食用米醋中总酸量和氨基酸含量.docx

实验（设计）题目
食用米醋中总酸量和氨基酸含量（氮）的分析
选题类型
应用基础型
课题来源
自选题目
学 院
生命科学与理学院
专 业
化学生物学
指导教师
吴明君
职 称
副教授
姓 名
秦俊丽
年 级
2011级
学 号
20114023

立题依据
1.1醋的起源
相传今山西省运城地区有个叫杜康的人发明了酒。他的儿子黑塔也跟杜康学会了酿酒技术。后来，黑塔率族移居现江苏省镇江的地方。在那里，他们酿酒后觉得酒糟扔掉可惜，就存放起来，在缸里浸泡。到了二十一日的酉时，一开缸，一股从来没有闻过的香气扑鼻而来。在浓郁的香味诱惑下，黑塔尝了一口，酸甜兼备，味道很美，便贮藏着作为“调味浆”。这种调味浆叫什么名字呢？黑塔把二十一日加“酉”字来命名这种酸水叫“醋”。据说，直到今天，镇江恒顺酱醋厂酿制一批醋的期限还是二十一天。
1.2醋的分类
食醋由于酿制原料和工艺条件不同，风味各异，没有统一的分类方法。若按制醋工艺流程来分，可分为酿造醋和人工合成醋。酿造醋又可分为米醋（Rice vinegar用粮食等原料制成）、糖醋（用饴糖、糖渣类原料制成）。米醋根据加工方法的不同，可再分为熏醋、香醋、麸醋等。人工合成醋又可分为色醋和白醋（白醋可再分为普通白醋和醋精）。醋以酿造醋为佳，其中又以米醋为佳。 酿造醋品种虽因选料和制法不同，性质和特点略多于有差异，但总的来说，以酸味纯正、香味浓郁、色泽鲜明者为佳。在使用时应注意清洁。存放在阴凉低温处，防止生醭、汁液混浊、香气散失、醋味淡薄或出现异味。
1.3米醋的作用
从中医角度讲，五味入五脏，五味是酸苦甘辛咸，五脏呢，心肝脾肺肾，其中酸味能入肝脏，有一定的柔肝、养肝和护肝的作用。据《黄帝内经》和《本草纲目》记载，醋能够杀虫、解毒。另外，从目前的研究来讲，醋具有一定的降脂减肥作用，同时对中老年的冠心病、心绞痛以及高血脂有一定的治疗作用。 用米制造的，含少量醋酸，一般做酸味菜肴时加入，调色、调味、爽口,提高食欲、杀菌、美容、减肥 。醋不但是调味佳品而且具有良好的美容作用。这是因为醋的主要成分是醋酸，它有很强的杀菌作用，对皮肤、头发能起到很好的保护作用。另外，醋还含有丰富的钙、氨基酸、维生素B、乳酸、葡萄酸、琥珀酸、糖分、甘油、醛类化合物以及一些盐类，这些成分对皮肤极其有用。
1.4米醋的成分
既然米醋有如此之多的作用，我们可以研究米醋的成分及含量，科学分析表明,米醋不仅含有5%-20%的醋酸,还含有氨基酸和乳酸、琥珀酸、草酸、烟酸等多种有机酸、蛋白质、脂肪、钙、磷、铁等多种矿物质,维生素BI和 B2、糖分以及芳香性物质醋酸乙醋。而以米为原料酿成的米醋,有机酸和氨基酸的含量最高。含酸总量(以醋酸计算) 是米醋质量好坏的主要指标，国家规定总酸量不得低于3.5g/100mL。要测定其总酸度，我们可以用NaOH标准溶液滴定，用酚酞作指示剂，从而测得其总酸度。米醋中含有氨基酸态氮亦称氨基氮。氨基酸含有酸性的—COOH基,也含有碱性的-NH2基。
1.5测定方法的选用
米醋中含氮量的测定方法主要有以下几种：甲醛法、电位滴定法、凯氏定氮仪蒸馏—滴定法、分光光度法，其中分光光度计法又分为乙酰丙酮—甲醛法、纳氏试剂光度法、水杨酸—次氯酸盐光度法三种。本实验采用的是乙酰丙酮—甲醛法，其具有操作简单、快速、灵敏等优点。
实验内容
2实验原理
2.1此次试验用食用米醋为原料测定其总酸度和氨基酸（氮）含量。
(1)总酸度的测定：将食用米醋用蒸馏水稀释摇匀后，以酚酞为指示剂，用配置好的标准NaOH溶液滴定至微红色30秒不褪色，记录NaOH用量,平行滴定4至6次。
(2)食醋中氨基酸（氮）含量测定：用分光光度法测定。以硫酸铵作为氨氮标准溶液，β-二酮和甲醛的混合试为显色剂来测定。先选择测量波长、绘出吸收曲线和标准曲线，再测定.
