食品生物化学实验

食品生物化学实验要求1.学生做实验前必须写好实验预习报告，做好实验预习，无实验预习报告者不许进入实验室。

每大组实验人数28人，4人一小组。

2.实验试剂的配制，现场由教师指导，学生操作完成。

学生在试剂配制过程中，掌握试剂配置的基本步骤，基本方法和注意事项。

3.实验室所有设备都必须按说明书使用，器皿要小心使用，按规范要求操作，如有损坏，照价赔偿。

4.卫生要求：每次试验完毕小组成员务必将本试验台及地面收拾整洁，器皿摆放整齐有序，如哪组成员发现没有搞好自己组的环境卫生，这次试验的所有组员的实验报告都会扣分。

一、10食品科学食品生物化学实验项目表1. 淀粉的显色、水解和老化（4学时）2. 蛋白质的功能性质（4学时）3. 牛奶中酪蛋白等电点测定和氨基酸的分离鉴定（4学时）4. 或果胶的提取（4学时）5. 酶的性质实验（4学时）实验总课时：16学时二、食品生物化学实验指导书实验一淀粉的显色、水解和老化一、实验目的和要求1、了解淀粉的性质及淀粉水解的原理和方法。

2、掌握淀粉水解的条件和产物的实验方法。

3、淀粉的老化原理和方法二、实验原理1、淀粉与碘的反应直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫红色，糊精遇碘呈蓝紫、紫、橙等颜色。

这些显色反应的灵敏度很高，可以用作鉴别淀粉的定量和定性的方法，也可以用它来分析碘的含量。

纺织工业上用它来衡量布匹退浆的完全度，它还可以用来测定水果果实（如苹果等）的淀粉含量。

近年来用先进的分析技术（如X射线、红外光谱等）研究碘跟淀粉生成的蓝色物，证明碘和淀粉的显色除吸附原因外，主要是由于生成包合物的缘故。

直链淀粉是由α-葡萄糖分子缩合而成螺旋状的长长的螺旋体，每个葡萄糖单元都仍有羟基暴露在螺旋外。

碘分子跟这些羟基作用，使碘分子嵌入淀粉螺旋体的轴心部位。

碘跟淀粉的这种作用叫做包合作用，生成物叫做包合物。

在淀粉跟碘生成的包合物中，每个碘分子跟6个葡萄糖单元配合，淀粉链以直径0.13 pm绕成螺旋状，碘分子处在螺旋的轴心部位。

淀粉跟碘生成的包合物的颜色，跟淀粉的聚合度或相对分子质量有关。

在一定的聚合度或相对分子质量范围内，随聚合度或相对分子质量的增加，包合物的颜色的变化由无色、橙色、淡红、紫色到蓝色。

例如，直链淀粉的聚合度是200～980或相对分子质量范围是32 000～160 000时，包合物的颜色是蓝色。

分支很多的支链淀粉，在支链上的直链平均聚合度20～28，这样形成的包合物是紫色的。

糊精的聚合度更低，显棕红色、红色、淡红色等。

下表就是淀粉的聚合度和生成碘包合物的颜色。

表 2-1 淀粉的聚合度和生成碘包合物的颜色淀粉跟碘生成的包合物在pH=4时最稳定，所以它的显色反应在微酸性溶液里最明显。

2、淀粉的水解淀粉是一种重要的多糖，是一种相对分子量很大的天然高分子化合物。

虽属糖类，但本身没有甜味，是一种白色粉末，不溶于冷水。

在热水里淀粉颗粒会膨胀，有一部分淀粉溶解在水里，另一部分悬浮在水里，形成胶状淀粉糊。

淀粉进入人体后，一部分淀粉收唾液所和淀粉酶的催化作用，发生水解反应，生成麦芽糖；余下的淀粉在小肠里胰脏分泌出的淀粉酶的作用下，继续进行水解，生成麦芽糖。

麦芽糖在肠液中麦芽糖酶的催化下，水解为人体可吸收的葡萄糖，供人体组织的营养需要。

反应过程为：（C6H12O5）m→(C6H10O5)n→C12H22O11→C6H12O6淀粉糊精麦芽糖葡萄糖葡萄糖是淀粉最重要的下游产品之一，工业生产中常常使用玉米淀粉水解来加工结晶葡萄糖。

