《食品化学》
课程编号：1241513002
实 验 指 导 书
主撰人 刘剑虹、王吰
审核人 胡志和
天津商业大学生物技术与食品科学学院
二〇一五年七月
前 言
1． 实验总体目标
《食品化学》是食品科学与工程、食品营养与安全等相关专业的的专业基础课，是从化学角度研究食品的化学组成、理化性质、以及它们在生产、加工、贮藏和运销过程中发生的变化对食品品质和安全性影响的一门基础应用科学。评定食品的品质和研究其在贮藏和加工中的变化是实践性很强的工作，需要研究者能综合运用其在基础化学、食品化学中所学到的基本理论和相关的化学实验技能，通过对影响食品质量的因素的综合分析、设计合理的分析测定方法，并对实验结果给出符合实际的解释，以指导食品的生产、贮藏和运输。食品化学实验是食品化学课程重要的教学环节，期望通过实验教学，使学生巩固和加深所学的基础理论知识，了解食品中的相关成分可能发生的关乎食品质量的化学变化，以及了解和掌握评价和控制食品质量的基本方法；同时，了解和掌握基本的实验方法和操作技能；学会对实验结果的处理和分析，从而培养学生严谨的科学作风及分析问题、解决问题的能力以及科学思维等方面的综合能力和素质。
⒉ 适用专业年级
食品科学与工程、食品安全等相关专业本科三年级学生。课程名称：食品化学，课程编号0741512040。
⒊ 先修课程
无机与分析化学、普通化学、有机化学、物理化学、生物化学。
⒋ 实验课时分配
实验项目
实验要求
实验
类型
每组人数
学时
实验一 食品水分活度的测定
必做
验证
4
2
实验二 油脂的氧化及检测
选做
综合
3
实验四 方便面淀粉糊化度的测定
实验五 美拉德反应对风味、色泽影响评价
5
实验六 大豆分离蛋白功能特性评价
⒌ 实验环境
标准实验室 1 间，配备投影仪 1 台，屏幕 1 块。
⒍ 实验总体要求
对食品科学与工程、食品营养与安全专业的学生，本课程的实验教学环节按照课程教学大纲要求，共开设4个实验，其中3个为综合性试验。要求学生通过实验熟悉和掌握评价食品贮藏稳定性的指标水分活度的方法；了解和掌握评价油脂质量的方法和如何在贮藏中控制油脂的酸败；熟悉谷物类食品淀粉老化的结果及评价方法；要求学生对食品加工贮藏过程中的基本变化和反应——美拉德褐变的进程相当熟悉，并掌握评价褐变的基本实验方法；使学生了解评价一个蛋白质的功能特性的基本方法和手段。
此外，进一步学习有关实验结果的处理和报告方法，包括数据的归纳、整理、分析并获得结论及总结，培养学生实事求是的作风和科学思维等方面的综合能力和素质。
⒎ 本实验的重点、难点及教学方法建议
本实验的教学重点在于使学生掌握水分活度评价的原理、方法，并了解这个指标与食品贮藏稳定性的关系及在食品商品学中的意义。掌握采用小室平衡法测定水分活度的方法：样品的处理，饱和盐溶液的选择，操作注意事项。
本实验的教学难点在于康维皿法测定水分活度的原理和方法。
教学方法建议：实验原理：采用启发式及理论推导，多媒体授课；选择两种水分活度大小不同、类型不同的食品进行实验操作方法训练。
本实验的教学重点在于使学生了解油脂的氧化酸败及结果，了解控制酸败的方法，掌握评价油脂质量的实验方法。
本实验的教学难点在于阐述油脂氧化的过程、产物。
教学方法建议：机理：采用启发式，多媒体授课；油脂的氧化及评价：完成实验
实验三 方便面淀粉糊化度的测定
本实验的教学重点在于使学生了解谷物类食品在加工贮藏中的糊化和老化以及与方便食品质量的关系。掌握评价方便食品糊化度的方法。
本实验的教学难点在于阐述淀粉糊化和老化的机理及产物、淀粉糊化度测定原理。
教学方法建议：机理：采用启发式，多媒体授课；淀粉糊化度测定：完成实验
实验四 美拉德反应对风味、色泽影响评价
本实验的教学重点在于阐述美拉德反应的机理、产物、影响因素及对食品的影响。并从理论上说明美拉德反应的评判方法。
本实验的教学难点在于阐述糖的脱水及热降解反应、美拉德反应的机理及相互关系。
教学方法建议：机理：采用启发式，多媒体授课；美拉德反应的过程、产物及影响因素：完成实验
实验五 大豆分离蛋白功能特性评价
