牛奶中成分分析
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1 / 7 牛奶中部分成分的分析
一、实验目的
(1)学习利用等电点沉淀法从牛奶中制备酪蛋白
(2)掌握双缩脲法测定蛋白质的原理和方法
(3)熟悉可见光分光光度计的操作
(4)加强对沉淀、抽滤、溶液配制等基本操作的锻炼
(5)分析牛奶中蛋白质及钙的含量。
(6)掌握配位滴定法测定液体食品中钙含量的原理和方法
(7)通过及牛奶包装上注明的含量比较,对实验分析结果进行客观评价
二、实验原理
牛乳中的主要的蛋白质是酪蛋白,含量约为35g/L。酪蛋白是一些含磷蛋白质的混合物,等电点为4.7。利用等电点时溶解度最低的原理,加入醋酸将牛乳的pH调至4.7时,使酪蛋白沉淀出来。用乙醇洗涤沉淀物,除去脂类杂质,抽滤、纯化后便可得到纯酪蛋白。
双缩脲(NH2CONHCONH2)在碱性溶液中及硫酸铜反应生成紫红色化合物,称为双缩脲反应,蛋白质分子中含有许多肽键在碱性溶液中也能及Cu2+反应产生紫红色化合物。在一定范围内,其颜色的深浅及蛋白质浓度成正比。因此,可以利用比色法测定蛋白质浓度。双缩脲法是测定蛋白质浓度的常用方法之一。操作简便、迅速、受蛋白质种类性质的影响较小,但灵敏度较差,而且特异性不高。除-CONH-有此反应外,-CONH2、-CH2NH2、-CS-NH22 / 7 等基团也有此反应。
钙及身体健康息息相关,钙除成骨以支撑身体外,还参及人体的代谢活动,它是细胞的主要阳离子,还是人体最活跃的元素之一,缺钙可导致儿童佝偻病,青少年发育迟缓,孕妇高血压,老年人的骨质疏松症。缺钙还可引起神经病,糖尿病,外伤流血不止等多种过敏性疾病。补钙越来越被人们所重视。牛奶中含有易被人体吸收得钙,有些牛奶产品中还特地加钙而成为钙奶。
对于液体牛奶中钙的含量,可采用EDTA法进行直接测定。考虑到牛奶中含有Fe3+、Al3+等干扰离子,可以加入少量三乙醇胺以消除它们的,调节pH≈12~13,以铬蓝黑R作指示剂,指示剂及钙生成红色的络合物,当用EDTA滴定至计量点时,游离出指示剂,溶液呈现蓝色。
三、材料、试剂及仪器
(一)材料
新鲜牛奶、加钙牛奶
(二)试剂
95%乙醇、无水乙醚、醋酸、醋酸钠、NaOH、CuS04·5H2O、酒石酸钾、碘化钾、牛血清蛋白(BSA)、EDTA、基准物质CaCO3、HCl、三乙醇胺、铬蓝黑R、盐酸羟胺、邻二氮菲(邻菲啰啉)、浓硝酸、硫代硫酸钠、甲基红、氨水
1.、0.2 mol·L-1 pH4.7醋酸-醋酸钠缓冲液
先配A液及B液。A液:0.2mol/L醋酸钠溶液。B液:0.2mol/L3 / 7 醋酸溶液。
取醋酸钠固体1.64g加水溶解并稀释至100ml,取冰醋酸1.37mL加水稀释至120ml,取A液94.79mL,B液105.21mL, 混合即得pH4.7的醋酸——醋酸钠缓冲液200mL。
2、乙醇—乙醚混合液:乙醇:乙醚=1:1(V/V)
3、NaOH(6mol·L-1):称取12g氢氧化钠溶于50mL水中。
4、双缩脲试剂:称取CuS04·5H2O 3.0g,酒石酸钾9.0 g和碘化钾5.0g,分别溶解后混匀,加6 mol·L-1NaOH l00mL,最后加水至1000mL,贮于棕色瓶中,避光,可长期保存。
5、0.9%NaCl
6、蛋白质标准液(10mg·mL-1),用小烧杯称取干燥的牛血清蛋白100.0mg,以少量生理盐水溶解后倒入l0mL容量瓶中,淋洗小烧杯数次,一并倒入容量瓶中,最后加生理盐水至刻度线。
7、待测蛋白样本:将牛奶样品用生理盐水准确配制成一定浓度的溶液后再测定;将制得的酪蛋白用生理盐水准确配制成一定浓度的溶液后再测定。(如若不能溶解,滴加几滴6mol/L NaOH溶液、分别用l0mL容量瓶定容)
8、EDTA(0.01mol·L-1):称取2.0g EDTA二钠盐,用温热水溶解后,稀释至500mL,储存于聚乙烯塑料瓶中。
