氨基酸工艺学实验.docx

1、氨基酸工艺学实验 氨基酸工艺学实验 实验名称：1.淀粉颗粒形态学观察及淀粉液化 2.甲醛滴定法测定氨基酸含量 学 院 生物与食品工程学院 年 级 2010级 专 业 生物工程 班 级 生工101 学 号 060510106 学生姓名 葛俊伦 指导教师 王立梅 实验一 淀粉颗粒形态学观察 及淀粉液化一 实验目的 观察不同种类淀粉颗粒的形态 掌握用酶水解法水解淀粉制备水解糖的原理及方法。二 原理概述淀粉的糊化：若将淀粉乳浆加热到一定温度，淀粉粒内结晶区的氢键被破坏，淀粉不可逆地迅速变成粘性很强的淀粉糊，透明度也增高，此时虽停止搅拌，淀粉再也不会沉淀。这种粘稠的糊状物称为淀粉糊，这种现象称为糊化作用

2、，发生此糊化现象所需温度为糊化温度。淀粉的液化：指利用酸或者淀粉液化酶使糊化淀粉水解成糊精和低聚糖等的过程，此过程中，淀粉粘度大为降低，流动性增高，故而工业上称之为液化。淀粉的糖化：液化结束后，迅速将料液用酸调节pH至4.2-4.5，同时迅速降低温度至60摄氏度，加入糖化酶，保温数小时后，用无水乙醇检验有无无糊精存在。三 实验材料试剂：玉米淀粉，小麦淀粉，蒸馏水，碘液，淀粉酶仪器：烧杯，玻璃棒，电炉，载玻片，盖玻片，显微镜四 实验步骤（一）淀粉形态学观察 1.将淀粉制成2%浓度的淀粉乳 2.滴于载玻片，盖上盖玻片，于40倍显微镜下观察，拍照（二）淀粉乳化液化 1.将淀粉制成30%浓度的淀粉乳，

3、pH6.5,加入浓度为0.01M（1.1g/L）的氯化钙溶液 2.将淀粉乳放电炉上边加热边搅拌，观察糊化状态，同时碘液检查 3.糊化后（约63，加入淀粉酶（15U/g淀粉）维持30min结束，碘液检查五 注意事项淀粉乳糊化时，要受热均匀，不宜直接用电炉加热，而应该使用水浴法加热，同时糊化过程中要防止淀粉的老化六 实验结果与现象分析（1）40倍显微镜下形态学观察结果 图1小麦淀粉 图2玉米淀粉现象分析：从谷物的电镜扫描图观察可知，不同谷物的淀粉颗粒大小明显有差异。从上图可知，小麦淀粉颗粒较大，而玉米淀粉颗粒较小；两者颗粒的形态也明显不同，小麦淀粉的颗粒多为圆形，而玉米淀粉的颗粒为多面体。（2）淀

4、粉乳化观察淀粉乳糊化液液化液颜色蓝黑色蓝黑色深棕色 a淀粉乳 蓝黑色 初始时，淀粉颗粒不溶于水，在冷水中形成悬浮液，碘液反应为蓝黑色 b糊化液 蓝黑色 加热糊化中，随着糊化过程的进行，粘度逐渐上升，搅拌较为费力，逐渐形成一种糊状的粘稠液体，碘液反应为蓝色，说明此时淀粉链尚未断裂。 c液化液 深棕色 加入酶后的糊化液经过搅拌形成液化液，粘度下降，碘液反应为紫红色，说明此时的淀粉链已经断裂成较小的分子。现象分析：依据淀粉吸附碘分子的呈色反应来判断淀粉液化程度，淀粉分子链的长短与呈色反应有如下关系：淀粉分子链（以葡萄糖计）45403631129以下 呈色蓝色蓝紫深棕色红色淡红碘液本色由实验现象观察可

