生物工程分析与检验(1)

生物工程分析与检验

密度：物质在一定温度下，单位体积的质量。（g/ml）

相对密度d：某一温度下物质的密度与同一温度下纯水的密度之比。

恒量（恒重）：在规定的条件下，连续两次干燥或灼烧后称取的质量差不超过规定的范围

空白试验：除不加试样外，采用完全相同的分析步骤、试剂和用量，进行平行操作所得的结果。用于扣除试样中试剂本底对结果的影响。

仪器分析法：物理分析法和物理化学分析法 物理分析法：相对密度法、折光法、旋光法

液体食品相对密度的测定方法：密度瓶法、密度计法、密度天平法

密度瓶法测定原理：密度瓶具有一定的容积，在一定温度下，用同一密度瓶分别称量等体积的样品溶液和蒸馏水的质量，两者之比即为该样品溶液的相对密度。 密度瓶法的应用：啤酒酒精度、原麦汁浓度测定等。 酒精密度计的应用：白酒酒精含量的测定

折光法通过测量物质的折光率来鉴别物质的组成，确定物质的纯度、浓度及判断物质的品质的分析方法称为折光法。必须注意：折光法测得的只是可溶性固形物含量。 折光法常用的仪器：阿贝折光仪和手提式折光计。 旋光法应用于味精成品纯度的测定。

生物工程分析中常用的物理化学分析方法：光学分析法、电化学分析法、色谱分析法、微生物分析法、酶分析法

生物工程分析与检验的基本原则：1、质量原则；2、安全原则；3、快速原则；4、可操作原则；5、经济原则

溶液浓度的表示方法：质量分数、体积分数、质量浓度、物质的量浓度 电子天平的准确度:正负0.0001g

每年10月14日为国际标准日，ISO——国际标准化组织，每隔5年重审一次。

TC34——农产食品 TC54——香精油 TC122——包装 TC166——接触食品的陶瓷器皿、 玻璃器皿 FAO——联合国粮农组织，WHO——世界卫生组织，CAC——食品法典联合委员会，CCPR——国际农药残留法典委员会 化工行业标准 HB 石油行业标准 SY 轻工业行业标准 QB 采样：就是从大量分析对象中抽取有代表性 的 一部分样品，供分析化验用。

正确采样的原则：（1）采集的样品要均匀、有代表性，能反映全部被检食品的组成、质量和卫生状况。（2）采样方法要与分析目的相一致。（3）采样过程要设法保持原有的理化指标，防止成分逸散（如水分、气味、挥发性酸等）。（4）防止带入杂质或污染。 样品一般分为检样、原始样品和平均样品三种。

检样——由分析对象大批物料的各个部分采取的 少量样品，称为检样。 原始样品——把质量相同的许多份检样综合在一起称为原始样品。

平均样品——原始样品经过处理再抽取其中一 部分供分析检验用称为平均样品。 每份样品数量一般不少于0.5kg。

为什么要进行预处理？答：1、测定前，排除干扰组分，可以提高测试精度。2、对样品进行浓缩，提高灵敏度。3、通过衍生化来提高方法的选择性。4、延长测试仪器的使用寿命。

选择样品预处理的原则：① 消除干扰因素；② 完整保留被测组分； ③选用的分离富集方法应简便、省 时、成本低 廉；④ 使被测组分浓缩，以获得可靠的分析结果，以便获得可靠的分析结果。

常用的样品预处理的方法：有机破坏法、蒸馏法、溶剂抽提法、色层分离法、化学分离法、浓缩法 有机破坏法分为：干法灰化、湿法消化、微波消解法

干法灰化的优点：①此法基本不加或加入很少的试剂，故空白值低。②因灰分体积很小，因而可处理较多

的样品，可富集被测组分。③有机物分解彻底，操作简单

干法灰化的缺点：①所需时间长。②因温度高易造成易挥发元素的损失。③坩埚对被测组分有吸留作用，使测定结果和回收率降低。

湿法消化的优点：（1）有机物分解速度快，所需时间短。（2）由于加热温度低，可减少金属挥发逸散的损失。

湿法消化的缺点：（1）产生有害气体。（2）初期易产生大量泡沫外溢。（3）试剂用量大，空白值偏高。 化学分离法又分为：磺化法和皂化法、沉淀分离法、掩蔽法。其中磺化法和皂化法用于有机氯农药残留物的测定，沉淀分离法中常用的沉淀剂有：碱性硫酸铜、碱性醋酸酸铅。 蒸馏法:是利用液体混合物中各种组分挥发性的差异而进行分离的一种方法。 蒸馏法：常压蒸馏、减压蒸馏、水蒸气蒸馏

