教学设计7蛋白质和氨基酸的检验

教学设计——蛋白质和氨基酸的检验学校xxxxxx学院执教人xxx授课班级xxx课程名称食品分析与检验课时2课题蛋白质和氨基酸的检验课型新授教学目标1、了解蛋白质和蛋白质系数、氨基酸和氨基酸态氮的概念，凯氏定氮法原理和方法，氨基酸和氨基酸态氮的测定原理；2、掌握凯氏定氮装置的组件和安装、使用知识；3、熟练地掌握常量、微量凯氏定氮法的操作技能，掌握氨基酸态氮的检验方法和技术；4、了解常用的折光仪结构，掌握折光仪的使用技能。教学重点与难点重点：常量、微量凯氏定氮法的原理、方法和操作知识；难点：氨基酸态氮的检验方法和技术。教学内容与设计讲解有关知识（6分钟）一、概述（一）测定蛋白质的意义评价食品的营养价值；开发利用食品资源；指导生产；优化食品配方，提高产品质量。（二）蛋白质的分子结构和测定方法1、从组成上看：化学元素C、H、O、N（P、Cu、Fe、I）官能基团：肽键、氨基酸残基、酸碱基因、芳香基团结论：含氮是蛋白质区别于其它有机物的主要标志。蛋白质的量与氮含量的关系用蛋白质系数表示：蛋白质系数－每份氮素相当于的蛋白质的份数。一般蛋白质含氮为16%，所以1份氮素相当于6.25份蛋白质。用F表示。玉米、荞麦、青豆、鸡旦6.25花生5.46大米5.95大豆及其制品5.71小麦粉5.70牛乳及其制品6.382、测定的方法分两大类一类是利用蛋白质的共性，测含氮量、肽键、折射率等另一类是利用蛋白质的特定基团来测定。目前蛋白质测定最常用的方法是凯氏定氮法，是通过测总氮量来确定蛋白质含量的方法。（三）常见食品的蛋白质含量的平均指标牛肉20.0%兔肉21%牛乳3.5%猪肉9.5%鸡肉20%大豆40%四）测定氨基酸的意义可给食品加工工艺的改革、保健食品开发、合理配膳提供依据，具有积极的指导作用。（五）测定氨基酸的方法一般的常规检验采用酸碱滴定法。较先进的方法有氨基酸色谱分析仪、近红外反射分析仪。所以，在本节内容中我们的重点要求是掌握凯氏定氮法和双指示剂甲醛滴定法、电位滴定法。二、常量凯氏定氮法（一）原理（5分钟）利用硫酸及催化剂与食品试样一同加热消化，使蛋白质分解，其中C、H形成CO2、H2O逸出，而氮以氨的形式与硫酸作用，形成硫酸铵留在酸液中。然后将消化液碱化，蒸馏，使氨游离，用水蒸气蒸出，被硼酸吸收。用标准盐酸溶液滴定所生成的硼酸铵，从消耗的盐酸标准液计算出总氮量，再折算为粗蛋白含量。消化：2NH2-(CH2)2-COOH+13H2SO4→(NH4)2SO4+6CO2+12SO2+16H2O蒸馏：(NH4)2SO4+2NaOH→2NH3+Na2SO4+2H2O吸收：2NH3+4H3BO3→(NH4)2B4O7+5H2O滴定：(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O→2NH4Cl+4H3BO3反应量关系：n(N)=n(Pr)=n(HCl)包括消化、蒸馏、吸收、滴定四个步骤。解释说明：1.浓硫酸的作用：脱水作用、氧化作用2.消化时要加入硫酸钾、硫酸铜加入硫酸钾的作用是：提高消化温度加入硫酸铜的作用是：催化作用、指示作用（消化完全指示：蓝绿色；蒸馏时碱性反应完全指示：变深蓝色或产生黑色沉淀）3.硼酸吸收时用标准盐酸滴定，用0.1%甲基红乙醇溶液与0.1%甲基蓝乙醇溶液混合指示剂或0.1%甲基红乙醇溶液与0.1%溴甲酚绿乙醇溶液混合指示剂如果用硫酸或盐酸吸收时用标准氢氧化钠滴定，用酚酞作指示剂。4.粗蛋白：用凯氏定氮法通过测总氮量来确定蛋白质含量，包含了核酸、生物碱、含氮类脂、卟啉、以及含氮色素等非氮蛋白质含氮化合物，所以这样的测定结果称为粗蛋白。（二）方法的适用范围各类食品（三）主要仪器：500mL凯氏烧瓶、常量凯氏定氮装置。（四）试剂（2分钟）消化用：①浓硫酸②硫酸钾③硫酸铜蒸馏用：④40%氢氧化钠溶液吸收用：⑤4%硼酸滴定用：⑥0.1000mol/LHCl标准溶液⑦0.1%甲基红乙醇溶液与0.1%溴甲酚绿乙醇溶液混合指示剂提示学生：在测定时要注意记录实际的HCl标准溶液（五）操作步骤：（15分钟）1、样品消化：教材P160注意问题：①加入样品不要沾附在凯氏烧瓶瓶颈；②消化开始时不要用强火，要控制好热源，并注意不时转动凯氏烧瓶，以便利用冷凝酸液将附在瓶壁上的固体残渣洗下并促进其消化完全；③样品中若含脂肪或糖较多，在消化前应加入少量辛醇或液体石蜡或硅油作消泡剂，以防消化过程中产生大量泡沫；④消化完全后要冷至室温才能稀释或定容。