5、知，最初的淀粉乳分子链应45，故而呈蓝色，随着糊化的进行，糊化液中淀粉的结晶结构受到破坏，外膜破裂，但是淀粉分子链未真正打开，故此时的碘液仍呈蓝色。加入淀粉酶后，糊化后的淀粉分子直接暴露在酶分子作用下，分子迅速断开，最终形成含有少量葡萄糖的低分子糊精溶液，粘度大幅下降。实验二 甲醛滴定法测定氨基酸含量一 实验目的 初步掌握甲醛滴定法测定氨基酸含量的原理和操作要点二 原理概述水溶液中的氨基酸为兼性离子，因而不能直接用碱滴定氨基酸的羧基。甲醛可与氨基酸上的N+H3结合，形成NHCH2OH、N(CH2OH)2 等羟甲基衍生物，使N+H3上的H+游离出来，这样就可以用碱滴定N+H3放出H+，测出氨基氮

6、，从而计算氨基酸的含量。若样品中只含有单一的已知氨基酸，则可由此法滴定的结果算出氨基酸的含量。若样品中含有多种氨基酸（如蛋白质水解液），测不能由此法算出氨基酸的含量。脯氨酸与甲醛作用后，生成的化合物不稳定，导致滴定后结果偏低；酪氨酸含酚基结构，导致滴定结果偏高。三 实验材料试剂:1、0.5%酚酞酒精溶液称0.5g酚酞溶于100ml60%酒精中。2、0.05%溴麝香草酚蓝溶液取0.05溴麝行草酚蓝溶于100ml 20%乙醇溶液中。3、1%甘氨酸溶液取1g甘氨酸溶于100ml蒸馏水。4、标准0.100mol/L 氢氧化钠溶液5、中性甲本醛溶液取甲醛溶液50ml，加0.5%酚酞指示剂约3ml，滴加0

7、.1mol/L NaOH溶液，使溶液呈微粉红色，临用前中和。实验器具: 锥形瓶、碱式滴定管、移液管洗耳球、天平、容量瓶、试剂瓶、量筒、玻棒、烧杯四 实验步骤1.将斜面菌种扩培至小试管，并观察斜面菌种形态.2.将小试管菌种扩培至三角瓶发酵（盖上纱布），并观察液体菌种形态.3.将发酵液离心、浓缩，再用等电点提取，获得粗谷氨酸，并在结束时用显微镜观察结晶.4.用甲醛滴定法测定总氨基酸量:（1）取3只100ml锥形瓶，按下表加入试剂。 锥形瓶编号试剂样品1样品2空白0.1%甘氨酸1%甘氨酸溶液或样品（ml）2.02.02.0蒸馏水（ml）5.05.07.05.0中性甲醛溶液（ml）5.05.05.05

8、.00.05%溴麝香草酚蓝溶液（滴）22220.5%酚酞乙醇溶液（滴）4444 （2）混匀后用标准0.100mol/L氢氧化钠溶液滴定至紫色（pH8.79.0） （3）结果计算 V（NaOH）*0.0200mol/L标准甘氨酸氨基氮的回收率= * 14.008 理论计算值 理论计算值：取用氨基酸的体积乘以浓度，再乘以14.008V（NaOH）两次测定所用氨基酸的体积的平均值每毫升氨基酸溶液中含氨基氮的毫克数为 (V1-V2)*M(NaOH) mg= * 14.008 V样式中：V1为滴定样品消耗氢氧化钠的体积（ml）； V2为滴空白消耗氢氧化钠的体积（ml）； 1.4008 为1ml 0.1m

9、ol/L氢氧化溶液相当的氮量（mg）五 注意事项利用甲醛滴淀法可以用来测定蛋白质的水解程度。随着蛋白质水解度的增加，滴定值也增加，当蛋白质水解完成后，滴定值不再增加。六 思考题1、甲醛法测定氨基酸含量的原理是什么 水溶液中的氨基酸为兼性离子，因而不能直接用碱滴定氨基酸的羧基。甲醛可与氨基酸上的N+H3结合，形成NHCH2OH、N(CH2OH)2 等羟甲基衍生物，使N+H3上的H+游离出来，这样就可以用碱滴定N+H3放出H+，测出氨基氮，从而计算氨基酸的含量。2、为什么氢氧化钠溶液滴定氨基酸的N+H3基上的H+，不能用一般的酸碱指示剂？ 因为甲醛滴定的突跃范围不大，而且在碱区，超出了多数指示剂的

