《生物工业分析》实验教学大纲(食品质量与安全、生物技术专业).doc

生物工业分析实验教学大纲课程名称：生物工业分析英文名称：Analysis of biology industry 课程编码：1403250406学 时：36 学 分：2适用专业：食品质量与安全,生物技术 课程类别：选修课程性质：专业课 先修课程：无机化学、有机化学、分析化学、生物化学教 材：自编讲义一、 制定本大纲的依据本大纲依据天津科技大学本科生课程教学大纲编制规范以及生物工程本科专业培养目标而制定。二、 本实验课程的具体安排实验项目的设置及学时分配序号实验项目名称内容简介（50字左右）实验学时实验要求实验类型实验类别每组人数1实验室基本操作、基础知识介绍天平、滴定、移液等基本操作注意事项；讲解误差的概念，数据处理的知识；熟悉实验所用仪器、容器，讲解容器的清洗方法2必修综合专业22原料中粗淀粉的测定淀粉经酸水解生成葡萄糖，所生成的葡萄糖用斐林法测定。斐林试剂由甲、乙液组成。络合物中的二价铜是氧化剂氧化还原糖中的羰基，反应终点用次甲基蓝指示剂显示，二价铜全部被还原后，过量一滴还原糖立即使次甲基蓝还原，溶液蓝色消失，为滴定终点。5必修综合专业23麦芽糖化力的测定淀粉经糖化酶水解为葡萄糖，葡萄糖的醛基被弱氧化剂次碘酸钠氧化，过量的碘用Na2S2O3滴定。掌握Na2S2O3标准溶液浓度的标定，碘量法氧化还原测定原理及方法，效价计算方法5必修综合专业24啤酒中甲醛氮的测定氨基酸是具有氨基和羧基的两性化合物，不能用NaOH直接滴定，而采用加入甲醛溶液，使氨基的碱性被掩蔽，呈现羧基酸性，再用NaOH滴定。4必修综合专业25啤酒中-氨基氮的测定水合茚三酮与氨基酸反应生成还原型水合茚三酮，氨基酸被氧化脱羧产生醛、CO2、NH3，然后NH3、水合茚三酮、还原型水合茚三酮三者作用，生成蓝紫色络合物，该络合物在570nm处有最大吸收，可用分光光度计定量测定。4必修综合专业26啤酒中双乙酰的测定双乙酰是赋予啤酒风味的重要物质，在成品啤酒中的含量一般应小于0.2mg/L。实验采用比色法测定双乙酰。邻苯二胺与连二酮反应，生成物的盐酸盐在335nm有最大吸收，以此可进行定量测定。4必修综合专业27啤酒中铁的测定铁在啤酒中能引起浑浊，影响啤酒的贮存和口味，啤酒中铁的界限值为1ppm。铁与邻菲罗啉在微酸性条件下形成红色络合物，因此可采用分光光度法比色测定。4必修综合专业28气相色谱法分析白酒中的风味组成采用气相色谱极性毛细管色谱柱分离，内标法定量。8必修综合专业2备注：实验要求：填必修、选修。实验类型：填演示、验证、综合、设计。实验类别：基础、专业等三、本实验课在该课程体系中的地位与作用 生物工业分析实验是生物工程专业的一门专业课程，是一门实践性很强的学科，它的任务是学生在已学过有机化学、分析化学、生物化学等有关课程的基础上，综合运用所学知识，探索解决生物工程质量问题的一般规律，掌握其基本知识与技能。通过本实验课程的学习，要求学生树立比较完整的生物工程质量观念；掌握常用的含量测定的原理与方法；能够从分析物的化学结构出发、结合理化性质，理解其分析方法之间的关系，并综合运用所学知识，初步具有分析、评价以及控制工艺质量标准的能力。四、学生应达到的实验能力与标准： 从加强基础、培养能力、提高素质的教学目的出发，以生物工程本科生必须具备的基本操作、基本技能和基本理论的教学为基础，在知识结构上注意将能力要求贯穿于实验教学全过程，培养学生独立思考、综合分析、科学思维能力和创新意识，全面提高学生的综合素质。通过课程学习，应掌握相关的分析理论，加深对本学科专业知识的理解；正确掌握实验中各类化合物的分析方法及操作技术，掌握常用的检测技术在生物工业分析工作中的应用；具有独立开展分析工作的能力，并具有严谨认真，实事求是的科学态度和工作作风。五、讲授实验的基本理论与实验技术知识（一）、原料中粗淀粉的测定基本内容: 淀粉经酸或酶水解生成葡萄糖，所生成的葡萄糖用斐林法测定。斐林试剂由甲、乙液组成。甲液为硫酸铜溶液，乙液为氢氧化钠与酒石酸钾钠溶液。平时甲、乙液分别贮存，测定时甲、乙液等体积混和。