精密度的高低用偏差来衡量其表示犯法有相对偏差、标准相对偏差、相对标准偏差 通常用标准偏差和变异系数来表示一种分析方法的精密度。 准确高的方法精密度必然高，而精密度高的准确度不一定高。

准确度的高低可用误差和回收率表示，误差越小或回收率越大则准确率越高。

回收率P % = （x1 - x0 ）/ m × 100 m ---加入标准物质的量；x0 ---未知样品的测定值； x1 ---加标样品的测定值。 误差又分为相对误差和绝对误差

灵敏度：分析方法所能检测到的最低限量

误差的来源：系统误差（又称可测误差）和偶然误差，增加测定次数，可减小偶然误差

控制和消除误差的方法：1、正确选取样品量2、增加平行测定次数，减少偶然误差3、对照试验4、空白试验5、校正仪器和标定溶液6、严格遵守操作规程 第三章 碳水化合物含量的测定

常用的提取剂：水和乙醇，用水做提取剂时温度控制在40-50摄氏度，用70%-75%的乙醇溶液避免提取蛋白质、淀粉、糊精。

糖类物质的测定方法：1、物理法2、化学法3、色谱法4、酶法5、电泳法6、生物传感器法

化学法测定还原糖的方法：1、碘量法2、碱性铜盐法（直接滴定法、蓝-爱侬法、高锰酸钾法、萨氏法） 还原糖测定的方法最常见的有：碱性铜盐法、铁氰化钾法，碘量法和比色法。

直接滴定法测定还原糖的原理、计算及注意事项？答：原理：将一定量的碱性酒石酸铜甲、乙液等量混合，立即生成天蓝色的氢氧化铜沉淀；这种沉淀很快与酒石酸钾钠反应，生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物。在加热条件下，以次甲基蓝作为指示剂，用样液滴定，样液中的还原糖与酒石酸钾钠铜反应，生成红色的氧化亚铜沉淀；这种沉淀与亚铁氰化钾络合成可溶的浅黄色配合物；二价铜全部被还原后，稍过量的还原糖把次甲基蓝还原，溶液由蓝色消失，即为滴定终点；根据样液消耗量可计算出还原糖含量。 注意事项：① 此法测得的是总还原糖含量。② 在样品处理时，不能用铜盐作为澄清剂，以免样液中引入Cu2+，得到错误的结果。 ③ 碱性酒石酸铜甲液和乙液应分别贮存，用时才混合。④ 滴定必须在沸腾条件下进行，其原因一是可以加快还原糖与Cu2+的反应速度；二是次甲基蓝变色反应是可逆的，还原型次甲基蓝遇空气中氧时又会被氧化为氧化型。此外，氧化亚铜也极不稳定，易被空气中氧所氧化。保持反应液沸腾可防止空气进入，避免次甲基蓝和氧化亚铜被氧化而增加耗糖量。⑤滴定时不能随意摇动锥形瓶，更不能把锥形瓶从热源上取下来滴定，以防止空气进入反应溶液中。⑥样品溶液要进行预测。⑦影响测定结果的主要操作因素是反应液碱度、热源强度、煮沸时间和滴定速度。反应液的碱度直接影响二价铜与还原糖反应的速度、反应进行的程度及测定结果。 计算：F = ρ × V

F——10mL碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量, g;

ρ——葡萄糖标准溶液的浓度, g／mL；

V——标定时消耗葡萄糖标准溶液的总体积，mL。

还原糖含量的计算：还原糖（以葡萄糖计，g/L）=

式中：F——斐林氏甲、乙液各5.00mL相当于某种还原糖 的克数，单位为克（g）；V样品——取样品体积，单位为毫升（mL）；V——测定时消耗样品溶液的平均体积，单位为毫升（mL）；250——样液定容体积。

