生物工业分析复习

样品：从交付和选择的大量物质中以某种方式取出的一部分与整体物质具有相同性的物质以供分析检测使用，这部分物质称为样品。

选择性采样：根据需要或为某种目的而有针对性地采集样品的方法。

客观性采样：也称随机采样，在采样时，对全部材料的每一部分都具有相等抽取机会的采样方式。

有效数字：是指在测量中所能得到的有实际意义的数字，即在有的确定数字再加上一位估计数字。

误差：测量值与真实值之间的数值差成为误差。

系统误差：是指测量过程中因某种因素按照确定的规律变化而引起的误差。

随机误差：是指测量值等各种因素的随机变动而引起的误差，又称为偶然误差。

准确度：是指在一定条件下多次测量定的平均值与真值接近的程度，反映了测量的正确性。

精密度：是表示重复测量某一个量时所得到的离散程度。

灰分：是指样品经高温灼烧后残留的物质，以无机物为主。

水分活度：样品密度与纯水密度之比。水活度是吸湿物质在很小的密闭容器内与周围空间达到平衡时的相对湿度。Aw=f/f0

灰化：是指样品高温氧化分解有机物的过程，也即产生灰分的过程。

物理栅现象：均匀样品干燥时，表面会形成一层密质的膜，甚至硬壳，妨碍水分的挥发，增加样品恒重的困难，此现象为物理栅现象。

自由水：游离水，能做溶剂，能结冰。（自由水，（free water）又称体相水，滞留水。不被植物细胞内胶体颗粒或大分子所吸附、能自由移动、并起溶剂作用的水）

结合水：束缚水，不能做溶剂，不能结冰。（结合水是水在生物体和细胞内的存在状态之一，是吸附和结合在有机固体物质上的水）

碳水化合物：是元素组成符合Cm（H2O）n通式的一大类物质的总称。

还原糖：生物工业生产中，大部分生产菌种只能吸收和利用单糖或者双糖进行生产和发酵，这类糖称为还原糖。

斐林试反应：还原糖在碱性条件下能将Cu2+还原成Cu2O。此反应成为……

粗纤维：是指对酸碱难溶的物质，主要成分为纤维素（97%以上），少量木质素和半纤维素。

凯氏定氮法：将试剂与浓硫酸供热消化，使有机氮转变为无机氮（（NH4）2SO4），然后碱化蒸馏，使氨基溢出，并用标准酸接收，再用酸碱滴定测出氮元素含量，在换算成蛋白质含量。

粗蛋白：由凯氏定氮法测出的蛋白质含量。

蛋白休止：啤酒生产中，大麦在发芽和糖化过程中，蛋白质被蛋白酶的水解的过程。

双缩脲反应：双缩脲可在碱性条件下与Cu2+络合生成紫色化合物，此反应称双缩脲反应

染料结合法：由蛋白分子含有酸性基因（羧基）和碱性基因（氨基）可与碱性染料和酸性染料结合而使染料色泽发生改变，从而测定蛋白质的结合量，与校准曲线对比分析。故称为近十年来越来越普遍利用的蛋白质测定方法。

总酸度：也称为分光光度试剂，即能给出比色法所赖以建立的显色反应的试剂。

有效酸度：指已解离的酸的浓度，即溶液中H+的浓度，真正的酸度，用PH值表示。

显色计：也为分光光度试剂，既能给出比色法所赖以建立的显色反应的试剂。

比色法：基于物质对单色光的吸收和该物质浓度之间有线性关系而进行的分析方法。通常将待测物质变为有色物质后进行比色分析，而很少利用物质本身的颜色。

选择性试剂：试剂可与多种元素起反应。

特效试剂：试剂在一定条件下只与一种元素起反应。

生物工业分析（发酵分析）：是采用一定方法和手段对生物工业产品、半产品及其原料进行全面客观评价的学科。

1， 生物工业工艺只，总酸度，有效酸度，和挥发酸度的测定方法？

答：总酸度测定：一般使用标准的酸碱进行中和滴定。可直接测定总酸度，用酚酞作指示剂。有效酸度的测定：a,酸度计，可直接测出样品溶液中H+ 浓度即PH值。b，PH试纸，依据其显示的颜色判断PH值。挥发酸度的测定：直接法：将样品加热，使挥发酸挥发，再冷凝收集，用标准碱滴定。间接法: 将样品加热，使挥发酸挥发，用标准碱滴定非挥发酸。