本实验的教学重点在于使学生掌握蛋白质功能特性的定义、分类；了解重要的蛋白质功能特性：蛋白质的水化、溶解度、乳化、起泡；掌握评价蛋白质水化、乳化及起泡功能特性的方法。
本实验的教学难点在于阐述蛋白质的表面性质及评价方法。
教学方法建议：机理：采用启发式，多媒体授课；蛋白质功能特性评价：完成实验。
目 录
实验一、食品水分活度的测定
……………………………
6
8
实验三 方便面淀粉糊化度的测
13
16
19
实验一 食品水分活度的测定——直接测定法
一、实验目的
1.了解和掌握水分活度的定义及与食品稳定性的关系
2.了解并掌握康维皿直接测定法（小室平衡法）测定水分活度的原理和方法
二、实验内容
采用小室平衡法，利用康维皿测定两种食品的水分活度，用几种饱和盐溶液绘制Aw-⊿W曲线，求出样品的水分活度值。
三、实验要求
本实验为食品科学与工程、食品质量与安全专业必做实验，采用集中授课方式，组织学生完成实验。
四、实验准备
学生需预习第一章水分关于水分活度一节的内容。重点是水分活度的概念、水分活度与食品稳定性的关系。
五、实验原理、方法和手段
食品中的水是以自由态、水合态、胶体吸润态、表面吸附态等状态存在的。不同状态的水可分为两类：由氢键结合力联系着的水称为结合水；以毛细管力系着的水称为体相水（自由水）。自由水能被微生物所利用，结合水则不能。食品中含水分量，不能说明这些水是否都能被微生物所利用，对食品的生产和保藏均缺乏科学的指导作用；而水分活度则反映食品与水的亲和能力大小，表示食品中所含的水分作为化学、生物化学反应和微生物生长的可用价值。
食品的水分活度除了用仪器直接测定，从仪表上读出水分活度外，还可利用小室平衡法来测定。这种方法并不需要特殊的仪器装置，可将一系列已知水分活度的标准溶液与仪器试样一起放入密闭的容器中，在恒温下放置一段时间，水分由水分活度高的部分向水分活度低的部分扩散，达到平衡后，测定食品试样重量的增减值，根据增减值绘出曲线图，从图上查出食品重量不变值，这个不变值就是该食品试样的水分活度Aw。
六、实验条件
（一）实验材料
面包，饼干。
（二）试剂
系列标准饱和盐溶液，其标准饱和溶液的AW值如下表。
标准试剂
Aw
LiCl
0.11
NaBr·2H2O
0.58
CH3COOK
0.23
NaCl
0.75
MgCl2·6H2O
0.33
KBr
0.83
K2CO3
0.43
BaCl2
0.90
Mg(NO3)2·6H2O
0.52
Pb(NO2)3
0.97
（三）实验仪器与设备
康维皿、铝箔、恒温培养箱、分析天平、水果刀、菜板。
图1康维皿
七、实验步骤
1．裁剪10*10cm的铝箔，在康维皿内室中轻轻按压成内室形状，并剪去多余部分，使其与内室相吻合，这即是盛放试样容器。
2.在康维皿外室表面均匀涂抹薄层真空脂，准备好玻璃盖。在内室的铝箔皿中加入1g左右的准备好的食品试样，试样先用分析天平称重，准确至0.0001g，记录初读数。迅速盖好玻璃盖。
3．小心移动玻璃盖使缺口连通康维皿外室，在康维皿的外室放置标准盐饱和溶液4~5mL，推盖好皿盖，并使真空脂形成密封层。轻轻摇晃康维皿使盐溶液均匀分布皿底。放入恒温箱在25℃保持2小时，准确称试样重，以后每半小时称一次，至恒重为止，算出试样的增减重量。
4.若试样的Aw值大于标准试剂，则试样减重；反之，若试样的Aw比标准试剂小，则试样重量增加。因此要选择4~5种以上标准盐溶液与试样一起分别进行试验，得出试样与各种标准盐溶液平衡时重量的增减数。
5.在坐标纸上以每克食品试样增减的毫克数为纵坐标，以水分活度Aw为横坐标作图，将上述4~5点连成直线，与横坐标交点即为该样品水分活度值。
图2.试样重量的增减与水分活度的关系
八、思考题
1．你认为实验的误差可能来自哪里？说明理由及对策。
2．实验中如何选用标准盐饱和溶液？
九、实验报告
（一）实验预习
预习水分活度一节的相关内容，预习实验讲义，填写实验预习报告。要求写明：一、实验目的；二、实验原理（简明、扼要）；三、仪器及试剂（详细）；四、实验步骤（具体和详细）
（二）实验记录
在预习报告上按照实验内容将实验原始结果分项填入相应的表格。实验完成后实验数据须经过任课老师签字确认。
