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实验三 青霉素的萃取与萃取率的计算
实验类型：综合性实验 实验学时：4
实验要求： 必修 适用专业：食品生物技术
一、实验目的
1、学会利用溶剂萃取的方法对料液进行提纯。
2、掌握碘量法测定青霉素含量的方法，并计算出青霉素的萃取率。
二、实验内容
1、青霉素的提取
2、青霉素萃取率的计算
三、仪器设备
150ml棕色瓶（2个）、分液漏斗、100ml量筒、100ml烧杯（2个）、玻璃棒、酸式滴定管、铁架台、1ml移液管、10ml移液管、洗耳球、100ml容量瓶、精密pH试纸（包括pH2.4）。
四、所需耗材
青霉素钠、K2Cr2O3、Na2S2O3、无水Na2CO3、碘、KI、无水乙酸钠、冰醋酸、NaOH、浓HCl、可溶性淀粉、乙酸丁酯、浓硫酸。
（1）Na2S2O3（0.1mol/L） 取Na2S2O3约2.6g与无水Na2CO3 0.02g，加新煮沸过的冷蒸馏水适量溶解，定容到100ml。
（2）碘溶液（0.1mol/L） 取碘1.3g，加KI 3.6g与水5ml使之溶解，再加HCl 1～2滴，定容到100ml。
（3）乙酸乙酸钠（pH4.5）缓冲液100ml 取83g无水乙酸钠溶于水，加入60ml冰醋酸，定容至1L。
（4）NaOH（1mol/L）4g/100ml （5）HCl（1mol/L）8.3ml/100ml （6）H2SO4（1mol/L）55.5ml/L
（7）淀粉指示剂 称取可溶性淀粉0.5g，置于玛瑙研钵中，加少量除盐水研磨成糊状物，徐徐加入到100mL煮沸的除盐水中，继续煮沸1min，冷却后备用。该试剂不宜存放，应在使用时配制。
五、实验原理、方法和手段
1、实验原理
萃取过程是利用在两个不混溶的液相中各种组分溶解度的不同，从而达到分离组分的目的。
2、实验方法和手段
本实验利用当pH=2.3时，青霉素在乙酸丁酯中比在水中溶解度大，因而可以将乙酸丁酯加到青霉素溶液中，并使其充分接触，使青霉素被萃取浓集到乙酸丁酯中，达到分离提纯的目的。
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青霉素萃取率（%）=（萃取前青霉素含量－萃取后青霉素含量）/萃取前青霉素含量。萃取前后青霉素含量的测定采用的是碘量法。碘量法的基本原理为青霉素类抗生素经碱水解的产物青霉噻唑酸，可与碘作用（1mol青霉噻唑酸可与8mol碘原子反应，即青霉素：I2=1：4），根据消耗的碘量可计算青霉素的含量。利用碘量法测定青霉素含量时，为了消除供试品中可能存在的降解。剩余的碘用Na2S2O3滴定（Na2S2O3：I2=2：1）。
六、实验步骤
1、Na2S2O3的标定 取K2Cr2O3 0.15g于棕色瓶中，加入50ml水使之溶解，再加KI 2g，溶解后加入稀H2SO4 40ml，摇匀，密塞，在暗处放置10min。取出后再加水25ml稀释，用Na2S2O3滴定临近终点时，加淀粉指示剂3ml，继续滴定至蓝色消失，记录消耗的体积。
2、青霉素的萃取
（1）用电子天平称取0.12g青霉素钠，溶解后定容到100ml（以此模拟青霉素发酵液进行实验操作）。
（2）准确移取10ml青霉素钠溶液，用稀H2SO4调节pH2.3～2.4，取15ml乙酸丁酯液，与青霉素钠溶液混合，置分液漏斗中，摇匀，静置30min。
（3）溶液分层后，将下方萃余相置于烧杯中备用，将上方萃取液回收。 3、萃取率的测定
（1）测定萃取前青霉素钠溶液消耗的碘 取5ml定容好的青霉素钠溶液于棕色瓶中，加1ml NaOH（1mol/L）后放置20min，再加1ml HCl（1mol/L）与5ml乙酸-乙酸钠缓冲液，精密加入碘滴定液（0.1mol/L）5ml，摇匀，密塞，在20～25℃暗处放置20min，用Na2S2O3滴定液（0.1mol/L）滴定，临近终点时加淀粉指示剂3ml，继续滴定至蓝色消失，记录Na2S2O3消耗的体积（V前）。
（2）测定空白消耗的碘 另取5ml定容好的青霉素钠溶液于棕色瓶中，加入5ml乙酸-乙酸钠缓冲液，再精密加入碘滴定液（0.1mol/L）5ml，摇匀，密塞，在20～25℃暗处放置20min，用Na2S2O3滴定液（0.1mol/L）滴定，临近终点时加淀粉指示剂3ml，继续滴定至蓝色消失，记录Na2S2O3消耗的体积（V空白）。
