西华大学教案
章节名称 教学时数 教学目的及要求 第一章 化学分析 四、含氮量的测定 五、酸的测定 六、白酒中总酯的测定 七、白酒中总醛的测定 八、原料中粗脂肪的测定九、原料中磷的测定 2 授课方式 多媒体 1．掌握含氮量的测定、酸的测定、白酒中总酯的测定、白酒中总醛的测定、原料中粗脂肪的测定、原料中磷的测定分析方法的原理 2．掌握含氮量的测定、酸的测定、白酒中总酯的测定、白酒中总醛的测定、原料中磷的测定方法的一般步骤几结果计算 3．了解原料中粗脂肪的测定的一般步骤 4．了解并自学本章介绍的其它分析方法 教学重点与难点 讨论练习作业 教学手段 参考资料 具体内容 1. 凯氏定氮法测定含氮量 2. 重量法测定磷 1． 凯氏定氮法的基本原理及分析步骤、结果计算 2． 重量法测定磷的基本原理 讲授 《分析化学》 四、含氮量的测定 氮是发酵微生物所必须的氮源。 原料中蛋白质含量的高低对发酵制品的质量关系很大。如啤酒酿造中，原料中蛋白质含量过高，往往能造成啤酒浑浊。但对酱油等发酵食品讲，则需选用蛋白质含量较高的原料。对酵母讲，含氮量则是酵母成品质量的一个重要指标。 （一）原料中粗蛋白质的测定 1、原理 蛋白质测定常采用凯氏定氮法（Kjeldahl）。其原理是将试样与浓硫酸共热消化，使蛋白质分解，其中氮与硫酸化合生成硫酸铵，然后碱化蒸馏使氨游离，用标准酸接收，过量酸用标准碱滴定。凯氏定氮法所测得的为试样中总氮量，它除蛋白质中氮外，还包括氨基酸，酸胺、核酸等中的氮，换算成蛋白质，称为粗蛋白质。 浓硫酸的作用： 1)脱水使有机物炭化。 2H2SO4?2SO2?2H2O?O2C?O2?CO2?2H2?O2?2H2O?2)氧化： 浓硫酸在338℃以上分解产生氧气，能使有 机物破坏，生成二氧化碳和水 浓硫酸蛋白质浓硫酸?H3RCH?NH?COOH2? N?、CO2?、SO2?、H2O?4) 2NH3+H2SO4(过量)→(NH4)2SO4 硫酸铜的作用（催化剂）： 2CuSO4→CuSO4+SO2+O2 C+O2 →CO2↑ 2H2+O2 →2H2O↑ Cu2SO4+2H2SO4→2CuSO4+SO2+2H2O 硫酸钾的作用（提高沸点）： K2SO4+H2SO4 →2KHSO4 使沸点提高到400℃。 过氧化氢的作用： H2O2+2H+→2H2O E0=1.77V O2+4H+ → 2H2O E0=1.229V 过氧化氢能力比氧强，能加速有机物分解。 30%氢氧化钠的作用： 加热NH4OH?NH3??H2O（NH4）2SO4+2NaOH →2NH4OH+Na2SO4蒸馏出的氨被硫酸吸收： 2NH3+H2SO4 →（NH4）2SO4 过量的硫酸用氢氧化钠滴定： 1001??0.01401???100%NVHSONVNaOH?50W24? H2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2O3．测定步骤 1)试样消化：准确称取2克试样，置入250全氮?%??????????毫升凯氏定氮瓶中，加 3克硫酸钾和 1克硫酸铜，加20毫升浓硫酸，瓶口安放一只小三角漏斗，于电炉上加热消化，消化装置见图1-2。若消化液色泽较难褪去，则冷却后，加3～5毫升过氧化氢，继续加热，直至消化液清澈透明为止。冷却，转入100毫升容量瓶中（瓶中预先加入约20毫升水），用水充分洗涤凯氏定氮瓶，冷却至室温，再用水定容至刻度，摇匀。 2)加碱蒸馏；吸取50毫升稀释消化液，置入500毫升平底烧瓶中，加约100毫升水和数粒沸石，加60毫升30％氢氧化钠溶液（或在烧瓶上安一分液漏斗加碱），立即盖严，蒸馏约45分钟（或蒸出原液体积约1/3）。