（三）实验报告
实验报告包括全部的实验内容。一、实验目的；二、实验原理（完整）；三、仪器及试剂（详细,按照实验填写）；四、实验步骤（具体和详细，按照实验填写）；五、实验结果与讨论（为实验报告的重点，实验结果以图表的形式报告，包括原始数据和经数据计算处理后的结果。实验结果讨论中说明每个实验的结果所表述的科学含义，并运用实验所涉及理论，对各个相关的实验结果进行综合讨论，得出综合的科学结论。讨论部分还应对实验的结果进行评判，总结成功的经验和失败的教训。）
十、注意事项及其它说明
本实验为验证型实验，涉及样品和盐溶液中水分扩散，用分析天平评价平衡后样品水质量的变化，属重量分析。因此实验过程中注意重量分析中分析天平的使用方法，尽量缩短样品制备、称量过程中样品暴露在空气中的时间，防止水分散失导致的实验误差。
实验二 脂肪氧化及检测（滴定法）
1.了解油脂自动氧化的机理、影响因素及与食品质量的关系
2.了解并掌握评定油脂质量的指标----酸价和过氧化物价及测定方法
大豆油用紫外照射进行促氧化处理，添加和不添加抗氧化剂BHA、异抗坏血酸，测定不同样品的酸价和过氧化值。其中过氧化值测定用氧化还原滴定法、酸价用酸碱滴定法。评价油质的氧化及控制。
本实验为选做实验，采用集中授课方式，组织学生完成实验。
学生需预习第三章脂类物质中关于油脂氧化一节的内容。重点是油脂自动氧化、酸败的的概念、机制及控制和评价方法。
脂肪氧化的初级产物是氢过氧化物ROOH，因此通过测定脂肪中氢过氧化物的量，可以评价脂肪的氧化程度。同时脂肪氧化的初级产物ROOH可进一步分解，产生小分子的醛、酮、酸等，因此酸价也是评价脂肪变质程度的一个重要指标。本实验通过油脂在不同条件下贮藏，并定期测定其过氧化值和酸价，了解影响油脂氧化的主要因素。与空白和添加抗氧化剂的油样品进行比较，观察抗氧化剂的性能。
实验中过氧化值的测定采用碘量法，即在酸性条件下，脂肪中的过氧化值与过量的KI反应生成I2，用Na2S2O3滴定生成的I2，求出每千克油中所含过氧化物的毫摩尔数，称为脂肪的过氧化值（POV）。
酸价的测定是利用酸碱中和反应，测出脂肪中游离酸的含量。油脂的酸价以中和1克脂肪中游离酸所需消耗的氢氧化钾的毫克数表示。
大豆油。
1．丁基羟基甲苯（BHT）。
2．0.01mol/L Na2S2O3：用标定的0.1mol/L Na2S2O3稀释而成。
3．氯仿一冰乙酸混合液：取氯仿40mL加冰乙酸60mL，混匀。
4．饱和碘化钾溶液：取碘化钾10g，加水5mL，贮于棕色瓶中，如发现溶液变黄，应重新配制。
5．0.5%淀粉指示剂：500mg淀粉加少量冷水调匀，再加一定量沸水（最后体积约为100mL），此试剂现用现配。
6．0.1mol/L氢氧化钾（或氢氧化钠）标准溶液。
7．中性乙醚—95%乙醇（2：1）混合溶剂：临用前用0.1mol/L碱液滴定至中性。
8．1%酚酞乙醇溶液。
（三）仪器
小广口瓶（40mL）6个，应保证规格一致，并干燥。恒温箱（控温60℃）。碱式滴定管，250mL锥形瓶、100mL小烧杯
1.油脂的氧化：在干燥的小烧杯中，将120g油分为二等分，向其中一份中加入0.012gBHT，两份油脂作同样程度的搅拌至加入的BHT完全溶解。向三个广口瓶中各装入20g未添加BHT的油脂，另三个中各装入20g已添加BHT的油脂，按下表所列编号存放，一星期后测定过氧化值和酸价。
室温光照
1
未添加BHT的油脂
添加BHT的油脂
室温避光
60℃光照
2.过氧化值的测定：称取2g（准至0.01g）油脂置于干燥的250mL碘量瓶底部，加入20mL氯仿一冰乙酸混合液，轻轻摇动使油溶解，加入1mL饱和碘化钾溶液，摇匀，加塞，置暗处放置5min。取出立即加水50mL，充分摇匀，用0.01mol/L Na2S2O3滴定至水层呈淡黄，加入1mL淀粉指示剂，继续滴定至蓝色消失，记下体积V。
3.酸价的测定：称取油脂4g（准确至0.01g）于250mL的碘量瓶中，加入中性乙醚—乙醇混合液50mL，小心旋转摇动烧瓶使试样溶解，加三滴酚酞指示剂，用0.1mol/L碱液滴定至出现微红色在30s不消失，记下消耗碱液毫升数（V）。