2.2其技术流程为：
食醋中总酸度的测定
食醋中氨基酸（氮）含量的测定
NaOH标准溶液的配置与标定
用氢氧化钠滴定食醋，计算总酸
测量波长的选择和标准曲线的绘制
用分光光度计测定氨基酸（氮）含量

3实验仪器及试剂
3.1实验材料
选择颜色较为浅色的食醋，以方便观察终点，如果选择深色食醋，会给终点判定带来干扰。因此尽量选择颜色较浅的食醋。
3.2实验仪器
电子天平 锥形瓶（带塞） 铁架台 移液管 烧杯 碱式滴定管 容量瓶 试剂瓶（带塞） 称量瓶 量筒 酒精灯 分光光度计
3.3实验试剂
3.3.1 NaOH溶液 0.1mol/L 用烧杯在电子天平上称取4g固体NaOH，加入新鲜的煮沸的除去CO2的蒸馏水，待溶解完后，转入带橡皮的试剂瓶中，加入上述相同蒸馏水稀释至1L,充分摇匀，备用。
3.3.2 酚酞试剂 2g/L
3.3.3 邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）基准物质 在100-125。C干燥1h后，置于干燥器中备用。
3.3.4 所买的3种食用醋酸试样
3.3.5 显色剂：15mL37%甲醛和7.8 mL乙酰丙酮混合，加水至100 mL
3.3.6 缓冲溶液： pH=4.7的NaAc-HAc缓冲溶液，取NaAc83g溶于水加冰醋酸60mL稀释至1L
3.3.7 氨氮标准溶液：称量105℃干燥2h的分析纯硫酸铵0.0472克于100mL容量瓶中，混匀，用水稀释成1mg/L
4实验步骤
4.1 0.1mol·L-1NaOH标准溶液浓度的标定
在称量瓶中减差法称量邻苯二甲酸氢钾3份，每份0.4-0.5g，分别倒入23滴酚酞指示剂，加入40-50mL蒸馏水，待试剂完全溶解后，加入2-3滴酚酞指示剂，用待标定NaOH溶液滴定至微红并保持半分钟不退色即为终点，计算出NaOH溶液的浓度和各次标定结果的相对偏差
4.2 食用米醋中总酸量的测定
用移液管移取食醋试样20.00mL于100.0mL容量瓶中，用蒸馏水稀释、定容，摇匀。用移液管移取食醋稀释液20.00mL于250mL锥形瓶中，加入25mL蒸馏水，2滴酚酞指示剂，用NaOH标准溶液滴定至溶液由无色变为微红，30s不褪色即为终点，记录消耗NaOH的体积（平行做3次，相对平均偏差应小于0.2%）。根据NaOH标准溶液的浓度和滴定时消耗的体积V），可计算出3种食醋中总酸量 4.3 食用米醋中氨基酸含氮量测定
用移液管取1.00ml上述实验中的 NaOH标准溶液于100ml的容量瓶中、定容、待用。
4.3.1 吸收曲线的制作和测量波长的选择
用吸量管吸取0.0mL和1.0mL氨氮标准溶液分别注入两个50mL容量瓶中，各加入20.0mL缓冲溶液，20.0mL显色剂，水稀释到刻度，混匀。于100℃水浴中加热15min，取出用冷水冷却到室温，移入1cm比色皿，以试剂空白为参比，在360—460nm之间，每隔5nm测一次吸光度，在坐标纸上，以波长λ为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制A与λ关系的吸收曲线，从吸收曲线上选择测定N的适宜波长，一般选用最大吸收波长
4.3.2 标准曲线的制作
在7个50mL的容量瓶中，用移液管分别加入0mL，0.2 mL，0.4 mL，0.6 mL，0.8 mL，1.0 mL1mg/L氨氮溶液，均加入20mL缓冲溶液，20mL显色剂，摇匀，再用水稀释到刻度，摇匀。于100℃水浴中加热15min,取出用冷水冷却到室温。用1cm比色皿，以试剂为参比溶液，在所选择的波长下，测量各溶液的吸光度。以含N量为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线。