直接滴定法测定还原糖为什么必须在沸腾条件下进行测定，且不能随意摇动三角瓶？答：①滴定必须在沸腾条件下进行，其原因一是可以加快还原糖与Cu2+的反应速度；二是次甲基蓝变色反应是可逆的，还原型次甲基蓝遇空气中氧时又会被氧化为氧化型。此外，氧化亚铜也极不稳定，易被空气中氧所氧化。保持反应液沸腾可防止空气进入，避免次甲基蓝和氧化亚铜被氧化而增加耗糖量。②滴定时不能随意摇动锥形瓶，更不能把锥形瓶从热源上取下来滴定，以防止空气进入反应溶液中。

蓝-爱侬法师葡萄酒、果酒标准中测定还原糖、总糖的标准方法；碘量法用于醛糖和酮糖共存时单独测定醛糖。

试述用蓝-爱侬法测定葡萄酒只不过总糖的原理及注意事项，计算公式？答：原理：样品经处理除去蛋白质等杂质后，加入盐酸，在加热条件下使蔗糖水解为还原性单糖，以直接滴定法或蓝-爱侬法测定水解后样品中的还原糖总量。注意事项：①总糖测定结果一般以转化糖计，但也可以以葡萄糖计，要根据产品的质量指标要求而定。如用转化糖表示，应该用标准转化糖溶液标定碱性酒石酸铜溶液，如用葡萄糖表示，则应该用标准葡萄糖溶液标定。②在营养学上，总糖是指能被人体消化、吸收利用的糖类物质的总和，包括淀粉。这里所讲的总糖不包括淀粉，因为在测定条件下，淀粉的水解作用很微弱，可忽略不计。③碱性铜盐法测定还原糖，不完全符合摩尔关系，测定时必须严格遵守操作中有关规定，否则结果将会有较大误差。 计算公式看实验书啊！！！

淀粉测定的方法：酸水解法、酶水解法、旋光法

淀粉含量测定中，酸水解法、旋光法和酶水解法的使用范围及优缺点？答：酸水解法适用于淀粉含量较高，而半纤维素等其他多糖含量较少的样品。该法操作简单、应用广泛，但选择性和准确性不及酶法。酶水解法中因为淀粉酶有严格的选择性、它只水解淀粉而不会水解其他多糖，水解后通过过滤可除去其他多糖。所以该法不受半纤维素、多缩戊糖、果胶质等多糖的干扰，适合于这类多糖含量高的样品，分析结果准确可靠，但操作复杂费时。旋光法适用于淀粉含量较高，而可溶性糖类含量很少的谷类样品，如面粉、米粉等。操作简便、快速。

第4章 蛋白质、氨基酸含量的检测

蛋白质含量的测定方法：凯氏定氮法、分光光度计法、电位滴定法、双缩脲反应、燃烧法

为什么凯氏定氮法测定出的蛋白质含量为粗蛋白含量？答：样品中蛋白质含量的测定，主要（也是最常用的）用凯氏定氮法测定总氮量，然后乘一个蛋白质换算系数。这里也包括非蛋白的氮，所以只能称为粗蛋白的含量。

一些蛋白质的含氮量一般为15%-17.6%,蛋白质含量=N*6.25

凯氏定氮法测定蛋白质的原理及所用试剂的作用？答：原理：样品与浓硫酸和催化剂一同加热消化，使蛋白质分解，其中碳和氢被氧化为二氧化碳和水逸出，而样品中的有机氮转化为氨与硫酸结合成硫酸铵。然后加碱蒸馏，使氨蒸出。① 用H3BO3吸收后再以标准盐酸溶液滴定。根据标准酸消耗量可以计算出蛋白质的含量。② 也可以用过量的标准H2SO4或标准盐酸溶液吸收后再以标准NaOH溶液滴定过量的酸。 整个过程分三步：消化、蒸馏、吸收与滴定

所用试剂的作用：1、加硫酸钾 作为增温剂，提高溶液沸点，纯硫酸沸点 340℃，加入硫酸钾之后可以提高至400℃以上。也可加入硫酸钠，氯化钾等提高沸点，但效果不如硫酸钾。2、加硫酸铜 作为催化剂。还可以作消化终点指示剂（做蒸馏时碱性指示剂）。还可以加氧化汞、汞（均有毒，价格贵）、硒粉、二氧化钛。3、加氧化剂 如双氧水、次氯酸钾等加速有机 物氧化速度。

