武汉理工大学实验室课外开放实验项目.docx
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武汉理工大学实验室课外开放实验项目
武汉理工大学实验室课外开放实验项目
实验报告书
项目名称:
食前处理对武汉典型蔬菜硝酸盐污染的影响ⅲ:
漂烫和去皮对蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响
学生姓名:
寇晶
专业班级:
环科0802
所在学院:
资源与环境工程学院
指导老师:
黄敏
2010年11月25日
1前言
1.1实验目的与意义
蔬菜是人们日常生活中不可缺少的重要食品,它为人们提供了丰富的各种维生素、矿物质和纤维素。
同时,研究表明,人体摄入的硝酸盐大部分来自蔬菜。
随着人们对生活水平的要求有所提高,蔬菜的各种做法层出不穷,浸泡、腌制、去皮、晾晒等对蔬菜中硝酸盐的含量多少都会有所影响,因此,控制蔬菜中硝酸盐含量,了解其影响因素与调控措施,对提高人们生活质量与健康水平具有重要意义。
本次实验有三个目的:
1研究食前加工处理对蔬菜所含硝酸盐的影响;
2了解检验硝酸盐的方法;
3学会使用检验硝酸盐的仪器。
1.2实验原理
1.2.1基本原理
硝酸盐与亚硝酸盐分别是硝酸和亚硝酸的酸根,他们作为环境污染物而广泛地存在于自然界中,而这两种物质对人类健康的危害也是极大的。
当人食用了含有大量硝酸盐和亚硝酸盐的食物后,大量的亚硝酸盐可是人直接中毒,而且硝酸盐在人体内也可以转化为亚硝酸盐,亚硝酸盐与人体血液作用,形成高铁血红蛋白,从而使血液失去携氧功能。
不仅如此,亚硝酸盐在人体内外与仲胺类作用形成亚硝胺类,它在人体内达到一定剂量时是致癌、致畸、致突变的物质,可严重危害人体健康。
本次实验是选取几种人们经常食用的蔬菜,通过对他们采用去皮、漂烫这两种方法,从而检验简单的食前处理对蔬菜硝酸盐含量的影响。
1.2.2测试原理
本次实验所采用的检验硝酸盐含量的实验方法是紫外分光光度法。
在弱碱性条件下,用热水从样品中提取亚硝酸离子(
),然后用亚铁氰化钾和乙酸锌沉淀蛋白质,用活性碳粉吸附色素等有机物质,过滤得清亮待测液。
在弱酸性条件下,亚硝酸盐与磺胺进行重氮化反应生成重氮化合物,再与萘乙二胺盐酸盐进行耦合形成紫红色染料。
分取两份滤液,一份取适量滤液直接加磺胺和萘乙二胺盐酸盐,在波长538nm处测量生成的红色复合物的吸光度,计算样品中亚硝酸离子(
)含量[5]。
利用硝酸根离子(
)在紫外区(220nm)处有强烈的吸收,而蔬菜中叶绿素等有机物质是紫外分光光度法直接测定硝酸盐的主要干扰物质之一,测定波长275nm处吸光度,以消除有机物质的干扰。
另取一份适量滤液在波长220nm、275nm处测量吸光度A220、A275,据两者之差△A=A220-A275从标准曲线上查得相应浓度,计算样品中硝酸盐含量[75,76]。
2实验材料与方法
2.1实验材料、仪器与试剂
2.1.1实验材料
漂烫:
选取武汉洪山区珞狮南路马房山综合市场的白菜和豆荚为研究对象。
去皮:
选取白萝卜、茄子、黄瓜为研究对象。
2.1.2实验仪器
实验所需的主要仪器如下表所示,另外需常规实验室玻璃器皿若干、去皮工具,烧杯,酒精灯。
实验仪器一览表
仪器名称
型号
生产厂家
高速组织捣碎机(10000~12000r·min-1)
JJ-2
江苏金坛科析仪器有限公司
电子分析天平(感量0.001g、0.0001g)
BS224S型
北京赛多利斯仪器系统有限公司
电热恒温水浴锅
HHS-24
上海东星建材试验设备有限公司
紫外可见分光光度计
UV-2000
龙尼柯(上海)仪器有限公司
超声波清洗器
KQ-500E
江苏省昆山市超声仪器有限公司
电热恒温干燥箱
DHG-9241A
上海精宏实验设备有限公司
艾科浦超纯水系统
Aquapro
颐洋企业发展有限公司
可调式移液器(1~5mL)
NKJ4II
上海热电仪器有限公司
恒温恒湿培养箱
WS-01
黄石恒丰医疗器械有限公司
2.1.3实验试剂
所用试剂均为分析纯,水为去离子水,不含亚硝酸盐及硝酸盐。
饱和硼砂溶液:
称取50.0g硼酸钠,溶于1000mL温水中,冷却至室温。
亚铁氰化钾溶液:
0.25mol·L-1。
称取106.0g亚铁氰化钾,溶于水,定容至1000mL。
乙酸锌溶液:
1mol·L-1。
称取220.0g乙酸锌。
溶于30mL冰乙酸和水的混合液中,再用水定容至1000mL。
显色溶液Ⅰ:
称取0.4g磺胺,放入盛有160mL水的200mL容量瓶中,在沸水浴上加热溶解。
冷却后(必要时过滤)加入20mL盐酸(
=1.19g·mL-1),用水定容,避光保存。
显色溶液Ⅱ:
称取0.1g萘乙二胺盐酸盐(C10H7NHCH2CH2NH2·2HCL,含量98.5%以上),放入100mL容量瓶中,加水溶解后定容,避光保存。
显色溶液Ⅲ:
量取445mL盐酸(
=1.19g·mL-1),放入1000mL容量瓶中,加水定容。
亚硝酸钠标准储备溶液:
称取在115±5℃下烘至恒重的亚硝酸钠(基准试剂)0.3000g,于200mL容量瓶中,加水溶解后定容。
此溶液含亚硝酸离子(
)1000mg·L-1。
用移液管吸取亚硝酸钠标准储备溶液5mL于1000mL容量瓶中,用水定容。
该溶液为标准工作溶液,含亚硝酸离子(
)5mg·L-1,宜使用时现配。
硝酸钾标准储备溶液:
准确称取经110℃下烘至恒重的硝酸钾0.1631g,用水溶解,定溶至1000mL,此溶液含硝酸离子(
)100mg·L-1。
活性炭:
粉末状。
折成槽纹的中速定量滤纸(Φ=11cm):
双圈牌
2.2实验步骤
2.2.1实验准备工作
漂烫
1准备二个容量相同的烧杯,洗净、晾干。
将蒸馏水加热至60~75℃(如果可能采用水浴加热更好),温度太低不能起到漂烫的作用,太高容易破坏植物组织,从而引起实验误差。
2选取新鞋的小白菜和菠菜为试验材料,洗净晾干,称取每份约20~30g,300g去离子水煮沸,然后将鲜菜浸没于沸水中并开始计时,分别漂烫0.5min、1.0min、2.0min。
3然后取出漂烫的蔬菜,分别测定蔬菜和漂烫水中所含的硝酸盐及亚硝酸盐含量。
并以未经任何处理的蔬菜作为对照。
并记录实验数据。
4重负以上步骤三次。
去皮
①用蒸馏水洗净去皮工具并且晾干。
②获取有代表性的白萝卜、茄子、黄瓜各5根,根据蔬菜自然组织皮的厚度进行去皮处理,分别取适量去皮萝卜、去皮茄子和去皮黄瓜以及萝卜皮、茄子皮、黄瓜皮,用去离子水洗净、晾干。
5测定其所含硝酸盐及亚硝酸盐含量。
在试验过程中,分别称量上述蔬菜样品总质量、果皮总质量,以两者的差值计算去皮蔬菜总质量。
记录实验数据。
6重复测定三次。
2.2.2实验测试步骤
(1)样品的采集与制备:
先将新鲜蔬菜样品用自来水洗净,再用去离子水冲洗2~3次,晾去表面水分,用四分法取可食部分,切碎,按比例加入一定量水(番茄等多汁样品可不加水),用高速组织捣碎机制成匀浆样品,但在称取试样时,应扣除加水量。
(2)试样中亚硝酸盐和硝酸盐的提取:
依试样中亚硝酸盐和硝酸盐含量的大小,准确称取匀浆样2~20g(精确到0.001g)或准确量取2~20mL。
加2~3滴正辛醇,消除泡沫。
放入200mL烧杯中,加入5mL饱和硼砂溶液和100mL(70~80℃)热水;置沸水浴中,加热15min,并不断摇动。
取出后冷至室温,再加入10mL亚铁氰化钾溶液,10mL乙酸锌溶液和2g活性炭粉,每次加后均充分摇匀。
然后定量转入200mL容量瓶中,用水定容。
用折成槽纹的滤纸过滤,得无色清亮提取液。
(3)亚硝酸盐工作曲线的绘制:
用移液管吸取亚硝酸钠标准工作溶液(5mg·L-1)0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5mL,分别置入8个50mL容量瓶中,各加水至约30mL;然后加入5.0mL溶液Ⅰ、3.0mL溶液Ⅲ混匀,置于室温下遮光处,再加入1.0mL溶液Ⅱ,混匀,3min后用水定容。
于15min内,在分光光度计上,用1cm光径吸收池,以零管调零,于波长538nm处测其吸光度。
绘制标准曲线。
(4)硝酸盐工作曲线的绘制:
用移液管吸取硝酸钾标准储备溶液(100mg·L-1)0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5mL,分别置入8个50mL容量瓶中,用去离子水定容至刻度,摇匀。
在紫外分光光度计上,用1cm石英杯于波长220nm处测其吸光度。
绘制标准曲线。
(5)亚硝酸盐的测定:
据所需测定蔬菜样品中亚硝酸盐含量的不同,吸取一定量(10、15mL)提取液于50mL容量瓶中,用水稀释至约30mL。
加入溶液Ⅰ5mL,再加入溶液Ⅲ3mL,混匀。
置于室温遮光处,再加入溶液Ⅱ1mL,混匀,3min后用水定容。
于15min内,用1cm吸收池,以空白溶液调零,在波长538nm处测其吸光度。
从标准曲线上查得相应的亚硝酸离子(
)浓度(mg·L-1)。
同一试样应做两个平行测定。
同时做空白试验。
(6)亚硝酸盐的结果计算:
…………………………
(1)
式中:
——从工作曲线上查得的测试液中亚硝酸离子(
)浓度,mg·L-1;
m0——扣除加水后蔬菜匀浆样的称取量,g;
V1——整取过滤液体积,mL。
(7)硝酸盐的测定:
据所需测定蔬菜样品中硝酸盐含量的不同,分别一定量(1、5、10mL)样品待测液定容至50mL,同时吸对应量空白溶液(1、5、10mL)定容至50mL,务必使空白溶液的稀释倍数与被测样品的相同。
摇匀后于紫外分光光度计上,用1cm石英比色杯于220nm处测定吸光度A220,再于275nm处测定吸光度A275,△A=A220-A275,据△A从标准曲线上查得硝酸离子(
)相应浓度(mg·L-1)。
同一试样应作两个平行测定。
同时做空白试验。
(8)硝酸盐的结果计算:
…………………………
(2)
式中:
——从工作曲线上查得的测试液中硝酸离子(
)浓度,mg·L-1;
m0——扣除加水后蔬菜匀浆样的称取量,g;
V2——整取过滤液体积,mL。
2.2.3实验数据处理
硝酸盐或亚硝酸盐含量结果表示均采用蔬菜鲜基。
样品分析均为三次重复的平均值。
数据统计和作图采用EXCEL、SPSS11.5或Origin8.0软件。
3实验结果与讨论
漂烫
表1漂烫试验中小白菜和菠菜硝酸盐含量(mg/kg)
漂烫时间
(min)
小白菜
菠菜
漂烫菜
漂烫水
总质量(mg)
漂烫菜
漂烫水
总质量(mg)
0
3617.2
0.00
104.3
2998.7
0.00
54.9
0.5
2645.1
3.14
81.1
2563.8
4.56
46.5
1.0
3448.3
17.19
100.2
2692.8
4.65
47.1
2.0
2922.0
30.23
115.4
2757.5
11.30
50.3
表2漂烫试验中小白菜和菠菜亚硝酸盐含量(mg/kg)
漂烫时间
(min)
小白菜
菠菜
漂烫菜
漂烫水
总质量(mg)
漂烫菜
漂烫水
总质量(mg)
0
0.04
0.00
0.003
0.05
0.00
0.0006
0.5
0.48
0.02
0.017
0.63
0.01
0.013
1.0
0.47
0.09
0.034
0.44
0.03
0.010
2.0
0.33
0.06
0.032
0.36
0.06
0.014
小白菜和菠菜漂烫菜中硝酸盐含量变化
小白菜和菠菜漂烫水中硝酸盐含量变化
小白菜和菠菜漂烫菜中亚硝酸盐含量变化
小白菜和菠菜漂烫水中亚硝酸盐含量变化
从数据表和曲线图可以看出:
1、漂烫对小白菜的影响:
0.5分钟时,漂烫菜中硝酸盐含量减少,亚硝酸盐含量增加,漂烫水中硝酸盐含量增加,亚硝酸盐含量也增加;1分钟时,漂烫菜中硝酸盐含量和亚硝酸盐含量均增加,漂烫水中硝酸盐和亚硝酸盐含量均大幅度增加;2分钟时,漂烫菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量均有所下降,漂烫水中硝酸盐和亚硝酸盐含量也减少。
这主要是由于漂烫菜中硝酸盐和亚硝酸盐的转化,以及菜中所含蛋白质、糖类等的合成与分解。
其中,漂烫一分钟时,水中硝酸盐和亚硝酸盐含量为最大。
根据漂烫时间不同,漂烫菜中硝酸盐含量变化不是很大,而亚硝酸盐的含量在漂烫0.5分钟时含量最大,其后有所下降。