2.如何将双硫腙有选择性试剂变成特效试剂？

答：1）加入掩蔽剂，消除干扰离子的影响2）调PH值。3）改变元素的氧化态，Fe2+- Fe3+

3.说明薄层层析法测定黄曲霉毒素的原理。

答：生物材料中AFTB,经提取，浓缩，薄层分离后，在波长365nm紫外光下产生蓝紫色荧光，可根据其在薄层板上显示荧光的位置及最低检出量与标准样对比即可定性定量分析。

4. 双硫腙在微量元素测定中的作用有哪些？特点？注意问题？答：作用：有机显色剂，特点：灵敏度高，作用广泛。注意问题：具有还原性，易受氧化剂作用，是选择性试剂，干扰因素多，使之变成特效试剂，普通溶液，难溶于水，常采用有机溶剂。

5. 生物材料中有害成分的分类和其来源途径分别是什么？

答：分类：生物类：真菌，毒素杂菌。化学类“重金属离子，农药杀虫剂残留。来源：原料本身含有的；生产中生成的；生产中污染的；人为因素造成的。

6.凯氏定氮法测定蛋白质的原理及依据是什么？

答：原理：将试样和浓硫酸共热消化，使其有机氮转变为无机硫酸铵，然后碱化蒸馏，使氨气逸出并用校准接收，再用酸碱滴定测出氮元素含量，再换算成蛋白质含量。依据：1）生物材料中除蛋白质外的生物大分子，如淀粉，脂肪等均不含氮元素，故试样中氮元素含量代表了蛋白质中的氮元素含量。2）各种物质的含氮量几乎恒定，平均为16%，故蛋白质含量=

氮含量X6.25.

7.试说明凯氏定氮法中使用浓硫酸，K2SO4,Hg,H2O2， 的作用分别是什么？

答：浓硫酸——消化剂；K2SO4, Na2SO4 ——增温剂；Hg，HgO——催化剂；H2O2——氧化剂

8.如何用凯氏定氮法测定硝酸态氮的含量。答：若直接用浓硫酸消化时，硝酸态氮成为硝酸和亚硝酸挥发损失。先用水杨酸固定：C6H4 (OH)COOH+HNO3 → C6H3 (OH)(NO2)COOH+ H2O2

再用H2SO3 还原：C6H3 (OH)(NO2)COOH+ H2SO4 + H2O→C6H3 (OH)(NO2)COOH+ H2SO4。用凯氏定氮法测定固定前后的含氮量，以差减法就可以求出硝酸态氮的含量。

9. 试说明龙丁法是如何将啤酒蛋白质的分解产物进行区分和测定的？

答：该法依水解产物的分子大小，肽链长短和反应性进行区分，可分为三部分。A区：高分子氮：为可溶性的大分子含氮物质，可与单宁结合形成沉淀物，分子量﹥5万，含量约5%.B区：中分子氮，分子量1万~5万，能用钼酸钠沉淀的含氮物质和用单宁沉淀的含氮物质之差，含量约15~30%.C区：小分子氮，分子量小于1万，主要为氨基酸及短肽含氮物质，用上述沉淀剂均不能沉淀，含量约65~85%.凯氏定氮法测三次N总，N(A+B)(钼酸钠沉淀)，N(A) (用单宁沉淀), N总—N(A+B)= N(C)； N(A+B) —N(A)= N(B).

10.氨基酸甲醛滴定法中甲醛的作用：纯化氨基。氨基酸为两性电解质，具有氨基和羧基，不能用NaoH直接滴定，先加入甲醛，将氨基固定，掩蔽其碱性，只呈现羧基酸性，再用NaoH滴定。

12.斐林氏反应酶测定还原糖的原理及特点是什么？

答：斐林氏反应：还原糖在碱性条件下能将Cu2+还原成Cu2O的反应。特点：1.反应很复杂，反应中可生成各种具有还原活性的降解产物均可将Cu2+还原成Cu2O. 2.反应产物中各组分含量加热程度 溶液碱度等实验条件有很大的关系，故反应必须在严格规定条件下进行。 3.反应没有确切的化学计量关系，需按指定检索表查找并计算还原糖产量 或在相同条件下用标准溶液对照分析。

