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实习五 柠檬酸含量的测定

  实验四 实验四 钙盐法提取柠檬酸 【课前预习】 课前预习】 生物物质分离的分离方法有哪些? 【实验目的】 实验目的】 1. 学习钙盐法提取柠檬酸的原理与方法。 2. 掌握从发酵液中制取柠檬酸的方法 【实验原理】 实验原理】 原理 以薯干粉或玉米粉为原料的黑曲霉柠檬酸发酵液, 除了含有大量柠檬酸外, 还有大量的 菌体,少量没有被黑曲霉利用的残糖、蛋白质、脂肪、胶体化合物以及无机盐类等。柠檬酸 提取就是从成分如此复杂的发酵液中分离提纯并获得符合英国药典标准的柠檬酸。 从柠檬酸 发酵液中提取柠檬酸的方法主要有:钙盐-离子交换法、溶剂萃取法、 “吸交”法、离子色谱 法等。目前国外生产主要采用钙盐-离子交换法和溶剂萃取法;国内生产主要采用钙盐-离子 交换法, “吸交”法和离子色谱法正在推广中。 钙盐法首先采用过滤或超滤除去发酵液中的菌丝体等不溶残渣, 然后在澄清过滤液中加 入碳酸钙(或氢氧化钙)发生中和反应,生成难溶的柠檬酸钙沉淀,利用在 80-90℃下柠檬 酸钙的溶解度极低的特性,通过过滤(或离心)将它与可溶性的糖、蛋白、氨基酸、其它有 机酸、无机离子等杂质分离开。为了获得较净的柠檬酸钙,需用 80-90℃热水反复洗涤柠檬 酸,以除去残糖和其他可溶性杂质。经过滤(或离心)获得较净的柠檬酸钙,其次在洗净的 柠檬酸钙中缓慢地加入稀硫酸仅是能够酸解反应,生成柠檬酸和硫酸钙沉淀,经过滤(或离 心)除去硫酸钙沉淀,获得粗制的柠檬酸。其主要反应式为: 2C6H8O7·H2O+3CaCO3 Ca3(C6H5O7)2·4H2O +3CO2 +H2O Ca3(C6H5O7)2·4H2O+3H2SO4 +4H2O 2C6H8O7·H2O+3CaSO4·2H2O 【实验用品】 实验用品】 1. 实验主要仪器设备 恒温水浴,离心机;分析天平;蒸发器;分光光度计;pH 计;滤布;布氏漏斗;滴定 管;水浴锅;试管、烧杯、500ml 三角瓶等 2. 实验药品 0.1429mol/LNaOH,1%酚酞试剂,碳酸钙,95%乙醇,浓硫酸 【方法步骤】 方法步骤】 1. 发酵液过滤 各组将发酵液合并量取发酵液总体积,离心或过滤除去菌体及残渣, 准确计量取滤液(取 5ml 滤液,测定柠檬酸含量) 。 2. 碳酸钙中和沉淀 柠檬酸与碳酸钙发生中和反应,形成难溶的柠檬酸钙沉淀,碳酸 钙的添加量根据滤液中柠檬酸的重量添加,比例约为柠檬酸:碳酸钙=2.1:1。 边搅拌边缓慢加入碳酸钙, 以防止产生大量气泡。 碳酸钙加完后放置 85℃ 恒温水浴中 加热,保温搅拌 30 分钟,趁热过滤,并用沸水洗涤柠檬酸钙沉淀。 3. 酸解 将柠檬酸钙沉淀物取出,称量,加入 2 倍量的水,调匀。然后加热至 85℃, 加入硫酸,硫酸的添加量根据碳酸钙的量计算,碳酸钙与硫酸的摩尔比为 1:2。加完硫酸 后,继续保温,搅拌 30 分钟,趁热过滤,得清亮的棕黄色液体,取样测定柠檬酸的含量, 并准确计量柠檬酸液体积。 4. 离子交换法进一步去除杂质(见专业实验课本,本实验不做这步) 5. 结晶 注:本实验用下面的检测方法测定柠檬酸的含量。 【检测方法】 检测方法】 柠檬酸的测定:一般检测发酵过程中的总酸,精确吸取 1ml 的发酵液过滤液于 100ml 锥形瓶中,加入少量的去离子水,加 2-3 滴 0.1%酚酞指示剂,用 0.1429mol/L NaOH 溶液 滴定, 滴定微红色计算用去的 NaOH 毫升数, 计为柠檬酸的百分含量 (每消耗 1mlNaOH 1% 的酸度) 。 【实验结果】 实验结果】 各步提取收率 料液名称 发酵液 过滤液 中和酸解液 体积/ml 柠檬酸含量/% 收率/% 【思考题】 思考题】 柠檬酸的粗提过程中损失的步骤有哪些?

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