接收瓶中预先准确加入25或50毫升0.1N硫酸溶液。蒸馏装置见图1-3。3）滴定：蒸馏完后，用水洗涤冷凝器，取出接收瓶，加4滴0.1％甲基红指示剂，用0.1N氢氧化钠溶液滴定至黄色。 4.计算 式中 （NV）H2SO4——接收瓶中硫酸溶液的当量 浓度与体积（毫升） （NV）NaOH——滴定时消耗氢氧化钠溶液的 当量浓度与体积（毫升） 0.01401——氮的毫克当量（克） 100/50——稀释倍数 W——试样重量（克） 式中 6.25——氮与蛋白质的换算系数（二）啤酒中蛋白质的区分大麦中的蛋白质粗蛋白质?%??6.25?全氮?%?通过酶的作用，逐渐降解为：蛋白市、蛋白胨、缩氨酸、氨基酸和氮。按其分子量大小，将这些降解产物划成若干部分，即所谓蛋白质的区分。蛋白质在麦芽汁和啤酒中的状况，主要取决于发芽过程，它直接影响到啤酒的保存性和泡沫性以及啤酒的感官特性。 下面介绍龙氏法（Lundin’s Method)：它是y以单宁和钼酸钠两种沉淀剂将蛋白质降解物分成三个区分。 A区：包括单宁沉淀的含氮化合物，即溶解在麦芽外或啤酒中高分子蛋白质，它包括全部热凝固性氮和较高分子量的降解产物——蛋白胨。B区：是用钼酸钠沉淀的含氯化合物与用单宁沉淀的含氮化合物之差，包括蛋白胨和高级多缩氨酸。 C区：是用单宁和钼酸钠均不能沉淀的含氮化合物，包括低级缩氨酸、氨基酸和其他含氮化合物。正常的啤酒中蛋白质含量在0。5％以下，实际浸出物中蛋白质占6．25～9．4％。适宜的蛋白质区分为A区占5％只下，B区占15～30％，C区占65～85％。 1．试剂 1)16％单宁溶液（试剂1－33） 2)50％钼酸钠溶液（试剂1－34） 3)53％硫酸溶液（试剂l－35） 4)浓硫酸 ?2.测定步骤 吸取25毫升除气啤酒（40℃下保温30分钟，不断摇荡，以除去二氧化碳），置入50毫升容量瓶中，加15毫升水和1毫升53％硫酸溶液，加塞，摇匀，置入20℃水浴中保温15分钟。取出，加2．5毫升16％单宁溶液，用水定容至刻度，摇匀，过滤，以半微量定氮法测定溶液含氮量（NBC）。 吸取25毫升除气啤酒，置入50毫升容量瓶中，加15毫升水，2．5毫升50％钼酸钠，加塞，摇匀，置入20℃水浴中保温15分钟。取出，加2.5毫升浓硫酸，用水定容至刻度，摇匀，过滤。以半微量定氮法测定滤液含氮(Nc)。 3．半微量定氮法（水蒸汽蒸馏法） 本法的原理和测定步骤基本上与常量的凯氏法相同，所不同的是样品需要量少（几毫克固体样或几毫升液体样），适于含氮量低的试样。另外，碱化后蒸馏采用水蒸汽蒸馏法。(装置) 测定步骤：吸取5毫升试液于50毫升干燥的凯氏定氮瓶中，以文火浓缩成粘稠状(约1～2毫升)。加1.8克混合催化剂(试剂１－36)(切勿粘于壁上)，加5毫升浓硫酸，摇匀，瓶口加一小漏斗。以文火加热，加热时尽量避免泡沫飞溅，待泡沫停止发生后，加强火使其沸腾,(硫酸在瓶中沸腾回流，其回流程度以高达瓶颈的1/3处为宜)，直至消化液清澈透明。将消化液移入100毫升容量瓶中，用水定容至刻度。吸取25毫升稀释消化液，置入蒸馏器内。用20毫升2％硼酸溶液接收，加氮?毫克/100毫升??NV?14.01?10025?1005甲基红－溴甲酚绿指示剂(试剂1－32)。向蒸馏器内缓慢加入15毫升30％氢氧化钠溶液，碱液流尽前，于漏斗上加少量水，当作水封。通入水蒸汽，蒸馏15分钟，让硼酸液面离开接收管再蒸2分钟，以水冲洗接收管。取下三角瓶，以0.01N的盐酸溶液滴定溶液由蓝绿色变为浅紫粉色即为终点。(另做一空白试验，所耗盐酸量从样品所耗盐酸中扣除。)