11.双缩脲显色法和茚三酮显色法分别适用于什么物质的测定，原理是什么？

答：双缩脲显色法，只能测定可溶性蛋白质。原理：蛋白质的肽链和双缩脲结构相似，也可以发生双缩脲反应，生成的有色物质色泽深浅与蛋白质浓度成正比，可进行比色反应（主要是分子中N元素和Cu2+络合产生紫色络合物）。 茚三酮显色法，氨基酸的定量测定。原理：在微酸性的条件下（PH4.5）氨基酸与茚三酮反应生成还原茚三酮NH3和还原茚三酮反应生成紫色络合物（570nm）。其颜色深浅与氨基酸含量呈线性关系亚氨基酸与茚三酮反应生成黄色化合物（440nm）。

13，试对常用的蛋白质的五种测定方法的优缺点 原理进行比较说明

答：五种测定方法：凯式定氮，双缩脲，Folin—酚，紫外吸收法，染料结合法。

1，凯式定氮法原理：将试样与浓硫酸共热消化，使有机氮转变为无机铵盐，然后碱化蒸馏，使NH3逸出并收集，用标准酸接收，再用酸碱法测定出N元素含量，再换算成蛋白质含量。特点：准确度高，重现性好。2，Folin-酚：原理： 蛋白质与碱性铜溶液中的铜离子络合便得肽键伸展，从而使暴露出的酪氨酸和色氨酸在碱性条件下与磷钼酸-磷钙酸反应，生成钼蓝，钨蓝，其蓝色的深浅与蛋白质中的酪氨酸和色胺栓的含量成正比，故可做为比色法测定。特点：比双缩脲灵敏，适宜测定范围为25-250μg蛋白质，简便，应用广泛，干扰多，时间长，准确度不高。3，双缩脲原理：蛋白质的肽链和双缩脲的结构相似，也可以发生双缩脲反应，生成的有色物质色泽深浅与蛋白质浓度呈正比，可以进行比色反应。特点：简便快捷，干扰因素多，准确度差，只能测定可溶性蛋白质。4，紫外吸收法 原理：蛋白质中的酪氨酸，色氨酸等残基在280nm出具有最大吸收率，在一定程度上，蛋白质溶液在280nm处的吸光度与其浓度成正比，故用作蛋白质定量测定。特点：快速，简便，灵敏度高，不消耗样品，测定后样品可以回收利用，干扰因素多，准确度差。5，染料结合法 原理：因蛋白质分子中含有酸性基团(羟基)和碱性基团(氨基），可与碱性染料和酸性染料结合，而使染料色泽发生改变，从而可测定蛋白质的结合量。特点：快速，简便，干扰因素少，灵敏度高，准确度较高，颜色稳定性强（1H内）。

14.简要介绍三种菲林氏反应的操作方法.

答：1）高锰酸钾法（贝尔德兰法）

Cu2+Fe2(so4)3+H2SO4=CuSO4+FeSO4,FeSO4+KMnO4+H2SO4=Fe2(SO4)3+MeSO4+K2SO4

2）直接滴定法（兰-爱尔法）反应终点利用次甲基兰，当还原糖与Cu 2+ 反应结束，过量一滴马上与次甲基兰反应，使其兰色消失，显示终点。

3）快速测定法：Cu 2O+K4Fe(CN)6+H2O=K2Cu2Fe(CN)6+KOH

红 黄色络合物

4）碘量法：Cu 2+(过量)+KI=(H+)=CuI+0.5I2 析出碘与Na2S2O3反应

I2+Na2S2O3=Na2S4O6+NaI

15 醛糖法测糖的原理是什么（用于葡萄糖的测定）

答：I2（过量）+NaIO+NaI+H2O

NaIO+CHO(CHOH)4CH2OH=CH2OH(CHOH)4COOH+NaI

(剩余的)I2+Na2S2O3=NaS4O6+NaI 可与标准葡萄糖溶液作用的标准曲线对照分析。

16.液化型淀粉酶和糖化型淀粉酶酶活性测定方法有何不同？
答：液化性α-淀粉酶能将淀粉分子链中的α-1,4葡萄糖苷键随机切断成长短不一的短链糊精，少量麦芽糖和葡萄糖，而使淀粉对碘呈现蓝紫色的特异性反应逐渐变红棕色直至消失，其颜色消失速度与酶活力有关，故可通过测定反应后的吸收光度计算其酶活力。