3、淀粉的老化淀粉加入适量水，加热搅拌糊化成淀粉糊（α-淀粉），冷却或冷冻后，会变得不透明甚至凝结而沉淀，这种现象称为淀粉的老化。

将淀粉拌水制成糊状物，用悬垂法或挤出法成型，然后在沸水中煮沸片刻，令其糊化，捞出水冷（老化），干燥即得粉丝。

三、试剂和器材1、器材：试管夹、量筒、烧杯各一只、白瓷板一块、试管一支、水浴锅、多孔容器或分析筛2、试剂：淀粉及0.1％溶液、10％NaOH溶液、20％H2SO4溶液、10％Na2SO4溶液、稀碘液、乙醇、2%CuSO4溶液、绿豆粉和甘薯淀粉（1:1）或玉米和绿豆淀粉（7:3）四、实验步骤1、淀粉与碘的反应①取少量淀粉于白瓷板空内，加碘液两滴，观察颜色。

②取试管一支，加入0.1％的淀粉6ml，碘两滴，摇匀，观察颜色变化。

另取试管两支，将此淀粉均分为三等份并编号做如下实验：1号管在酒精灯上加热，观察颜色变化。

然后冷却，又观察颜色变化。

2号管加入10％NaOH溶液几滴，观察颜色变化3号管加入乙醇几滴，观察颜色变化。

记载上述实验过程和结果，并解释现象。

2、淀粉水解实验设计设计实验方案，试验淀粉能不能水解，水解的条件和产物是什么？怎样判断淀粉是否水解了？(1) 在试管1中加入0.5g淀粉和4ml水，在试管2中加入0.5g淀粉和4ml 20%的硫酸溶液。

分别加热试管3~4min。

(2) 把试管2中的一部分溶液倒入试管3中，留作下一步实验用。

(3) 向试管1和试管2中加入几滴碘溶液，观察现象。

发现试管1的溶液呈蓝色（淀粉遇碘变成蓝色），试管2无明显现象。

不同现象的原因是：淀粉在酸性条件并加热的条件下发生了水解反应。

(4) 向试管3中滴入10%的碱液，中和溶液中的硫酸，把溶液调呈弱碱性，使溶液的PH值约为9~10。

(5) 另取一只试管4加入3ml氢氧化钠溶液，并向其中滴入4滴2%的硫酸铜溶液，立即有蓝色的氢氧红铜沉淀生成。

再取试管3中的水解液1ml滴入，振荡混合均匀后，用酒精灯加热煮沸，溶液颜色常有蓝色——黄色——绿色（黄蓝两色混合）——红色等一系列变化。

最终有红色沉淀生成。

原因是氢氧化铜被还原生成红色难溶于水的氧化亚铜。

3、粉丝制备：将10g绿豆粉加入适量开水使其糊化，然后再加90g生绿豆淀粉，搅拌均匀至无块，不沾手，再用底部有7-9mm孔径的多孔容器（或分析筛）将淀粉糊状物漏入沸水锅中，煮沸3min，使其糊化，捞出水冷10min，再捞出置于搪瓷盘中，与烘箱中干燥即得粉丝。

将实验制得的粉丝，任意选出5个产品，编号为1,2,3,4,5，用加权平均法对5个产品进行感官质量评价，填于下表中，计算排列名次。

五、实验结果分析1、淀粉与碘的反应（1）试管1试管2试管32、淀粉水解实验结果与分析试管1试管2试管3试管43、粉丝质量感官评价六、注意事项：淀粉水解的中间产物糊精（有分子量较大的红糊精和分子量较小的白糊精），对碘反应的颜色变化是：紫色—棕色—黄色，若淀粉水解不彻底，也会有不同的颜色出现。

七、问题思考：1、试管1为什么变成了蓝色？试管2为什么无明显现象？为什么？（试管1中的淀粉未水解，淀粉遇碘变成蓝色；试管2中淀粉在酸的催化作用下水解了，所以无明显现象；不同现象的原因是：淀粉在酸性条件并加热的条件下发生了水解反应。

）2、如何验证淀粉没有还原性？（提示：不能发生银镜反应或者不能还原氢氧化铜）3、实验延伸设计：如何验证唾液酶对淀粉水解的催化作用？（注意事项：用唾液作催化剂水解淀粉时，温度不得超过45摄氏度，因为温度过高，唾液酶易失去活性，最适宜的温度是37—40摄氏度。

）4、通过本实验，你认为可以采取哪些措施提高粉丝质量？（从咬劲、耐煮性两方面加以分析）实验结论：淀粉在酸的催化作用下，能发生水解；淀粉的水解过程：先生成分子量较小的糊精（淀粉不完全水解的产物），糊精继续水解生成麦芽糖，最终水解产物是葡萄糖。