试述粗蛋白质测定中，样品消化工程中必须注意的事项？答：1、整个消化过程要在通风橱进行。2、消化时不要用强火，应保持和缓沸腾，以免粘贴在凯氏瓶内壁上的含氮化合物在无硫酸存在的情况下消化不完全而造成氮损失。消化时，作空白试验。3、消化时应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。4、当样品消化液不易澄清透明时，可将凯氏烧瓶冷却，加入30％过氧化氢 2-3 mL 后再继续加热消化。

5、一般消化至呈透明后，继续消化30分钟即可，但对于含有特别难以氨化的氮化合物的样品．如含赖氨酸、组氨酸、色氨酸、酪氨酸或脯氨酸等时，需适当延长消化时间。有机物如分解完全，消化液呈蓝色或浅绿色，但含铁量多时，呈较深绿色。

双缩脲法测定蛋白质的原理？答：原理：脲（尿素）NH2—CO—NH2 加热至150~160℃时，两分子缩合成双缩脲。NH2—CO—NH2+ NH2—CO—NH2→NH2—CO—NH—CO—NH2 + NH3双缩脲能和硫酸铜的碱性溶液生成紫色络合物，这种反应叫双缩脲反应。（缩二脲反应）蛋白质分子中含有肽键 —CO—NH— 与双缩脲结构相似。在同样条件下也有呈色反应，在一定条件下，其颜色深浅与蛋白质含量成正比，可用分光光度计来测其吸光度，确定含量。（540nm）

双缩脲法适合于乳与乳制品中蛋白质含量的测定。

杜马斯燃烧法能测定出样品的总氮含量，而且还能测定出凯氏法所不能测定的硝态氮 氨基氮含量的检测方法：甲醛滴定法、印三酮比色法

说明甲醛滴定法测定氨基氮的原理及操作要点？答：原理：氨基酸本身既有碱性 —NH2，又有酸性 —COOH ，成中性内盐，加入甲醛溶液后，与 —NH2— 结合，碱性消失，再用强碱来滴定 —COOH 基。特点：适用于发酵工业，如发酵液中含氨基氮量，其发酵过程中氨基氮量减少情况等（适于游离氨基酸的测定）。应用实例：酿造酱油（GB18186-2000 ）氨基氮含量的测定

味精纯度的测定方法：旋光法、高氯酸非水溶液滴定法 第5章 风味物质及生物抗氧化成分的测定

风味是一种感觉，通常指食品的嗅觉和味觉。包括香气物质和口味物质。

风味物质的特点：1、含量很小，影响大；2、大多数为非营养物质；3、多数为低沸点物质。 浓香型白酒、啤酒的理化指标有哪一些？ 项目 酒精度/（%vol） 总酸（以乙酸计）/（g/L ） ≧ 优级 41-68 0.40 0.30 1.50 一级 总酯（以乙酸乙酯计）/（g/L） ≧ 2.00 已酸乙酯/（g/L） ≧ 固形物/ （g/L） ≦ 1.20-2.80 0.60-2.50 0.40 酒精度41-49 %vol的酒，固形物可小于或等于0.50 g/L

项目 酒精度/（%vol） 优级 25-40 0.25 一级 总酸（以乙酸计）/（g/L） 0.30 ≧ 总酯（以乙酸乙酯计）/（g/L） 1.50 ≧ 已酸乙酯/ （g/L） ≧ 固形物/ （g/L） ≦

0.70-2.20 0.70 1.00 0.40-2.20 白酒中总酯测定的原理及计算注意事项？答：原理：用碱中和样品中的游离酸，再准确加入一定量的碱，加热回流使酯类皂化。通过消耗碱的量计算出总酯的含量。RCOOR’ + NaOH → RCOONa +R’OH 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 +H2O 注意事项：（1）若总酯含量高时，可加50mLNaOH溶液；（2）中和游离酸时，勿过量，可计算总酸；（3）标准溶液的配制与标定。 计算 X= c?(V0?V1)?8850.0白酒中总酯含量的测定方法：指示剂法、电位滴定法