计算：式中 N——盐酸溶液的当量浓度 V——消耗盐酸溶液的体积（毫升） 14.01——氮的毫克当量（毫克） 100/25——25为吸取稀释消化液的体积（毫升） 100为消化液稀释的体积（毫升） 100/5——5为吸取试液的体积（毫升） 100为换算成100毫升试样中含氮量4、计算 A区（氮毫克/100毫升）=N总-NBC B区（氮毫克/100毫升）=NBC-NC C区（氮毫克/100毫升）=NC 高、中、低含氮化合物的百分比：式中 A区百分比?NNNN总?N总BCNBC?100%B区百分比??NCNC总?100%总C区百分比??100% N总——啤酒总氮量 NBC——单宁沉淀后滤液 含氮量 NC——钼酸钠沉淀后滤 液含氮量 （三）酱油中氨态氮的测定氨基酸是酱油中重要成分之一，酱油中氨基酸是由蛋白质水解所产生。 1．原理 氨基酸是同时具有氨基与羧基的两性化合物，不能用氢氧化钠直接测定，而采用加入甲醛，使氨基的碱性被掩蔽，呈现羧基酸性，再以氢氧化钠滴定，反应式2．试剂 1)甲醛溶液（36～38％） 2)0.05N氢氧化钠溶液（试剂1－37） 3．测定步骤 吸取10毫升酱油，用水稀释定容至100毫升。吸取2毫升稀释液，置入100毫升烧杯中，加80毫升水，搅拌下，用0．05N氢氧化钠溶液滴定至pH8．20（用酸度计测量），此为游离酸度，不予计量。加 10毫升甲醛溶液，立即用 0．05N氢氧化钠溶液满定至pH9．20（用酸度计测定）。 氨态氮?%???V?V0??N?0.01401?1002?110?100%另取80毫升水，不加酱油稀释液，作为空白液，同上操作。 4、计算V——加甲醛后试液消耗氢氧化钠溶液体积 （毫升） V0——加甲醛后空白液消耗氢氧化钠溶液体积（毫升） N——氢氧化钠溶液的当量浓度 0.01401——氮的毫克当量（克） 100/2——2为吸取酱油稀释液的体积（毫升） 100为酱油稀释的体积（毫升） 10——吸取酱油的体积（毫升） 五、酸的测定 酸的测定不仅对微生物发酵过程中具有一定的指导意义，而且酸对产品的质量关系甚大。如酒和酒精的生产中，对麦芽计、发酵液、酒醅、固体曲、液体曲、酒母醪等中的酸都有一定的要求。发酵制品如白酒、啤酒、酱油、食醋等中的酸又是一个重要的质量指标。 发酵中产生的酸类甚多，有脂肪酸、羟基酸等，其中低碳短链的直链脂肪酸，如甲酸、乙酸等称为挥发酸，而乳酸、柠檬酸等称为非挥发酸。 酸的测定方法常采用中和法，也有采用电位滴定法、比色法，试液色泽很深可采用外指示剂法。酸的表示方法，常以样品中主要的酸来计算，如白酒中酸以乙酸计，食醋中非挥发酸以乳酸计。在特定的条件下，也可采用消耗氢氧化钠操作溶液的毫克当量数或体积数来表示。 （一）白酒中总酸、挥发酸、非挥发酸的测定 1．原理 白酒中总酸以中和法直接测定，挥发酸用水蒸汽蒸馏，馏出液以中和法测定，总酸与挥发酸之差即为非挥发酸。 2．试剂 1)0.1N氢氧化钠溶液（试剂1－30） 2)0.5％酚酞指示剂（试剂1－38） 3．测定步骤 总酸以乙酸计?克/100毫升???NV?NaOH?0.06006?150?100①总酸的测定：吸取50毫升白酒，置入500毫升三角瓶中，加100毫升水和 2滴 0．5％酸酞指示剂，用 0．1N氢氧化钠溶液滴定至微红色。 式中 N、V——氢氧化钠溶液的当量浓度与消耗体积（毫升） 0.06006——乙酸的毫克当量（克） 50——吸取酒样体积（毫升） 100——换算成100毫升酒样中酸量 若以乳酸计，只需将乙酸的毫克当置换成乳酸的毫克当量（0．09008）即可。 2)挥发酸的测定：吸取100毫升白酒，加100毫升水蒸馏，以100毫升容量瓶正确接收100毫升。