10、变色范围，所以用一般的指示剂是无法看到终点现象的。七 实验结果与现象分析实验现象：1）液体菌种 2）结晶观察由图可明显观察到瓶底的结晶现象，但是由于育晶时间较短，也未加入晶种，故而本次结晶形成的晶型多为型，呈粉针状，轻微晃动三角瓶，结晶就悬浮起来，质量较轻。3）滴定结果滴定前：微黄色 滴定后：微紫色4）氨基酸总量计算序号空白样品1样品21%甘氨酸0.1mol/L NaOH(ml)0.0250.910.982.45 V（NaOH）*0.0200mol/L标准甘氨酸氨基氮的回收率= * 14.008 理论计算值 理论计算值 =V（甘氨酸）*M（甘氨酸）*14.008代入数据，回收率=2.4%故标准

11、甘氨酸氨基氮的回收率为2.4% （V1-V2)*M(NaOH) mg= * 14.008 V样代入数据， mg=0.612故甲醛滴定的每毫升氨基酸溶液中含氨基氮的毫克数为0.612。现象分析：根据滴定结果，总结分析此法在实际应用中的优缺点。优点：使用该方法检测氨基酸较为简便，尤其是当样品中只有一种氨基酸的时候，可以直接通过滴定所使用的NaOH的量来计算氨基酸的含量，非常简便快捷。缺点：当样品中含有多种氨基酸时，就不能用该法测定多种氨基酸混合液中每种氨基酸的含量，只能测出氨基酸的总量。并且脯氨酸与甲醛作用后，生成的化合物不稳定，导致滴定后结果偏低；酪氨酸含酚基结构，导致滴定结果偏高。 三 实验小

12、结 这次实验是我们大学生涯的最后一次实验，周期很长，内容也比较丰富。本次实验主要是对课题堂上学习的知识进行进一步的了解和熟知。这次实验分成两部分，一部分是淀粉颗粒形态的观察，另一部分是甲醛滴定法测定氨基酸含量。实验总的来说没有什么难度，主要是锻炼下大家的操作和对课本上内容的稳固：淀粉粒的形状，淀粉糊化、液化的变化情况。我们这门科目主要是对氨基酸的学习，当然要熟悉氨基酸的测量方法。虽说实验的难度不大，但是我们进行的也不是很顺利，期间各种状况频出。如：配制培养基时，实验室的电子秤的量程没有达到实验的要求，我们只能凭感觉进行加入；加水时由于操之过急导致烧杯上层出现好多泡沫，最后只能默默等待它的消失；

13、在摇床培养时，有的同学最后由于瓶子歪倒导致培养失败，这应该是其他同学操作时导致的；淀粉颗粒形态学观察中，由于实验室显微镜数量少，坏的还多，我们组观察室很难找出清晰的画面，最后换了个显微镜，才找到清晰的画面；在淀粉糊化过程中，由于我组选择的是30%的淀粉乳，浓度较高，故而在糊化过程中，随着糊化的进行，液体变得异常粘稠，同时加热的烧杯又十分烫手，搅拌十分艰难。于是全组同学便轮流进行搅拌，最终才将淀粉糊化好；还有甲醛法滴定实验中，我们将滴定出的结果带入公式中计算发现，数据非常小。同学们都猜测可能是操作有误或者酶失活了，但最终经老师的探究下，我们才发现是由于试剂配制失误。虽然实验中出现了许多问题，但是所幸的是小组成员的同心协力及老师的耐心讲解。实验中不仅只有困难我们也有惊奇，比如糊化时，浓度很高搅拌的很艰难，加入淀粉酶后很快就变得很顺畅；还有配制培养基时，大家通力合作，一起称量，一起搅拌，其乐融融，好不欢乐。大学的最后一个实验我们很珍惜，也很用心。因为这次实验不仅可以使我们所学的知识得到巩固，更能锻炼我们的操作和动手能力。实验虽说不难，但是时间很长，所以有的时候会忘记一些实验要点，因此希望老师下次还是不要把实验周期拉得这么长，集中一段时间既能让我们专心致志，也不会耽误老师和同学们的时间。