4.3.3 食用米醋中氨基酸含氮量测定
用移液管准确吸取适量待测液10mL于50mL容量瓶（或比色皿）中，按标准曲线的制作步骤，加入各种试剂，测量吸光度。从标准曲线上查出和计算试液中氮的含量（单位为μg/mL）
5计算
NaOH浓度的计算：
CNaOH= m/M×VNaOH×10-3
m………………………………….邻苯二甲酸氢钾的质量g
M………………………………….邻苯二甲酸氢钾的相对分子质量
VNa0H………………………….所用NaOH的体积ml
食醋中总酸量的测定：
n=CNaOH×VNaOH
n……………………………………总酸的物质的量mol
食醋中含氮量的分析：
N%=x×1×103×5/50
x………………………………………加入的氨氮溶液的量ml
N%…………………………………….食醋中氮的百分含量，ug/ml
6注意事项
6.1为了使测量的相对误差在0.1%以下，式样的质量不可以太小，从相对误差的计算中就可以得到试样的质量必须在0.2g以上，所以称取得质量在0.4g以上可以保证用分析天平的误差在允许的范围之内，又因为在滴定分析中，滴定管析天平的误差为±0.读书常有±0.01的误差，在一次滴中，需要读数两次，因此，可能造成±0.02的误差，所以，为了使测量时的相对误差小于0.1%，消耗滴定剂的用量必须在20.00ml以上，以减小相对误差，所以称取邻苯二甲酸氢钾基准物质的质量在0.4—0.6g以内，可以保证本次实验中滴定邻苯二甲酸氢钾所用的氢氧化钠标准溶液的体积即在20.00以上，又不至于太多，方便操作。
6.2米醋中不仅含有醋酸，还存在其他的酸，因此测出来的酸包含有其他各种形式的酸，所以要用每升溶液中含有氢离子的量来表示
6.3酚酞指示剂由物色变成微红色时，溶液的pH为8左右。变红的溶液在空气中放置会变成无色的原因是溶液也会吸收空气中的的二氧化碳等酸性气体，使溶液的PH下降到8以下，所以溶液又会变成无色,所以本次滴定要迅速。
6.4甲醛的量不是随意加入的，加入的量太少时，-NH2无法充分反应，这时候测出来的值会偏小。而甲醛是致癌物质，无论是吸入蒸汽还是摄入液体都会引起中毒，对眼、皮肤和呼吸器官有强烈的刺激，所以不能用过多的甲醛，本实验控制甲醛的量为15ml。
6.5用参比溶液来调节仪器的零点，可消除由于吸收池壁及溶剂对入射光的反射和吸收带来的误差，并消除干扰的影响，本实验用空白试剂，即0.0ml的氨氮溶液作为参比溶液。
6.6本反应随着温度的升高，反应速度加快，当把溶液放在100℃的水浴中加热15min，即显色完全，吸光度达到最高恒定值，当我们把溶液放在室温下，要等一天才能显色完全，可见温度对显色是有影响的。
6.7显色剂加入过少，则显色不明显，但如果显色剂的量过多，又会使显色过深，试剂难以分辨。而且在本实验中，如果加入过多显色剂，待测液的颜色会比任何一瓶标准试剂都深，故本试验把显色剂用量控制在20ml。
7.实验优势
因为米醋中氮含量十分少，用甲醛法测定的时候由于用氢氧化钠标准溶液滴定邻苯二甲酸氢钾基准物质的时候有误差，而且滴定含氮量用的氢氧化钠浓度很低，滴定的过程中可能会与空气中的二氧化碳反应，又增大了误差，所以甲醛法的误差比较大，测得的值不太准确。相对来说，吸光光度法就有较高的准确 度和精密度，而且本法的操作简便，快速，灵敏，选择性好，更适用于米醋中氨基酸氮含量的测定。