糖化型：糖化酶催化淀粉水解从淀粉分子非还原性末端开始分解α—1,4葡萄糖苷键生成葡萄糖，葡萄糖分子中含有醛基，能被次碘酸钠氧化过量的次碘酸钠酸化后分析出碘，再用硫酸钠标准溶液滴定计算出酶活力。

17.说明粗纤维的测定方法 答：1,滴定法试样在加热条件下，用乙酸和硝酸混合酸处理，使细胞间的物质被溶解，而纤维素分解成单个的纤维木质素，半纤维素和其他的物质被除去，淀粉多聚戊糖和其他物质受到了水解，用水洗涤排除杂质后，纤维素在硫酸存在下被重络酸钾氧化成CO2和水过量的重络酸盐用碘量法测定。2重量法：试样(酸处理:去淀粉、果胶部分半纤维素；碱处理：去除蛋白质、脂肪部分半纤维素和木质素；乙醇和乙醚的处理：去除色素单宁脂类部分蛋白质和醣类不容物。

18，水分的测定方法主要有哪几种？各有那些优缺点？ 答：1直接法（重量法、干燥法）在一定的加热条件下，水分受热挥发逸失测定干燥前后样品的歼减轻量即为水分含量特点:准确度高、适用范围宽、简便易行，为水分测定的标准方法和经典方法。2间接法（电测法）：利用样品物理或电学性质进行测定再换算出水的含量，优点：快速、简便适合于在线测定；缺点：误差大，于干扰因素多。

19，干燥法测定水分原理以及对样品的要求分别是什么？

答：原理：在一定的加热条件下，水分受热挥发逸失，测定干燥前后样品的减轻量，即为水分量。 对样品的要求：1，在实验条件下，水为主要挥发物质，其他不挥发物质或者挥发很少的可以忽略不计，2，样品有一定的细度，保证水分挥发完全，3，在干燥过程中，其他成分性质稳定，若有化学变化也对样品的重量影响不大。

20，什么是粗灰分，为什么灰分不能真正代表无机物的含量。

答：粗灰分是样品灰化后残留物的总称。 原因：1，样品中的有机物氧化分解后与金属离子结合以盐的形式残留下来，2，样品中的部分无机物不能挥发损失。

21，什么是助灰剂，说明助灰剂的作用以及其种类。

答;在样品灰化过程中，有利于灰化进行而加入的物质为助灰剂。 作用：1，加速高温氧化速度，加快灰化速度，2，阻止某些无机成分挥发，提高灰分回收率，3，防止灰分与坩埚发生吸附或反应带来的损失。 种类：1，溶剂类：去离子水，乙醇。2，氧化剂：双氧水，浓硫酸，浓硝酸等。3，分散剂：为固体惰性物质，如氧化镁，碳酸钙。

22干燥法测定水分误差的来源有哪些？如何消除？

答：1）样品中含有非水易挥发物质，对样品重量影响较大，误差较大，消除方法：改用减压干燥法或用其他方法2）物理栅现象：均匀样品干燥时，表面会形成一层密质的膜，甚至硬壳，妨碍水分挥发，增加样品恒重的困难。此现象称为物理栅效应，消除方法：a加入海砂，石英砂，硅藻土等分散剂增加水分扩散面积b将样品铺在铝箔袋或聚乙烯袋上进行干燥c采用微波或红外线干燥法或其他方法（电测法等）3）因受热发生化学变化而带来重量改变引起误差。消除方法：改用其他方法或加压干燥法4）样品细度不够，是水分挥发不完全，消除方法：样品要有一定的细度且大小均匀。5）干燥后样品在环境中吸潮带来误差。消除方法：在干燥器内冷却，转移，称重要迅速，准备。

23.灰分测定的误差来源有哪些？如何消除？

答：1飞溅损失带来的误差原因（1）升温太快，反应很激烈（2）样品里有液体存在。消除方法：（1）缓慢升温，先炭化后灰化（2）去除水分，先干燥再灰化。

2挥发损伤：高温下易挥发物质（汞，砷，S,P等）逸失产生误差。消除方法：降低温度，加入助灰剂。

3反应或吸附损伤：是灰分与坩埚之间发生反应或吸附作用而产生。消除方法：（1）改变坩埚（2）加入助灰剂

24、说明灰化过程中主要发生哪些变化？

答：word/media/image1.gif主要挥发成分以气体形势逸出word/media/image2.gif有机物C、H、O、N等元素在灰化中被氯化形成CO2、H2O2、NO2等气体而挥发word/media/image3.gif其他组分以碳酸盐、磷酸盐、氯化物、卤化物等无机盐形式残留下来word/media/image4.gif最终形成灰分是难挥发的无机盐及氯化物。