9、CaCO3标准溶液(0.01 mol· L-1):准确称取基准物质CaCO30.1g左右,先以少量水润湿,再逐滴小心加入6 mol·L-1HCl,至CaCO3完全溶解,定量转入100mL容量瓶中,以水稀释至刻度,并计算其浓度。 4 / 7 10、NaOH(5 mol·L-1)
11、HCl(6 mol·L-1)
12、三乙醇胺(200g·L-1)
13、铬蓝黑R(5 g·L-1)乙醇溶液
(三)仪器
试管、移液管(1mL、5mL、20 mL)、、 l0mL容量瓶、烧杯、表面皿、250mL锥形瓶、1000mL棕色试剂瓶、25mL具塞比色管、试管架、坩埚、60mL分液漏斗
水浴箱、可见光分光光度计、离心机、抽滤装置、精密pH试纸(可测pH4.7),酸度计、电炉、温度计
四、操作步骤
(一)牛奶中酪蛋白的提取
1、酪蛋白的粗提
50mL鲜牛奶加热至40℃。在搅拌下慢慢加入预热至40℃、pH4.7的醋酸缓冲液50mL用精密pH试纸或酸度计调pH至4.7。
将上述悬浮液冷却至室温。离心15分钟(3000 r ·min-1)。弃去清液,得酪蛋白粗制品。
2、酪蛋白的纯化
用水洗涤沉淀3次,离心10分钟(3000r·min-1),弃去上清液。在沉淀中加入30mL乙醇,搅拌片刻,将全部悬浊液转移至布氏漏斗中抽滤。用乙醇—乙醚混合液洗沉淀2次。最后用乙醚洗沉淀2次,抽干。将沉淀摊开在表面皿上,风干;得酪蛋白纯品。 5 / 7 3、准确称重,计算含量和得率
含量:酪蛋白g/(100 mL)牛乳
%100真实含量提取得到的含量得率
(二)酪蛋白含量的测定
1、标准曲线的绘制及样品的测定
取试管8支,按下表操作。
1 2 3 4 5 6 测定管1 测定管2
蛋白质标准液(mL) - 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 - -
待测蛋白样品(mL) - - - - - - 1.00 1.00
0.9%NaCl(mL) 1.00 0.8 0.60 0.40 0.20 - - -
双缩脲试剂(mL)
4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00
吸光度A
各管混匀、放置37℃水浴中保温20min。540nm比色,以空白管调零点,读取各管吸光度值。 6 / 7 2、计算
在电脑上以吸光度值为纵坐标,以蛋白质浓度为横坐标绘制标准曲线。从标准曲线中查出待测样本的蛋白质浓度(g/L),并求出牛奶中蛋白质浓度。由此浓度计算出100mL鲜牛奶中酪蛋白的真实含量。
(三)钙含量的测定
1、EDTA溶液浓度的标定
准确移取20.00mL CaCO3标准溶液3份分别于250mL锥形瓶中,加入2mL NaOH溶液,铬蓝黑R指示剂3~4滴,用EDTA溶液滴定至溶液由红色变为蓝色即为终点,根据滴定用去EDTA毫升数和CaCO3标准溶液的浓度,计算EDTA溶液的浓度。
2、钙制剂钙含量的测定
准确移取一定量的鲜牛奶和钙奶,分别转移到100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
准确移取上述试液20.00mL,加入三乙醇胺溶液5mL,5mol·L-1NaOH
4mL,加入水20mL,摇匀,加铬蓝黑R3~4滴,用0.01mol·L-1EDTA标准溶液滴定,接近终点时再补加2~3滴铬蓝黑R,当溶液由红色变为蓝色即为终点,根据消耗EDTA的体积,计算出鲜奶和钙奶中钙的含量(g/100 mL),并及包装上注明的含量作比较。
3、注意事项
量取鲜奶和钙奶的量视钙含量多少而确定,以消耗0.01 mol·L-1EDTA体积为20~30 mL。牛奶、由于钙奶均为乳白色,终点颜色变化不太明显,接近终点时再补加2~3滴指示剂。 7 / 7 思考题
1、了解蛋白质及钙、铁、锌等微量元素及人体健康的关系
3、本实验中哪些物质质量需要准确称量,哪些溶液体积需要准确量取?
4、除本实验选用的方法外,测定蛋白质及钙还有那些方法?