混和后，硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀，氢氧化铜沉淀与酒石酸钾钠反应生产酒石酸钾钠铜络合物；络合物中的二价铜是氧化剂，能使还原糖中的羰基氧化，自身还原为一价的氧化亚铜沉淀。反应终点用次甲基蓝指示剂显示，二价铜全部被还原后，过量一滴还原糖立即使次甲基蓝还原，溶液蓝色消失，为滴定终点。基本要求：掌握菲林试剂的标定方法，菲林法测定葡萄糖的原理及方法，含量计算方法所需仪器设备:碱式滴定管每组1个、玻璃器皿、电炉基本耗材: 葡萄糖标样、甲基蓝、葡萄糖注射液、硫酸铜、酒石酸钾钠、氢氧化钠（二）、麦芽糖化力的测定基本内容: 啤酒生产中，麦芽糖化力是麦芽质量的重要指标之一，主要取决于淀粉糖化酶活力大小，酶活性越强，糖化中可溶性糖越多，麦芽的糖化能力越高。麦芽糖化酶活力定义：100g无水麦芽20，pH4.3，30min水解淀粉产生麦芽糖的克数。采用碘量法测定麦芽糖化力。淀粉经糖化酶水解为葡萄糖，葡萄糖的醛基被弱氧化剂次碘酸钠氧化，过量的碘用Na2S2O3滴定。基本要求：掌握Na2S2O3标准溶液浓度的标定，碘量法氧化还原测定原理及方法，效价计算方法所需仪器设备: 碘量瓶每组2个；碱式滴定管每组1个基本耗材: 无水乙酸钠、冰乙酸、淀粉、Na2S2O3 、I2、NaOH（三）啤酒中甲醛氮的测定基本内容:氨基酸是具有氨基和羧基的两性化合物，不能用NaOH直接滴定，而采用加入甲醛溶液，使氨基的碱性被掩蔽，呈现羧基酸性，再用NaOH滴定。基本要求：掌握甲醛氮的测定原理、方法所需仪器设备:酸度计、磁力搅拌器、碱式滴定管基本耗材: 甲醛、酚酞指示剂、基准物质苯二甲酸氢钾、NaOH （四）啤酒中-氨基氮的测定基本内容: -氨基氮是占啤酒中各种氨基酸总量的绝大部分，本实验采用水合茚三酮显色方法，以-氨基氮中含氮量来表示-氨基氮的含量。水合茚三酮与氨基酸反应生成还原型水合茚三酮，氨基酸被氧化脱羧产生醛、CO2、NH3，然后NH3、水合茚三酮、还原型水合茚三酮三者作用，生成蓝紫色络合物，该络合物在570nm处有最大吸收，可用分光光度计定量测定。基本要求：掌握水合茚三酮法比色测定-氨基氮的原理和方法。所需仪器设备: 紫外分光光度计、水浴锅、相关玻璃器皿基本耗材: 茚三酮、啤酒、标准甘氨酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、果糖、碘化钾、乙醇（五）啤酒中双乙酰的测定基本内容:双乙酰和2,3-戊二酮总称为连二酮，是赋予啤酒风味的重要物质，其含量高低是衡量啤酒成熟度的重要指标之一。双乙酰在成品啤酒中的含量一般应小于0.2mg/L。本实验采用比色法测定双乙酰。邻苯二胺与连二酮反应，生成物的盐酸盐在335nm有最大吸收，以此可进行定量测定。基本要求：掌握双乙酰的水蒸汽蒸馏提取及比色定量方法的原理及操作所需仪器设备: 紫外可见分光光度计、相关玻璃器皿基本耗材: 盐酸、消泡剂、邻苯二胺（六）啤酒中铁的测定基本内容: 铁在啤酒中能引起浑浊，促进氧化和乙酰乳酸盐变成双乙酰，影响啤酒的贮存和口味，啤酒中铁的界限值为1ppm。铁与邻菲罗啉在微酸性条件下形成红色络合物，因此可采用分光光度法比色测定。基本要求：掌握啤酒中铁的测定原理及方法方法所需仪器设备: 可见分光光度计、相关玻璃器皿基本耗材: 标准铁、盐酸羟胺、邻菲罗啉（七）气相色谱法分析白酒中的风味组成基本内容: 采用气相色谱极性毛细管色谱柱分离，内标法定量。基本要求：掌握气相色谱法的分离分析原理；醇、醛、酯的气相色谱分析的原理和方法；掌握气相色谱的操作，内标法定量计算方法所需仪器设备: 岛津GC-14B气相色谱仪，各种玻璃器皿基本耗材: 白酒实物标样、白酒、内标物六、实验的考核与成绩评定考核内容：1、每个实验的实验原理，实验现象，实验注意事项2、实验所涉及的相关基础知识3、分析学科的基本知识，如误差的概念，数据处理的知识考核方式：闭卷考试，总成绩由平时实验报告成绩和闭卷考试成绩两部分组成，各占50七、主要参考书1.发酵工业分析，天津轻工业学院等合编，北京，中国轻工业出版社，1997年第