啤酒双乙酰测定的原理及注意事项？答：原理：1、用蒸汽将双乙酰蒸馏出来，与邻苯二胺反应，生成2,3-二甲基喹喔啉；2、在波长335nm下测其吸光度。3、由于其他联二酮类都具有相同的反应特征，另外蒸馏过程中部分前驱体要转化成联二酮，因此上述测定结果为总联二酮含量（以双乙酰表示）。 第6章 酒精含量的检测

酒精含量是饮料酒中很重要的一个理化指标。

酒精的物理意义：它是指在20℃时，100mL酒类中含有酒精的mL数，即体积分数，用%vol表示。 酒精的分析方法：密度瓶法、气相色谱法、酒精计法、啤酒自动分析仪法、比色法、化学氧化法、沸点下降法。

酒类中酒精含量的测定方法：密度瓶法、气相色谱法、酒精计法、化学氧化法、比色法

酒精度：以蒸馏法去除样品中的不挥发性物质,用密度瓶法测定馏出液的相对密度或密度。根据馏出液(酒精水溶液) 的相对密度或密度,求得20℃时酒精的体积百分数( %vol) ,即酒精度。

酒类中酒精含量的测定方法及原理？各有什么特点？答：密度瓶法的原理：以蒸馏法去除样品中的不挥发性物质,用密度瓶法测定馏出液的相对密度或密度。根据馏出液(酒精水溶液) 的相对密度或密度,求得20℃时酒精的体积百分数( %vol) ,即酒精度。特点：（1）该方法精确度、准确度高，但繁琐费时。（2）两种计算方法，查表后，其测定结果是一致的。（3）测定啤酒酒精含量时，样品先经过除气，再采用容量法或质量法测定，但要分别查表。（4）该方法在国标中的位置。（5）在啤酒原麦汁浓度测定中的应用。（6）在啤酒分析中，酒精含量vol%与m/m% 的换算关系

气相色谱法方法特点：（1）该法测定酒精含量快速、结果准确；（2）适合于低酒精含量的样品；（3）国家标准已把该方法列为啤酒、葡萄酒中酒精含量测定的第二个分析方法。

酒精计法的原理：同密度瓶法的原理，该方法的特点：（1）该方法简便、快速，但精密度、准确度较差； （2）适合于酒精含量较高的样品；（3）该方法已列为国标白酒酒精含量测定的第二分析方法、葡萄酒酒精含量测定的第三分析方法。

化学氧化法的原理：1、在酸性溶液中，被蒸出的酒精与过量重铬酸钾作用，被氧化为醋酸。

3C2H5OH+2Cr2O72- + 16H+ ＝ 4Cr3++3CH3COOH+11H2O 2、剩余的重铬酸钾用碘化钾还原： Cr2O72-+6I- + 14H+ ＝ 2Cr3++3I2+7H2O 3、析出的碘用硫代硫酸钠标准溶液滴定。 I2+2S2O3 ＝2 I-+S4O62- 根据硫代硫酸钠标准溶液的用量计算出试样中的酒精含量。

比色法的原理：在酸性溶液中，被蒸出的酒精与过量重铬酸钾作用，被氧化为醋酸，而六价铬被还原为三价铬，在610nm处与标准系列比较定量。 反应式： 3C2H5OH + 2Cr2O72- + 16H+ ＝4Cr3+ + 3CH3COOH + 11H2O

柏拉图度的概念：原麦汁浓度(original extract content) 的一种国际通用表示单位，即表示100克麦芽汁中含有浸出物的克数。

真正浓度的概念：将酒精与二氧化碳除去后测得的啤酒的浓度。 第7章 有机酸含量的检测

总酸度的测定方法：指示剂法、电位滴定法

挥发酸测定的方法：直接滴定法、间接法测定（适用于样品中挥发酸含量较少，或在蒸馏操作的过程中蒸馏液有所损失或被污染。）

总酸度——指样品中所有酸性成分的总量。其大小可借助标准碱液滴定，故又称可滴定酸度。

有效酸度——指被测溶液中H+的浓度。反映的是已离解的酸的浓度，常用pH值表示。其大小由pH计测定。 pH的大小与总酸中酸的性质与数量有关，还与样品中缓冲物的质量与缓冲能力有关。 挥发酸——指样品中易挥发的有机酸。挥发酸包含游离的和结合的两部分。