4.计算
过氧化值（POV）
式中：M——Na2S2O3溶液摩尔浓度（mol/L）
V——消耗Na2S2O3溶液体积（mL）
W——称取油脂重量（g）
酸价：
式中：M——氢氧化钾的摩尔浓度
V——消耗氢氧化钾溶液的体积（mL）
56.1——氢氧化钾的毫摩尔
1.对大豆油进行紫外照射的目的是什么？
2．你所了解的抗氧化剂及特性？
同前
1．本实验需在两个单元时间进行，第一次做操作步骤之一，并熟悉过氧化值、酸价测定方法，测定实验油脂的起始过氧化值和酸价。
2．气温低时，第二次的实验可在油脂贮放两星期后进行。
3．滴定过氧化值时，应充分摇匀溶液，以保证I2被萃取至水相中。
实验三 方便面糊化度测定
1.了解淀粉类食品的糊化及老化与食品质量的关系
2.了解并掌握评定方便食品质量的指标----糊化度的测定原料和方法
评价油炸方便面的糊化度。样品经处理后，采用α-淀粉酶或β-淀粉酶酶解，反应液经灭酶、过滤后，测定其还原糖含量。计算糊化度
本实验为必做实验，采用集中授课方式，组织学生完成实验。
学生需预习第二章糖类物质中关于淀粉一节的内容。重点是淀粉糊化和老化的概念和原理、方便食品制备原理。
当前，方便食品越来越受广大消费者的欢迎，而方便面则是最普及、产销量最大的方便食品，它具有营养丰富、携带方便、价格低廉、食用方便等优点。全国方便面生产线有1 000多条，并且其产量正以每年15 %的速度增长。在工业生产中，方便面糊化度的控制对产品质量的影响很大，它是衡量产品质量的一项重要指标。糊化度的高低直接影响到方便面的复水性、口感、消化率等指标，进而影响到产品的商品价值。
方便面的糊化度是指方便面中淀粉的糊化程度，即α化度。淀粉的糊化是指淀粉悬浮液在一定温度下(60～80℃)，淀粉颗粒吸水膨胀，体积增大，淀粉颗粒破裂，成为粘稠状胶体溶液的过程。糊化的本质是淀粉中晶质与非晶质态的淀粉分子间的氢键断开，微晶束分离，形成一种间隙较大的立体网状结构，淀粉颗粒中原有的微晶结构被破坏。糊化淀粉经快速脱水后，仍然保持其糊化状态，糊化淀粉易被水、淀粉酶渗透到淀粉内部，有利于淀粉的水解。方便面中淀粉的糊化度越高，越易被酶水解，有利于消化吸收。所以，在工业生产中，方便面糊化度的测定和控制是至关重要的。
淀粉糊化后，其物理、化学特性会发生很大变化，如双折射现象消失、颗粒膨胀、透光率和粘度上升等，所以糊化度的测定方法也有多种，双折射法、膨胀法、酶水解法、粘度测量法等。方便面糊化度的测定，国家标准规定采用酶水解法，在实际生产中多使用酶水解法，也有采用感官判断法。感官判断法操作简便、迅速，但准确度低、误差大，难以控制一致。酶水解法的优点是准确度较高，但其最大缺点是繁琐、耗时长，不利于实际生产中现场测定和控制。本实验结合了酶解法和碘量法对淀粉糊化度进行评价。
本实验的原理为：糊化淀粉在糖化酶作用下，水解转化为葡萄糖，葡萄糖在碱性溶液中被碘（次碘酸）氧化成葡萄糖酸，过量的碘经酸化（I2）后用硫代硫酸钠反滴定。
其反应式如下：
I2+ 2OH— IO—+ H2O + I—
CH2OH(CHOH)4CHO + IO— CH2OH(CHOH)4COOH + I—
IO—+ I—+ 2H+ I2+ H2O
I2+ 2Na2S2O3 Na2S4O6+ 2Na I
样品经酶水解产生葡萄糖的量与样品完全糊化后酶水解产生的葡萄糖量之比即为糊化度。
市售油炸方便面。
1. 0.05mol/ L碘-碘化钾溶液、0.1 mol/ L盐酸、0.1 mol/ L氢氧化钠溶液、0.05 mol/ L硫代硫酸钠溶液。
2.糖化酶液。制酒用浓糖化液，用脱脂棉过滤，取滤液40 mL稀释至1000 mL，存于冰箱中备用。
分析天平、恒温水浴锅、粉碎机、离心机、索氏抽提器、分样筛、电炉、容量瓶、碘量瓶、碱式滴定管、移液管。
1．将方便面样品粉碎，过60目筛。
2．称取2份样品各0.5000g，分别放入2个100mL烧杯中，每份用30mL无水乙醚分2~3次洗涤脱脂之后，用小漏斗过滤流出洗脱液，再用30mL80%乙醇溶液洗涤2~3次，弃去糖液。残渣小心地用50mL蒸馏水分别转移到100 mL的锥形瓶中，另取一个锥形瓶做空白。
