实验教学
课程编码:1441025(实验大纲)
学 时:18课时
课程属性:必修(非独立设课)
开课专业:食品科学与工程
先修课程:有机化学、无机化学、分析化学
一、实验性质
食品化学实验是食品化学教学体系中不可或缺的实践性教学部分,对于学生正确掌握课程内容、理解食品化学研究的基本思路、增强实践能力、训练科学的思维方法具有重要的作用。
该实验课是食品科学与工程专业学生验证及实践训练的重要环节。实验课程设计不仅注重培养学生运用食品化学理论分析问题、解决问题的能力,更注重培养学生基本科研态度、基本实验验证的训练,重视开发学生的自主性和探索性,从而不断提高学生分析问题、解决问题的能力。
二、实验教学目的和要求
以食品中常见的营养、功能性成分为对象,引导学生认识这些成分在自然界的存在及基本的化学性质,掌握由自然界获得这些成分的分离、纯化方法,初步训练食品化学研究的基本思路和验证,为今后从事食品科学研究奠定基础。实验设计要体现综合化、验证化的基本要求,实验中充分发挥实验教学在提高学生科研素质方面的作用;积极探索设计性实验的教学方法和规律,其内容应能及时反映食品化学研究中的热点问题;努力开发新的食品化学实验项目,及时进行教学内容的更新或轮换。
本课程要求学生实验前进行预习,了解实验基本原理、内容、基本操作及注意事项。实验过程中必须以严谨态度进行实验,仔细观察、客观分析,真实记录。严谨随意修改、抄袭实验数据,争取每次实验都能有新的收获。
三、实验项目名称和学时分配
实验项目 编号 |
实验项目名称 |
学时 分配 |
项目 类别 |
每组 人数 |
必开/选开 |
备注 |
144102501 |
果胶的提取和果酱的制备 |
3 |
验证 |
2 |
必开 |
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144102502 |
卵磷脂的提取、鉴定及应用 |
3 |
验证 |
2 |
必开 |
|
144102503 |
大豆中油脂、蛋白质提取及分离 |
3 |
验证 |
2 |
必开 |
|
144102504 |
果蔬中维生素C在热加工中的变化 |
3 |
验证 |
2 |
必开 |
|
144102505 |
食品的非酶褐变 |
3 |
综合 |
2 |
必开 |
|
144102506 |
秦巴山区野菜中活性多糖类化合物的鉴定、提取及性质研究 |
开放 |
设计 |
2 |
选开 |
|
144102507 |
不饱和脂肪酸反向纸层析分离 |
3 |
验证 |
2 |
选开 |
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144102508 |
食品中水分活度的测定 |
3 |
验证 |
2 |
选开 |
四、实验项目具体内容
实验项目(一):果胶的提取和果酱的制备
实验目的:理解并掌握果胶的性质及其应用;掌握果胶提取的一般过程。
实验内容:在果蔬中,尤其是在未成熟的水果和皮中,果胶多数以原果胶存在,原果胶是以金属离子桥(特别是钙离子)与多聚半乳糖醛酸中的游离羧基相结合。原果胶不溶于水,故用酸水解生成可溶性的果胶,再进行脱色、沉淀、干燥,即为商品果胶。从柑桔皮中堤取的果胶是高酯化度的果胶,酯化度在70%以上。在食品工业中常利用来制作果酱、果冻和糖果,在汁液类食品中用作增稠剂、胶凝剂等。详见:《食品科学实验基础》教材P119-121。
预习要求:熟悉并掌握果胶的结构和性质及萃取、脱色、沉淀过滤等技术及操作。
实验项目(二):卵磷脂的提取、鉴定及应用
实验目的:掌握磷脂类物质基本的提取方法和过程;掌握磷脂类化合物的两性及其应用。
实验内容:该实验包括以下三部分:1.卵磷脂的提取:卵磷脂可溶于乙醚、乙醇等,因而可以利用这些溶剂进行提取。本实验以乙醚作为溶剂提取生蛋黄中的卵磷脂。通常粗提取液中含有中性脂肪和卵磷脂,粗提液浓缩后通过离心进行分离,下层为卵磷脂。2.卵磷脂的鉴定:取以上提取并离心分离得到的产品于试管中,加入10%NaOH溶液2mL,水浴加热数分钟,嗅之是否有鱼腥味,以确定提取物是否为卵磷脂。3.乳化实验:在两支试管中各加入3~5mL水,5滴花生油,振摇,观察现象;在其中一支中加入少许提取物,加塞剧烈振摇,静置后观察现象。详见:《食品科学实验基础》教材P111-113。
预习要求:了解脂溶性成分的溶解行为及提取方法,掌握磷脂类物质一般的提取溶剂、提取过程及常用的鉴定方法。
实验项目(三):大豆中油脂、蛋白质的提取及分离
实验目的:了解脂类、蛋白质等营养物质在自然界的分布及一般的提取分离过程,为其今后进行食品营养成分及农副产品综合利用研究奠定基础。
实验内容:由于乙醚或石油醚等有机溶剂可以溶解脂肪而对蛋白质和淀粉几乎不溶,故可用溶剂法分离大豆中的脂肪与蛋白质。抽提脂肪后的固体豆渣中主要含蛋白蛋和淀粉、纤维素等。利用蛋白质可溶于酸或碱的两性性质,可以调节pH值远离蛋白质的等电点使之溶解,过滤,滤液再调节pH值至等电点附近,蛋白质即析出。详见:《食品科学实验基础》教材P113-114。