（3）测定萃取后萃余相中青霉素钠消耗的碘 取萃余相5ml于棕色瓶中，按步骤1的方法进行测定，记录Na2S2O3消耗的体积（V后）。
七、实验结果
1、根据Na2S2O3：I2= 2:1,分别计算操作步骤3 萃取率的测定中各步滴定的碘的量I①, I②, I③
2、萃取前与青霉素反应的碘：总I2= I②－I① 萃取后与青霉素反应得碘：余I2= I②－ I③
3、根据青霉素：I2= 1:8计算：萃取前青霉素含量和萃取后青霉素含量
4、计算：萃取率=（萃取前青霉素含量－萃取后青霉素含量）/萃取前青霉素含量。
八、实验注意事项
1、青霉素盐必须溶解完全，严禁溶解液发白或有颗粒。
2、溶解过程中，尽量缩短溶解时间，溶解完后立刻进行萃取。
九、预习与思考题
1、结合教材萃取一章的内容，考虑实验室与大生产中有何不同？
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十、实验报告要求
1、用规范的实验报告纸。
2、写清实验的目的、原理、内容、方法、设备等。 3、本实验为综合性实验，写出实验结果。
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实验四 淀粉的提取及性质分析
实验类型：综合性实验 实验学时：4
实验要求： 必修 适用专业：食品生物技术
一、实验目的
1、掌握淀粉的提取方法。
2、熟悉淀粉跟碘的反应和淀粉水解生成葡萄糖的反应。
二、实验内容
1、淀粉的提取 2、淀粉的性质分析
三、仪器设备
仪器：植物样品粉碎机、离心机、分析天平、电子天平、量筒、三角瓶；离心管、小电炉；烧杯、三脚架、石棉网、滴管。
四、所需耗材
1、实验材料：甘薯 2、试剂： 95%的乙醇、碘溶液(碘酒或碘化钾的碘溶液)、稀硫酸(1:5)、碳酸钠、氢氧化钠溶液(5%)、硫酸铜溶液(2%)、斐林试剂
五、实验原理、方法和手段
1、实验原理
淀粉主要由直链淀粉(约占20%)和支链淀粉(约占80%)组成。直链淀粉能溶于热水，跟碘作用显现蓝色。支链淀粉不溶于水，但能在水中胀大而润湿、跟碘作用显现紫红色。酸性氯化钙溶液与磨细的含淀粉样品共煮，可使淀粉轻度水解。同时钙离子与淀粉分子上的羟基络合，这就使得淀粉分子充分地分散到溶液中，成为淀粉溶液。淀粉在稀酸作用下能发生水解，生成一系列产物，最后得到葡萄糖。
2、实验方法和手段
本实验利用水浸法提取甘薯淀粉；研究淀粉的性质：淀粉遇碘变蓝、淀粉酸水解、斐林试剂验证还原糖存在。
六、实验步骤
(一)淀粉的提取
甘薯去皮 → 切成小块(0.3×0.3×0.3cm3) →每组15g 于搅拌器中 → 加蒸馏水240 mL → 捣碎1min → 分成4份 → 3层纱布过滤 → 滤液置50℃恒温水浴30min → 倾去上层液体 → 25 mL蒸馏水重新悬浮白色沉淀 → 漏斗过滤 （3000r/m,10min离心）→ 少量水洗沉淀 （离心） → 105℃烘干 → 称重
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(二)淀粉性质的分析
1、淀粉跟碘的反应：取淀粉1g 加少量蒸馏水调成糊状，取1mL 制备好的淀粉溶液于试管中，然后加入1滴碘液，淀粉溶液立即会显深蓝色。加热，颜色褪去，冷却，蓝色又出现。
2、淀粉的水解：加 40mL 淀粉溶液于烧杯中，再加稀硫酸 1mL，煮沸5分钟，取出1mL 热溶液放在试管里，使其迅速冷却，滴入1滴碘溶液，出现蓝紫色。以后每隔2min 取一次试样检验，共计五次，可以看到不同大小的糊精颗粒对碘溶液显现紫红色、橙红色、橙黄色及黄色。
3、把已经水解的淀粉溶液用碳酸钠中和硫酸，使溶液略显碱性。取出1mL，加入盛有斐林试剂的(甲和乙各3mL 的混和液)试管里，摇和均匀，加热煮沸，即有红色氧化亚铜沉淀生。
七、实验结果
1、计算淀粉的得率。 2、实验现象描述与分析。
八、实验注意事项
1、淀粉提取时水浴温度不能超过50℃，否则会因溶解度增大而减少产量； 2、倾出上清时要尽可能小心，避免沉降的淀粉被震动起来。
九、预习与思考题
1、如何选择生化物质实验中的实验材料？有何标准？ 2、材料的破碎方法有哪些？
十、实验报告要求
1、用规范的实验报告纸。
2、写清实验的目的、原理、内容、方法、设备等。 3、本实验为综合性实验，写出实验结果。
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