3．将锥形瓶试样，摇匀。将一个锥形瓶在电炉上用小火微沸后转入沸水浴中20 min使其完全糊化(注意不能烧干)，时时摇动。然后迅速冷却至室温，并补足失去的水分。
4.将3个锥形瓶中各加入酶液3 mL（3U/mL），摇匀后放入50℃恒温水浴中保温1 h，并不断搅拌。到时取出立即加入1 mol/ L盐酸各2 mL终止反应。然后分别定容至100 mL，过滤备用。分别取滤液10 mL于3个250 mL的碘量瓶，准确加入10 mL 0.05 mol/ L碘液和2 mL 1mol/ L氢氧化钠溶液，密封置于暗处15 min之后各加入2 mL 10 %硫酸，用0.05 mol/ L硫代硫酸钠溶液滴定至无色，记录各用去硫代硫酸钠的体积(mL)。
5.糊化度计算
V0:滴定空白消耗硫代硫酸钠的体积;
V1:滴定完全糊化样品消耗硫代硫酸钠的体积;
V2:滴定样品消耗硫代硫酸钠的体积。
1. 油炸方便面的糊化度与该食品的食用特性有什么关系？
2．方便面制备原理是什么？
1.糖化酶的活力以加入量使淀粉充分糊化为宜，要求30分钟内碘与淀粉反应颜色为黄色。
2.淀粉指示剂要现用现配。
一、实验目的
1．充分了解和掌握美拉德反应的机理及影响因素
2．掌握评判美拉德反应进程的基本方法，为今后专业课的学习和从事食品的品质控制及产品开发奠定基础。
还原糖与氨基酸在一定pH缓冲液中加热反应，考察不同阶段美拉德反应物颜色、紫外及可见光区域光吸收特征。5-羟甲基糠醛（HMF）的形成。考查加亚硫酸钠对美拉德反应的影响。考察风味的形成过程，了解不同的美拉德反应物的风味特征。
学生需预习糖的化学反应一章，重点是糖的脱水与热降解反应及美拉德反应。对美拉德反应的原理、进程、对风味、色泽的影响及控制方法有深入的了解。
（一）实验原理
美拉德反应是食品贮藏和加工中的基本反应，属于非酶褐变，是纯的化学过程。该反应涉及食品的几大基本营养成分，特别是食品中的还原糖，如葡萄糖、果糖、乳糖和麦芽糖以及食品中的蛋白质和氨基酸，特别是赖氨酸、精氨酸等。该反应在诸多食品贮藏加工工艺过程中，如脱水干燥、浓缩、烘焙等普遍发生。经过一系列复杂的化学反应后，美拉德反应的最终产物为类黑精"melanoidin"，该物质对食品的色泽、风味及营养价值多有重要的影响。
研究发现，许多加工因素对美拉德反应产物的生成有重要影响，如食品的pH、含水量及加工温度、反应物的浓度、是否存在抑制剂等。通常，随pH、加工温度提高，非酶褐变的程度也会加深。
对许多加工食品而言，美拉德反应是人类所需要的，如各种焙烤食品、风味调料等，某些情况下，美拉德反应又应该尽量避免，是食品加工者不愿意看到的。如脱水果蔬的褐变、脱水的蛋粉、乳粉的褐变及油炸薯条的褐变等。因此，深入了解美拉德反应的机理和影响因素有助于食品科技工作者更好的利用该反应开发更多的产品满足消费者的需求。
（二）方法与手段
研究pH、温度、亚硫酸盐、氨基酸对美拉德反应的影响。主要通过比较反应产物在420nm的光吸收确定。风味的形成采用感官评价法，记录风味和色泽的变化。颜色的形成采用仪器分析法，分析紫外及可见光下的光吸收值的变化。
1．实验材料、试剂
50%的葡萄糖溶液、10%甘氨酸、pH3～8缓冲液（0.1mol/L）、20％甘氨酸、25％谷氨酸钠、饱和赖氨酸溶液、25％半胱氨酸酸盐酸盐、25％葡萄糖、25％阿拉伯糖。
2．仪器
具塞试管（50mL，15*150）；1、2、5、10mL移液管、500mL烧杯。
恒温水浴、电磁炉、不锈钢锅、铁丝筐、紫外-可见分光光度计、比色计、酸度计、分析天平。
（一）各因素对美拉德反应的影响
1.确定美拉德反应呈色标准管
取50mL具塞试管1支，分别加入4 mL 50%葡萄糖溶液，1 mL 10%甘氨酸及1 mL pH 8缓冲液，充分混合后，加塞后沸水浴30 min，迅速冷却，经适度稀释后（约加入10mL蒸馏水）420nm比色确定该溶液呈色物质的吸光度值。
2. pH对美拉德反应的影响
取同样大小的试管6支，分别如步骤1加入50%葡萄糖、甘氨酸，并分别加入pH3～8的缓冲液1mL，充分混合、加塞后沸水浴30 min，迅速冷却，按步骤1稀释倍数稀释后420nm比色确定该溶液呈色物质的吸光度值。