8.预期目标
8.1确定最大吸收波长
以0ml的氨氮溶液为参比溶液，测定1ml1mg/ml的氨氮溶液标准溶液在360-460nm范围内的吸光度，绘制曲线，从而确定出最大吸收波长。
8.2判断使用米醋的质量
在最大吸收波长下测定不同氮浓度下的吸光度，绘制出标准曲线再测得相同条件下食醋的吸光度，对照曲线从而求得食醋种氨基酸的含氮量，从而判断其质量。
9.设计项目（论文）进度安排
第一阶段：2013年4月14日-2011年4月18日，确定论文题目，查询参考文献为撰写开题报告做准备。
第二阶段：2013年4月18日-2011年4月27日，撰写开题报告和实验方案。
第三阶段：2013年5月，准备实验材料，做预实验，根据预实验进一步修改实验方案。
第四阶段：2013年5月-2011年6月，进行试验。
第五阶段：2013年6月，处理实验数据。
第六阶段：2013年10月，对本实验进行讨论分析、评估、整理、撰写论文。
【主要参考文献】
[1] 武汉大学、中山大学、吉林大学，分析化学实验[第四版]，高等教育出版社，2001
[2] 朱嘉云，有机分析，化学工业出版社[北京]，2004
[3] 王芬，半微量分析化学实验， 中国农业出版社[北京]， 2003
[4]分析化学(第五版)上册 高等教育出版社出版 武汉大学主编
[5]华中师范大学.分析化学(第三版) [M] .北京：高等教育出版社.
[6] 、罗伯特·麦考密克.实用知识：从桌球台上得到的启示[M] .香港：公开大学出版社
[7] 徐峙晖. 问题解决研究对化学教学的启示[J] .化学教学.2007.1
[8] 北京大学化学系分析化学教研室，基础分析化学实验，北京大学出版社，1993 [9] 王建雅，分析专业实验，大连理工大学出版社，2005
[10] Amino Acid Analysis: Aqueous Dimethyl Sulfoxide As Solventfor the Ninhydrin Reaction- STANFORD MOOREFrom The Rockefeller University, New York, New York 10021
[11] 《stable regents for determination of serum triglycerides by a coloriemetric hantzshch condensation method》-clinical chemistry ，vol 19，no 3 ，（1973）338-340
[12]《Microwave-assisted one-pot synthesis of 3一substituted-3,4-dihydrocoumarins via tendem Konevenagel and Hantzsch reactions》Jing Li, Qiang Liu*，Rui Guang Xing, Xiao Xia Shen-State Key Laboratory of Applied Organic Chemistry, College of Chemistry and Chemical Engineering,
[13]《关于米醋》-柳田藤制-日本酿造协合志第71卷第8号
[14]《化学研究与应用》 食醋酿
[15]《无机及分析化学实验》王国仁 主编 中国农业出版社
[16] 《分析化学实验》 四川大学化学院 浙江大学化学系 编 高等教育出版社 [17] 《生物化学实验》 芶琳 单志 主编 西南交通大学出版社