25、生物工业分析的主要研究方法及其评价因素分别是什么？

答：1、理论分析法：主要有物理、化学和仪器分析法 特点：准确度高，重现性好，易实现仪器化和自动化。 评价因素：主要用于理化指数的分析（产品的性能及杂质的含量的分析）2、生物分析法：利用待测组分的生物特性进行的分析方法，如微生物学、酶学、免疫学。 特点:准确性较理化性差，操作繁琐，周期长，技术要求高。 评价因素：主要用于感官指标的评价。

26、正确采样的意义及原则分别是什么？

答：意义：一般意义下，采样误差常大于分析误差，为保证样品能真正代表调查对象，保证分析结果能正确代表掉调查对象的真实情况。 原则：word/media/image1.gif必须具有代表性word/media/image2.gif确定合适取样量word/media/image3.gif样品要保存好以防组分的变化

27.简要说明生物工业分析的主要研究内容：

答1.分析理论和技术的研究:①改善传统分析方法（化学分析法，物理分析法，仪器分析法）②建立新的分析方法（色谱分析，核磁共振法，光谱法等）2.生物工业原料中间代谢物，差评的组分及其功能的分析。3.生物产品的感观分析：通过人的味觉、嗅觉、视觉、触觉等对生物产品的色香味体的感观分析，㈠酒类：白酒、啤酒、黄酒等㈡调味品类：酱油、醋、腐乳等㈢食品添加剂类：酸味剂、甜味剂、鲜味剂4.生物工业中的有害物质的分析。①生物类：杂菌、真菌毒素、噬菌体等②化学类：重金属、农药残留等。5.生物工业中的辅助原料及添加剂的分析：水、酶制剂、消泡剂、无机盐、酸碱等6.假冒伪劣产品的检测。

28.什么是样品的制备？制备的目的和过程分别是什么？

答：定义：对原始样品的分取、粉碎、混匀和缩分的过程。（过程：检样、原始样品、产物样品、试验样品。方法：机械混匀、粉碎、过筛、研磨、搅拌。）

29.什么是样品的前处理？样品前处理的目的和作用是什么？

答：定义：是指对试样的物理，化学的处理，将待测成分提取、浓缩、或稀释，再排除干扰转变为分析即要求状态的过程。目的作用：1，将待测成分转化为易检物，2，完全提取待测成分，3，选择合适浓度，4，排除干扰因素，5，提高测定灵敏度。

意义：保证分析测定顺利进行，保证分析结果的准确可靠。 原则：1，了解样品的组成和性质，2，了解待测成分的性质，3，了解分析方法的目的与要求，4，确定合适的处理方法。

30，说明无机，有机成分样品分析的特点有何不同。

答：无机成分特点：1，是大量存在有机物情况下的较量或痕量物质的分析，大量（1%-10%），较小量（0.01%-1%），痕量（0.01%以下），主要是以金属离子分析为主，也包括磷元素，2，无机成分稳定性较强不易受微生物热或化学物质等因素影响而破坏，易长期保存，3，干扰成分多：有机物，另一方面是无机成分，应尽可能去除。

有机成分的分析特点：1，有机成分组成复杂，在样品的存在形式以及含量范围差异很大，2，稳定性较低，易受热，微生物化学物质等因素影响而破坏，不易保存，3，因有机成分种类多，性质各异，故前处理方法也很多，

31.简要说明误差产生的原因及种类

答：产生的原因：采样、分析方法、分析仪器、分析试剂、操作技术。

种类：1）系统误差：方法误差、仪器误差、试剂误差、操作误差2）随机误差3）过失误差

32.实验结果的表达方式有哪几种？

答：数值表示法、列表表示法、图形表示法、方程表示法

33.干燥法测定水分的操作要点

答：1）固体样品必须磨碎过筛2）液态样品先在水溶上浓缩3）浓稠溶液：如糖浆、甜炼乳等一般要加水稀释4）水分含量大于16％的谷类食品，可采用二类干燥法。

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