3.温度的影响
取试管1支，按步骤1加入50%葡萄糖、甘氨酸及pH 8缓冲液，充分混合、加塞后70℃水浴加热30 min，迅速冷却，按步骤1稀释倍数稀释后420nm比色确定该溶液呈色物质的吸光度值。
4.亚硫酸氢钠的影响
取试管1支，按步骤1加入50%葡萄糖、甘氨酸及pH 8缓冲液，另加入0.1g偏亚硫酸钠，充分混合、加塞后100℃水浴加热30 min，迅速冷却，按步骤1稀释倍数稀释后，420nm比色确定该溶液呈色物质的吸光度值。
5.甘氨酸的作用
取试管1支，按步骤1加入50%葡萄糖、pH 8缓冲液，另加入1mL蒸馏水（替代甘氨酸溶液），充分混合、加塞后100℃水浴加热30 min，迅速冷却，按步骤1稀释倍数稀释后，420nm比色确定该溶液呈色物质的吸光度值。
6．空白
取试管1支，按步骤1加入50%葡萄糖、pH 8缓冲液，另加入1mL蒸馏水（替代甘氨酸溶液），充分混合、加塞后25℃放置30 min，按步骤1稀释倍数稀释后，420nm比色确定该溶液呈色物质的吸光度值，此为实验的空白。
（二）美拉德反应的进程
1．香气的形成
取三支试管分别加入3mL 20％甘氨酸、25％谷氨酸钠及饱和赖氨酸溶液，另取一支试管加入20％甘氨酸及25％半胱氨酸酸盐酸盐溶液各2mL，然后分别加入25％葡萄糖溶液1mL加热至沸腾，观察颜色的变化及香气的产生，再加热近干，进一步观察颜色的变化并辨别所产生的香气。用25％的阿拉伯糖代替葡萄糖同样操作一次，记录香气类型，讨论产香机制并辨别香气的异同点。
2．颜色的形成
取三支，分别加入4 mL 50%葡萄糖，1 mL 10%甘氨酸及1 mL pH 8缓冲液，充分混合后，加塞后分别沸水浴3、10、20、30 min，迅速冷却，经适度稀释后（约加入10mL蒸馏水）分别测定其在280nm、420nm溶液的光吸收，以该溶液的25℃处理的吸光度值做空白。
分别给出三个在食品贮藏加工中，需要的和不需要的美拉德反应的实例，并通过本实验说明如何限制或促进美拉德反应的发生。
预习非酶褐变一节的相关内容，预习实验讲义，填写实验预习报告。要求写明：一、实验目的；二、实验原理（简明、扼要）；三、仪器及试剂（详细）；四、实验步骤（具体和详细）
实验报告包括全部的实验内容。一、实验目的；二、实验原理（完整）；三、仪器及试剂（详细,按照实验填写）；四、实验步骤（具体和详细，按照实验填写）；五、实验结果与讨论（为实验报告的重点，实验结果以图表的形式报告，包括原始数据和经数据处理后的结果，实验结果讨论中说明每个实验的结果所表述的科学含义，并运用美拉德反应的理论，对各个相关的实验结果进行综合讨论，得出综合的科学结论。讨论部分还应对实验的结果进行评判，总结成功的经验和失败的教训。）
本实验为综合性实验，学生分两个阶段完成实验，第一阶段需完成影响美拉德反应的因素及美拉德反应颜色的形成过程两部分内容，这一部分要求学生其一要注意实验条件的控制：加热的温度、加热的时间、及时的冷却；其二要注意实验中各种分光光度计的使用。第二阶段要完成美拉德反应风味的形成。这一部分要注意不同反应物风味、色泽出现的顺序及进程。详细记录每个实验管风味的类型、风味出现的时间及风味的发展。
1．了解蛋白质功能特性与食品加工的关系
2．掌握蛋白质乳化及起泡功能特性的评价方法
评价大豆分离蛋白的功能特性。综合评价蛋白质的乳化性。考察大豆分离蛋白的乳化能力、形成乳状液的类型、乳化活性及乳状液的稳定性。综合评价蛋白质的起泡性。通过打擦起泡考察大豆分离蛋白在不同pH条件下的起泡能力及泡沫的稳定性。
学生需预习蛋白质的功能特性部分内容，重点蛋白质的乳化性和起泡性，了解影响因素和评价此功能特性的方法及原理。
蛋白质的功能性质一般是指能使蛋白质成为人们所需要的食品特征而具有的物理化学性质，即对食品的加工、储藏、销售过程中发生作用的那些性质，这些性质对食品的质量及风味起着重要的作用。蛋白质的功能性质与蛋白质在食品体系中的用途有着十分密切的关系，是开发和有效利用蛋白质资源的重要依据。