所用试剂溶液应用无氨蒸馏水配制。2、蒸馏装置的安装：注意问题：①安装的装置应整齐美观、协调，仪器各部件应在同一平面内平行或垂直。②不能漏气。3、蒸馏、吸收：注意问题：要注意控制热源使蒸汽产生稳定，不能时猛时弱，以免吸收液倒吸；蒸馏前加碱量应使消化液呈深蓝色或产生黑色沉淀。冷凝管下端先插入硼酸吸收液液面以下才能蒸馏；吸收液温度不应超过40℃，若超过时可置于冷水浴中使用；蒸馏完毕后，应先将冷凝管下端提离液面清洗管口，再蒸1分钟后检查。4、滴定：注意问题：所用试剂溶液应用无氨蒸馏水配制；滴定时应严格按容量分析要求进行。（六）计算：（3分钟）教材P160,根据反应量的关系可简单推出计算公式。请学生口述：样品消化各试剂的作用，操作中应注意的问题。蒸馏装置的安装应注意问题。蒸馏、吸收操作中应注意问题。滴定操作中应注意问题。（10分钟）三、微量凯氏定氮法(10分钟)（一）原理：与常量相同。（二）主要仪器100mL凯氏烧瓶、微量凯氏定氮蒸馏装置（三）试剂：滴定用0.0100mol/LHCl标准溶液，其它同常量法。（四）操作步骤：1、消化：要将消化完全后的消化液定容到100mL容量瓶。2、装置的安装：与常量法不同，将在技能教学中讲述。3、蒸馏、吸收：与常量法不同的是取样品定容液10mL，1/10吸收液硼酸10mL采用水蒸汽蒸出氨多注意问题：在蒸汽发生瓶中要加入硫酸和甲基橙使呈酸性以防氨蒸出；加碱量要足，操作要迅速，漏半要采用水封防氨逸出；要注意控制热源使蒸汽产生稳定，不能太猛或太弱；要注意各蒸汽控制夹子的操作，以防蒸汽受阻爆炸或吸收液倒吸。4、滴定：滴定用0.0100mol/LHCl标准溶液。（五）计算：注意只测了1/10的样品。公式见实验指导书实验八。凯氏定氮法的改良：（10分钟）1、消化污染的改良2、催化剂的改良3、蒸馏装置的改良学生练习：习题集习题七第一、三大题（10分钟）讲解练习：（5分钟）四、氨基酸态氮的测定氨基酸态氮：与测定蛋白质相比，氨基酸中的氮可以直接测定。氨基酸中的氮含量称为氨基酸态氮。（一）双指示剂甲醛滴定法（5分钟）1、原理加入甲醛以固定氨基的碱性，使羧基显示出酸性，用强碱滴定。2、操作：用中性红作指示剂，先测定其它游离酸的含量再用百里酚酞作指示剂测定氨基酸和游离酸的总含量。3、方法适用范围浅色样品4、计算（二）电位滴定法（15分钟）1、原理根据氨基酸的两性作用，加入甲醛以固定氨基的碱性，使羧基显示出酸性，将酸度计的玻璃电极及甘汞电极（或复合电极）插入被测液中构成电池，用碱液滴定，根据酸度计指示的pH值判断和控制滴定终点。2、仪器与试剂仪器酸度计磁力搅拌器烧杯（250mL）微量滴定管试剂pH=6.18标准缓冲溶液20%中性甲醛溶液0.05mol/L左右的NaOH标准溶液3、测定操作①样品处理吸取样品液于100mL容量瓶中,加水定容。吸取定容液20.00mL于250mL烧杯中,加水60mL，放入磁力转子，开动磁力搅拌器使转速适当。用标准缓冲液校正好酸度计，然后将电极清洗干净，再插入到上述样品液中，用NaOH标准溶液滴定至酸度计指示pH8.2,记下消耗的NaOH溶液体积。②氨基酸的滴定在上述滴定至pH8.2的溶液中加入10.00mL的中性甲醛溶液，再用NaOH标准溶液滴定至pH9.2,记下消耗的NaOH溶液体积。③空白滴定吸取80mL蒸馏水于250mL的烧杯中，用NaOH标准溶液滴定至pH8.2,然后加入10.00mL中性甲醛溶液，再用NaOH标准溶液滴定至pH9.2,记下加入甲醛后消耗的NaOH溶液体积。操作说明：第一次滴定是除去其它游离酸，所消耗的NaOH溶液体积不用于计算。第二步滴定才是测定氨基酸，用消耗的NaOH溶液体积进行计算。4、结果计算（V1-V2）×C×0.014氨基酸态氮%=————————————×100m×20/100V1---酱油稀释液在加入甲醛后滴定至pH9.2所用NaOH标准溶液的体积mLV2---