实验二蛋白质的功能性质一、实验目的和要求1、了解蛋白质的水溶性、乳化性、起泡性、凝胶作用四大功能性质2、掌握蛋白质的水溶性、乳化性的原理和实验方法3、掌握蛋白质的起泡性和凝胶作用的原理和应用方法。

二、实验原理蛋白质的功能性质一般是指能使蛋白质成为人们所想要的食品特征而具有的物理化学性质，这些性质对食品的质量及风味起着重要的作用。

蛋白质的功能性质包括有吸水性、溶解性、保水性、分散性、粘度、乳化性、起泡性和凝胶作用等。

（一）水溶性：蛋白质与水的相互作用，主要是蛋白质中的肽键（偶极-偶极相互作用或氢键），或氨基酸的侧链(解离的、极性甚至非极性基团)同水分子之间发生了相互作用。

影响蛋白质水溶性的因素很多：（1）pH>pI 时，蛋白质带负电荷，pH=pI 时，蛋白质不带电荷，pH<pI 时，蛋白质带正电荷。

溶液的pH 低于或高于蛋白质的pI 都有利于蛋白质水溶性的增加，一方面是加强了蛋白质与水分子的相互作用，另一方面蛋白质链之间的相互排斥作用。

等电沉淀。

（2）离子强度：盐溶：当溶液中的中性盐浓度在0.5mol/L 时，可增加蛋白质的溶解性，盐作用减弱蛋白质分子之间的相互作用；盐析：当溶液中的中性盐的浓度大于1mol/L 时，蛋白质会沉淀析出，这是盐与蛋白质竞争水分的结果。

不同盐类对蛋白质的盐析作用强弱不同。

将这种强弱顺序称为感胶离子序：（3）非水溶剂：有些有机溶剂可引起蛋白质变性沉淀，主要是有机溶剂降低了水的介电常数，蛋白质之间的静电斥力降低。

（4）温度：温度低于40-50℃时，随温度的增大水溶性增大，当温度大于50℃，随温度的增大，水溶性降低。

（二）乳化性：将液体大分子分为小分子的过程。

蛋白质在许多乳胶体食品体系中起着重要的作用，如牛奶、冰淇淋、肉馅等。

蛋白质对水/油体系的稳定性差，而对油/水体系的稳定性好。

影响蛋白质乳化的因素：（1）盐：0.5-1.0mol/L 的氯化钠有利于肉馅中蛋白质的乳化；（2）蛋白质的溶解性：蛋白质的溶解性越好，其乳化性也越好，但蛋白质的乳化性主要与蛋白质的亲水-亲油平衡性有关；（3）pH：有些蛋白质在pI 时乳化性最好，而有些蛋白质在pI 乳化性最差；（4）热作用：热不利于蛋白质乳化性的发挥。

（三）起泡性质蛋白质泡沫其实质是蛋白质在一定条件下与水分、空气形成的一种特殊形态的混合物。

影响蛋白质起泡的因素有：（1）盐类：氯化钠一般能提高蛋白质的发泡性能，但会使泡沫的稳定性降低，Ca2+则能提高蛋白质泡沫的稳定性。

（2）糖类：糖类会抑制蛋白质起泡，但可以提高蛋白质泡沫的稳定性。

（3）脂类：脂类对蛋白质的起泡和泡沫的稳定性都不利。

（4）其他：蛋白质浓度为2-8%时，起泡效果最好，除此之外还与搅拌时间，强度、方向等有关。

（四）凝胶性质蛋白质形成凝胶的机制和相互作用至今还没有完全清楚，有研究表明蛋白质形成凝胶有两个过程，首先是蛋白质变性而伸展，而后是伸展的蛋白质之间相互作用而积聚形成有序的蛋白质网络结构。

影响蛋白质凝胶形成的因素有：（1）蛋白质的浓度：蛋白质溶液的浓度越大越有利于蛋白质凝胶的形成，高浓度蛋白质可在不加热、与等电点相差很大的pH 条件下形成凝胶。

（2）蛋白质的结构：蛋白质中二硫键含量越高，形成的凝胶的强度也越高，甚至可以形成不可逆凝胶，如卵清蛋白，β-乳球蛋白。

相反含二硫键少的蛋白质可形成可逆凝胶，如白明胶等。