蛋白质的功能性质可分为水化性质、表面性质、蛋白质—蛋白质相互作用的有关性质3个主要类型。水化性质包括水的吸收和保持、湿润性、溶胀性、黏附性、分散性、溶解度和粘度等，这一类性质主要取决于蛋白质-水的相互作用。表面性质包括蛋白质的表面张力、乳化作用和发泡性等。蛋白质—蛋白质相互作用表现出的性质有蛋白质沉淀、凝胶和形成其他各种结构时起作用的那些性质(如蛋白质面团和纤维)。蛋白质的这些功能性质不是完全独立的，而是相互关联的。
蛋白质乳化性质。乳化性是指蛋白质产品能将油、水结合在一起，形成乳状液的性能，是牛奶、乳脂、冰激凌、干酪、蛋黄酱和肉馅等食品所必备的蛋白质功能性质之一。
反映蛋自质乳化性的指标广泛采用乳化容量和乳化稳定性及乳化活性三个指标。乳化容量(EC)是指在一定条件下，单位质量的蛋白质在形成水包油(O/W)乳化体系时所能乳化油脂的最大量。乳化稳定性(ES)是指蛋白质使乳状液在各种条件下保持乳化状态稳定的能力。乳化活性指示形成乳状液后，分散相所占的比例。
测定蛋白质乳化性的方法有电阻法、电导法和离心法等。电阻法的测定原理是：水包油型乳状液与油包水型乳状液(W/O)相比，具有较低的电阻。在一定条件下向一定浓度蛋白质溶液中以一定速度滴加油，当电阻的读数变为无穷大时，表明乳状液发牛了相转化，由O/W型变成了W/O型。因此，此时所滴加的油的量即为该条件下蛋白质所能乳化油脂的最大量，根据定义即可计算出乳化容量。电导法的测定原理是利用O/W型乳浊液与W/O乳浊液具有不同的电导值，因此在一定条件下向蛋白质溶液中滴加油，当溶液的电导值发生跃变时即表明乳状液发生了相转化，记录所加的油的量即可计算出乳化容量。而离心法的原理是将等体积的蛋白质溶液和等体积的油脂混合形成乳浊液，然后在某一离心力离心一段时间，则离心管中将呈现油、乳液、水3个界面，测出游离油的量，按公式[EC=（V0-V1）*100/V0，其中V0、V1分别为最初加入的和离心后释放出的油的体积]即可计算出乳化容量和乳化稳定性。由于乳化能力较大的蛋白质所形成的乳液必将对离心力的破乳作用有较强的抵抗力。因此，从这个意义讲，乳化能力和乳化稳定性是同一概念。
将形成的乳状液在一定转速下离心—段时间，乳状液将破坏出现水和油层分离现象，离心管中将呈现油、乳浊液、水3个清晰的界面。乳化稳定性表示为最终乳浊液体积与最初乳浊液体积之比的100倍。
蛋白质发泡性。发泡性是指蛋白产品搅打起泡的能力。蛋白质的这一性质在食品工业中有着重要的作用，如可用作蛋类代用品作发泡剂，改善烘焙食品的品质，使产品松软可口，还可用在各类糖果和甜食中。
评价蛋白质泡沫性质的方法有多种，评价指标也有很多，如泡沫密度、泡沫强度、气泡平均直径和直径分布、蛋白质的发泡能力和泡沫的稳定性等。在食品工业的实际生产中，发泡能力和泡沫稳定性是应用最广的用来评价蛋白质发泡性的指标。本实验所用方法的测定原理是：蛋白质是一种表面活性剂，具有表面活性和成膜性，因此向一定浓度的蛋白质溶液中通入压缩空气或纯氮，则在其溶液中会产生泡沫，而且由于蛋白质能在泡沫表面形成有一定强度和弹性的膜，因此蛋白质能在一定程度上使泡沫稳定。单位蛋白质产生泡沫的体积即表示为蛋白质的发泡能力，而单位时间蛋白质的泡沫变化即表示为泡沫的稳定性。
本实验以大豆分离蛋白为材料，通过一些试验了解它们的主要功能性质。
评价大豆分离蛋白的功能特性。采用电导法测定大豆分离蛋白的乳化能力；采用染色结合镜检测定形成乳状液的类型；采用SDS法评价乳化活性；采用离心法评价乳状液的稳定性。采用打擦起泡法测定大豆分离蛋白在不同pH条件下的起泡能力及泡沫的稳定性。
（一）实验材料及试剂
大豆分离蛋白（SPI）、1％大豆分离蛋白质溶液、0.1mol/L的盐酸或氢氧化钠溶液、精制棉籽油或花生油、0.1%十二烷基硫酸钠、pH2.6～7.6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液。
（二）仪器
250mL高颈烧杯、250mL烧杯、滴管、100mL离心管。可见光分光光度计、恒温水浴、酸度计、天平、分析天平、搅拌器、离心机、显微镜、秒表、电导率仪。
（一）蛋白质的乳化性
1．乳化能力
