热使其在2min内至沸，准确沸腾30min，趁热以先快后慢的速度从滴定管中滴加样品溶液，滴定时要保持溶液呈沸腾状态。

待溶液蓝色变浅时，以每秒1滴的速度滴定，直至溶液蓝色刚好褪去，出现亮黄色为终点。

如果样品颜色较深，滴定终点则为蓝色褪去出现明亮颜色（如红色），记录样品溶液消耗体积。

样品溶液测定：

吸取碱性酒石酸铜甲液及乙液各5.00mL，置于250mL锥形瓶中，加入10mL水，加玻璃珠3粒，加热使其在2min内至沸，准确沸腾30min，快速从滴定管中加入比预测时样品溶液消耗总体积少1mL的样品溶液，然后趁热以每2秒1滴的速度滴加样液，直至溶液蓝色刚好褪去为终点。

记录样品消耗样品溶液总体积。

同法平行操作3份，取平均值。