预习要求:掌握索氏提取器的结构、提取原理和操作过程。
实验项目(四):果蔬中维生素C在热加工中的变化
实验目的:了解维生素C在果品、蔬菜中的存在及含量;掌握维生素C定量测定的原理及方法;理解维生素C在食品加工中的变化及其规律。
实验内容:在果蔬的加工中,特别是长时间热加工中,维生素C由于氧化分解而受到很大的损失。本实验利用氧化还原滴定法测定果蔬中维生素C的含量,其原理为维生素C分子中具有烯二醇结构,可以被染料2,6-二氯靛酚钠盐所氧化从而发生颜色的变化。此变化是染料分子结构的变化,其在碱性或中性水溶液中呈蓝色,在酸性溶液中呈桃红色,此变化可用来判断滴定的终点。详见:《食品科学实验基础》教材P114-115。
预习要求:理解维生素C在自然界的存在及稳定性,了解维生素C在食品加工中可能发生的化学变化,熟悉并掌握样品处理及定量滴定的原理及操作过程。
实验项目(五):食品的非酶褐变
实验目的:掌握褐变反应的基本原理和反应。介绍碳水化合物的种类、氨基酸种类、亚硫酸盐及酸碱度对羰胺反应速度的影响,认识羰胺反应对食品风味和色泽形成的意义。
实验内容:羰胺反应在中等水分活度条件下适宜发生。具有游离氨基和游离羰基的化合物反应速度较快。亚硫酸盐为褐变抑制剂,可以与美拉德反应的初级产物发生加成反应从而阻止黑色素的形成。该反应产生复杂的香味物质,其味道与氨基酸和糖的种类有关。选择不同的糖类(单糖、还原与非还原二糖、多糖)和多种氨基酸反应,观察颜色与风味的变化。详见:《食品科学实验基础》教材P118-119。
预习要求:Maillard反应的原理及过程;焦糖化反应的原理和反应条件;标准溶液的配制及比色法定量分析的基本过程和操作。
实验项目(六):秦巴山区野菜中活性多糖类化合物的鉴定、提取及性质研究
实验目的:使学生进一步了解多糖类化合物在自然界的分布,掌握多糖类化合物一般的提取分离技术、性能表征方法;训练研究方案的基本设计能力、分析解决问题的能力及动手能力,训练学生严谨求实的科研态度。
实验内容:天然活性多糖类化合物(非淀粉、纤维素类多糖)主要由植物、微生物及动物体内通过提取分离得到,目前我国已有近百种中草药中的多糖类物质得到了不同程度的研究。这些多糖类化合物多为杂多糖类,组成结构较为复杂,这也为此类物质的结构研究提出了巨大的挑战。天然多糖类化合物的提取多采用溶剂提取法、分离纯化多采用柱色谱法、分子量测定及结构表征采用柱色谱、HPLC、MS、IR、NMR等方法。
本实验以秦巴山区丰富的野菜资源为研究材料,鼓励学生广泛地采集样品进行研究。这不仅可以加深学生对于食品功能成分的理解,提高其实际工作能力,也能为秦巴山区野菜资源调查积累资料,加快寻找新食品资源的步伐。详见:《食品科学实验基础》教材P121-130。
预习要求:按照教师布置,通过文献调研及阅读,了解实验基本原理、主要过程及各过程应该注意的问题;在此基础上撰写实验方案并和教师讨论。
实验项目(七):不饱和脂肪酸的反向纸层析分离
实验目的:了解掌握植物油脂的基本组成;学习掌握不饱和脂肪酸的定性鉴定方法。
实验内容:样品(菜籽)处理及脂碱性水解,点样及层析,显色并定性分析。详见:《食品科学实验基础》教材P108-109。
预习要求:油脂的基本性质,纸层析的基本原理及操作过程。
实验项目(八):食品中水分活度的测定
实验目的:理解并掌握水分活度的概念及意义;掌握食品中水分活度的测定
方法。
实验内容:本实验利用两种方法测定食品样品中的水分活度;一种是仪器方法,即利用水分活度测定仪进行;另外一种方法是人工测定,即在密闭容器(康维氏容器)中通过与不同种类标准盐溶液的比对实现定量测定。后一方法对于学生理解水分活度的定义更有促进作用。详见:《食品科学实验基础》教材P115-118。
预习要求:学习掌握水分活度的定义及测定原理。
五、实验课考核方式
1.实验报告:本课程实验报告应包括原理理解、过程描述、现象及数据记录、结果及问题等内容。教师批阅实验报告以五级分(A~E)制表示学生完成的质量并做好登记。
2.实验课的考核方式和成绩评定方法
本实验课以实验操作考核为主。可能的情况下也可利用多媒体实验教学课件考察学生的实验设计能力、对于实验现象的判断及分析能力、各实验步骤的组合能力。实验操作考核采用平时记录结合实验报告方式进行,必要时可采用抽签、操作、当场打分的方式。
实验课考核成绩计入理论课期末总成绩,所占比例为15~20%。
六、实验指导书以及主要参考书
实验指导书:
张邦劳等编著,食品科学实验基础,陕西人民出版社,2006.8(第一版)。
主要参考书:
1. 何照范、张迪清编著,《保健食品化学及其检测技术》,中国轻工业出版社,1998.5(第一版);
2. 吴仲儿等编,《食品化学实验》,暨南大学出版社,1995.6(第一版);
3. 黄晓钰 刘邻渭主编,《食品化学综合实验》(面向21世纪课程教材),北京:中国农业大学出版社,2002.9(第一版)。