测定总酸度时应该注意哪些问题？答：①样品中挥发酸易采用水蒸气蒸馏法；②在蒸馏前应先将水蒸气发生器中的水煮沸10分钟，或在其中加入2滴酚酞指示剂并加NaOH至呈浅红色，以排除其中的CO2,并用蒸汽冲洗整个装置。 ③溶液中总挥发酸包括游离态与结合态2种。而结合态挥发酸又不容易挥发出来，所以要加少许磷酸，使结合态挥发酸挥发出来。④在整个蒸馏装置中，蒸馏瓶内液面要保持恒定，不然会影响测定结果，另外，整个装置连接要好，防止挥发酸泄露。⑤滴定前，将蒸馏液加热至 60 - 65 ℃，为了使终点明显，加速滴定反应，缩短滴定时间，减少溶液与空气接触的机会。以提高测定精度。

⑥若样品中含 SO2 还要排除它对测定的干扰。测定食品中各种挥发酸的含量，还可使用气相色谱法。 样品中多种有机酸的分离与定量的常用方法：气相色谱法、离子交换色谱法、高效液相色谱法。 高效液相色谱仪的基本组成：输液系统、进样系统、分离系统、检测系统、数据处理系统 第8章 水分及矿物质元素的检测

水分含量的检测方法：直接干燥法、减压干燥法、 蒸馏法、卡尔·费休法 食品经高温灼烧后的残留物称为粗灰分（总灰分）。

矿物元素的测定方法很多：化学分析法、比色法、原子吸收分光光度法、极谱法、离子选择性电极法、荧光法等。

铁的测定方法：1、原子吸收分光光度法、邻菲啰啉（邻二氮菲）比色法、磺基水杨酸比色法 钙的测定方法：KMnO4法、EDTA滴定法（乙二胺四乙酸二钠盐法） 碘的测定方法：溴水氧化法、氯仿萃取比色法、 磷含量的测定方法：分光光度法 第9章 酶法分析

液化酶：1g酶粉或1mL酶液于600C、pH6.0条件下，1小时液化可溶性淀粉的克数表示液化淀粉酶的酶活力单位。

糖化酶活力：1g酶粉或1mL酶液在400C、pH4.6的条件下，1小时分解可溶性淀粉产生1mg葡萄糖的酶量为1个酶活力单位，以u/g或u/mL表示。 第10章 有害成分的检测

啤酒中微量甲醛含量的检测原理：甲醛在过量乙酸铵的存在下,与乙酰丙酮和铵离子生成黄色的3,5-二乙酰基-1,4二氢吡啶化合物，在波长415nm处有最大吸收，颜色的深浅与甲醛的含量成正比，相应可得出试样中甲醛的含量。

铅含量的分析方法：石墨炉原子吸收光谱法、氢化物原子荧光光谱法、火焰原子吸收光谱法、二硫腙比色法（双硫腙比色法）

在双硫腙比色法中加入盐酸羟胺、氰化钾、柠檬酸铵的作用是什么？答：盐酸羟胺：作为还原剂，保护双硫腙被高价金属离子、过氧化物等所氧化，防止溶液中Fe3+与氰化物生成赤血盐。氰化钾：是较强的配位体，可掩蔽铜、锌等多种金属离子的干扰。柠檬酸铵：防止在碱性条件下碱土金属的沉淀。

双硫腙比色法的原理：试样经消化后，在碱性（pH值在8.5-9.0）溶剂中，Pb2+与双硫腙形成红色络合物，溶于氯仿或CCl4中，红色深浅与铅离子浓度成正比，与标准系列比较定量。测定前要加盐酸羟胺、氰化钾、柠檬酸铵来掩蔽铁、铜、锌等离子干扰。

双硫腙比色法注意事项：氰化钾，剧毒，不能用手接触，必须在溶液调至碱性再加入。废的氰化钾溶液应加NaOH和FeSO4，使其变成亚铁氰化钾再倒掉。

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