可见高温漂烫对小白菜中硝酸盐含量有所影响。
2、漂烫对菠菜的影响:
漂烫对菠菜中硝酸盐含量有所影响,在漂烫0.5分钟时,含量下降较多,其后变化不大。
对菠菜中亚硝酸盐含量影响较大,在0.5分钟时,含量达到最大,其后减少。
漂烫水中硝酸盐和亚硝酸盐含量都一直增加。
这也是由于菠菜中硝酸盐和亚硝酸盐的转化,以及菠菜中含氮有机物的分解和合成。
去皮
表3去皮处理对茄子硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响(mg/kg)
样品
硝酸盐
亚硝酸盐
茄子皮
带皮茄子
去皮茄子
茄子皮
带皮茄子
去皮茄子
1
601.6
653.7
659.6
0.39
0.28
0.27
2
602.4
656.7
662.5
0.39
0.09
0.06
3
694.5
746.5
751.8
0.32
0.09
0.07
4
485.8
523.2
526.9
0.38
0.07
0.04
5
461.2
567.0
576.7
0.49
0.29
0.28
从上表可是看出:
去皮处理使茄子中的硝酸盐含量有所增加,亚硝酸盐含量有所下降。
这是因为茄子去皮后,茄子中的微量元素可以被空气氧化,也可以吸收空气中的含氮成分,或者是亚硝酸盐转化而来,从而使硝酸盐含量增加,亚硝酸盐含量减少。
表4去皮处理对黄瓜硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响(mg/kg)
样品
硝酸盐
亚硝酸盐
黄瓜皮
带皮黄瓜
去皮黄瓜
黄瓜皮
带皮黄瓜
去皮黄瓜
1
404.5
187.3
165.2
nd
nd
nd
2
729.2
473.9
429.1
nd
nd
nd
3
374.5
187.6
159.8
nd
nd
nd
4
783.1
272.3
208.3
nd
nd
nd
5
879.3
380.8
300.1
nd
nd
nd
注:
“nd”表示蔬菜样品中未检测出亚硝酸盐。
从上表可以看出:
去皮使黄瓜中硝酸盐含量减少,而对亚硝酸盐含量影响不大。
表5去皮处理对白萝卜硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响(mg/kg)
样品
硝酸盐
亚硝酸盐
萝卜皮
带皮萝卜
去皮萝卜
萝卜皮
带皮萝卜
去皮萝卜
1
2600.2
1564.9
1430.1
0.17
0.20
0.21
2
2615.8
1813.9
1682.7
0.17
0.12
0.11
3
2353.9
1524.0
1400.0
0.07
0.16
0.17
4
2128.6
1648.5
1573.1
0.18
0.14
0.13
5
1377.1
1137.5
1104.1
0.26
0.13
0.11
从上表可以看出:
去皮可以使白萝卜中硝酸盐含量减少,而对亚硝酸盐含量影响不大。
4实验小结
此次开放性实验我们一共分了三个小组,我们的小组做的实验是食前处理对蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响。
通过本次实验,我们学会了很多,尤其是在实际动手操作实验上。
这次实验历时比较长,我们首先拿到了课题名称,听老师讲解了一下,然后我们开始四处搜集资料。
我们C组的四个人聚在一起讨论实验过程,然后各自上网查找有关“蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量”的知识,我们也去图书馆查看相关书籍。
通过测定蔬菜中硝酸盐含量来了解事前处理对蔬菜中硝酸盐含量的影响,根据实验数据可知,漂烫对蔬菜中硝酸盐含量影响不大,而可使亚硝酸盐含量增加,对人体产生危害的正是亚硝酸盐,所以人们在食前不宜对蔬菜进行漂烫。
去皮处理可以减少蔬菜中亚硝酸盐含量,而对硝酸盐含量影响不大,所以,人们食前进行去皮处理是有利于身体健康的。
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- 武汉理工大学 实验室 课外 开放 实验 项目