取1％的蛋白质溶液100mL，调pH值至7.0。取一份上述蛋白质溶液于250mL烧杯中，称量其质量（ｇ，m1）。开动乳化分散器，使溶液高速连续混合30s。混合后，在高速搅拌下以一定速度v(约1～２滴/s)开始滴油，同时放入电导仪的电极（电导仪事先预热，校正），直至溶液的电导值发生突变为止。停止滴油，此时油已达乳化的极限值。称量烧杯质量(m2)。油滴加前后溶液的质量变化即为乳化油的量。
乳化能力（容量）的计算：
，mL脂肪/100g蛋白质
式中：m2转型后称量的结果，g；m1为未加入油时称量的结果，g；ρ为大豆油的密度，g/mL；C为蛋白质质量浓度，g／100mL；V为蛋白质溶液体积，mL。
2．乳状液的类型
取上述已达最大乳化能力的乳状液50mL，用均质分散机强烈搅拌1分钟使其分散成均匀的乳状液，静置10分钟．待泡沫大部分消除后，从中部取出10mL，加入少量水溶性红色素染色，不断搅拌直至染色均匀，取一滴乳状液在载玻片上，小心盖上盖玻片，不要有气泡，在低倍显微镜下仔细观察，被染色部分为水相，未被染色部分为油相，根据显微镜下观察所得到的染料分布，确定该乳状液是属于水包油型还是油包水型。
3.乳化活性指数
取1mL乳状液，用0.1%十二烷基硫酸钠（SDS）水溶液稀释1000～5000倍，然后用1cm的比色杯于500nm下测定吸光度A，并以下式计算浑浊度(T)。
T=2.303A
乳化活性指数（EAI）被定义为：
EAI（m3/g）=2T/ФC
这里，Ф是乳状液中油相的体积分数。
C是单位体积蛋白质水溶液中蛋白质的质量，g / m3。
4.乳状液的稳定性
取另一份蛋百质溶液于100mL离心管中，加入相当于其最大乳化耗油量80％的大豆油，高速搅拌30 s，记录乳浊液体积。然后将此乳液在转速为4000r/min的条件下离心10min，测定最终乳浊液体积。
乳化稳定性计算：
（二）蛋白质的发泡性
配制pH分别为2.6、3.6、4.6、5.6、6.6、7.6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液.称取4 gSPI ,放入带有刻度的250mL高颈烧杯中，加入200mL磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液,以打蛋器打擦4 min ,立即读出泡沫体积数,以此表示发泡性.放置30 min后,以残留泡沫占原泡沫的体积百分数( %)表示泡沫稳定性。
发泡能力的计算：
式中：V1为打擦后记录的泡沫体积，mL；c为蛋白质溶液的质量浓度，g/100mL；V0为移取的蛋白质溶液的体积，mL。
泡沫的稳定性计算：
泡沫的稳定性＝(V2／V1)×l00％
式中：V1，V2依次为步打擦后记录的泡沫体积及放置30min后记录的泡沫的体积(mL)。
1. 乳化达到终点时，乳状液的类型是否会发生变化，如何判断？
2. 蛋白质的表面性质与蛋白质的水化性质间有无联系，从实验上如何证明？
预习蛋白质功能特性一节的相关内容、预习实验讲义，填写实验预习报告。要求写明：一、实验目的；二、实验原理（简明、扼要）；三、仪器及试剂（详细）；四、实验步骤（具体和详细）
实验报告包括全部的实验内容。一、实验目的；二、实验原理（完整）；三、仪器及试剂（详细,按照实验填写）；四、实验步骤（具体和详细，按照实验填写）；五、实验结果与讨论（为实验报告的重点，实验结果以图表的形式报告，包括原始数据和经数据处理后的结果，实验结果讨论中说明每个实验的结果所表述的科学含义，并讨论诸因素对蛋白质乳化性和起泡性的影响。讨论部分还应对实验的结果进行评判，总结成功的经验和失败的教训。
1、由于溶液的pH值会影响蛋白质的乳化性，因此所使用的油应不含游离脂肪酸，一般采用纯植物油如棉籽油、花生油等；
2、使用的具体测试条件不同，所得数据也将有很大的差异，因此为了使测定具有良好的重现性，应保持测试条件的一致，如溶液的pH值、滴油速度等。
3、蛋白质的发泡性受环境条件如溶液pH值、离子强度、通气速度等的影响很大，因此测定时应使测试条件一致，减少误差。
4、注意电导率仪、酸度计的校正及使用；注意其它仪器的正确使用。
