微量化學實驗:常見食物營養成分的微量檢驗(下) / 李佳蕙、蘇韋嘉、楊水平

星期六 , 9, 七月 2016 Leave a comment

微量化學實驗:常見食物
營養成分的微量檢驗(下)

李佳蕙、蘇韋嘉、楊水平*

國立彰化師範大學化學系
*yangsp@cc.ncue.edu.tw

〔承《微量化學實驗:常見食物營養成分的微量檢驗(上)》

n  結果與討論

一、  碳水化合物醣類、蛋白質和胺基酸、酯質油和脂的檢測結果

(一)      富含基本成份類

本實驗檢驗富含基本成份類的待測物(食物名稱)有:葡萄糖、蔗糖、高果糖糖漿、玉米澱粉、蛋白、蛋黃、植物油(風味油)、動物油(牛油),檢驗結果如圖十七所示。

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圖十七:富含基本成份類的待測食物的檢驗結果(上下兩張照片)

富含基本成份類的待測物呈現陽性反應者如表所示。陽性反應非常明顯者,以「+++」表示;普通明顯者,以「++」表示;稍微明顯者,以「+」表示:陰性反應者,以「」表示。

:富含基本成份類的待測物的檢驗結果

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根據表一的檢驗結果,葡萄糖含有還原糖;蔗糖含有酮糖;高果糖糖漿含有還原糖和酮糖;玉米澱粉含有澱粉和胺基酸;雞蛋蛋白含有多量的蛋白質和少量的胺基酸;雞蛋蛋黃含有多量的蛋白質和胺基酸及少量的油脂,蛋白和蛋黃的胺基酸含量有明顯的不同,蛋黃含有油脂;風味油和牛油富含油脂。

(二)      全穀根莖類

本實驗檢驗全穀根莖類的待測物(食物名稱)有:玉米、馬鈴薯、麵包、科學麵、洋芋片,檢驗結果如圖十八所示。

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圖十八:全穀根莖類的待測食物的檢驗結果。

全穀根莖類的待測物呈現陽性反應者如表所示。陽性反應非常明顯者,以「+++」表示;普通明顯者,以「++」表示;稍微明顯者,以「+」表示:陰性反應者,以「」表示。

表二:全穀根莖類的待測物的檢驗結果

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根據表二的檢驗結果,玉米、馬鈴薯、麵包、科學麵、洋芋片呈現紫藍色(偏黑)效果明顯,含澱粉的量較多;玉米含有酮糖;麵包、科學麵及洋芋片含有胺基酸;科學麵和洋芋片含油脂。

(三)      水果類

本實驗檢驗水果類的待測物(食物名稱)有:小蕃茄、蘋果、芭樂、木瓜、鳳梨,檢驗結果如圖十九所示。

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圖十九:水果類的待測食物的檢驗結果

水果類的待測物呈現陽性反應者如表三所示。陽性反應非常明顯者,以「+++」表示;普通明顯者,以「++」表示;稍微明顯者,以「+」表示:陰性反應者,以「」表示。

表三:水果類的待測物的檢驗結果

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根據表三的檢驗結果,被檢驗的水果都含有還原醣和酮醣;蕃茄、芭樂含有少量胺基酸。

(四)      堅果類

本實驗檢驗堅果類的待測物(食物名稱)有:花生、杏仁、核桃、腰果、毛豆,檢驗結果圖二十所示。

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圖二:堅果類的待測食物的檢驗結果

堅果類的待測物呈現陽性反應者如表四所示。陽性反應非常明顯者,以「+++」表示;普通明顯者,以「++」表示;稍微明顯者,以「+」表示:陰性反應者,以「」表示。

表四:堅果類的待測物的檢驗結果

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根據表四的檢驗結果,被檢驗的堅果類都有還原糖和酮糖,且富含胺基酸和油脂;而清潔劑的乳化作用較不明顯,建議事前需將食物打成液態狀,以提高檢驗的效果。

(五)      加工食品類

本實驗檢驗加工食品類的待測物(食物名稱)有:布丁、果凍、巧克力餅乾、杏仁奶油餅、可樂果,檢結果如圖二十一所示。

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圖二十一:加工食品類的待測食物的檢驗結果

加工食品類的待測物呈現陽性反應者如表五所示。陽性反應非常明顯者,以「+++」表示;普通明顯者,以「++」表示;稍微明顯者,以「+」表示:陰性反應者,以「」表示。

表五:加工食品類的待測物的檢驗結果

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根據表五的檢檢結果被檢驗的加工食品類中多數含有還原醣,全部含有酮醣,有些含有澱粉;有些含有蛋白質和胺基酸;布丁和果凍不含油脂,其餘含有油脂。

(六)      蛋豆魚肉類

本實驗檢驗蛋豆魚肉類的待測物(食物名稱)有:魚肉、豆腐、蝦仁、雞胸肉、豬肉,檢驗結果如圖二十二所示

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圖二十二:蛋豆魚肉類的待測食物的檢驗結果

蛋豆魚肉類的待測物呈現陽性反應者如表六所示。陽性反應非常明顯者,以「+++」表示;普通明顯者,以「++」表示;稍微明顯者,以「+」表示:陰性反應者,以「」表示。

表六:蛋豆魚肉類的待測物的檢驗結果

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根據表六的檢驗結果,所有被檢驗的蛋豆魚肉類待測物都不含還原糖和酮醣;蝦仁和豬肉含有較多的蛋白質,魚肉、雞胸肉及豬肉含有較多的胺基酸,魚肉和豆腐含還原糖;除豆腐外,被檢驗的蛋豆魚肉類含有油脂;因選擇肉類的部位不同,以致油脂的檢驗有不一樣的結果。

(七)      蔬菜類

本實驗檢驗蔬菜類的待測物(食物名稱)有:紅蘿蔔、萵苣、小黃瓜、紫色高麗菜、高麗菜,檢驗結果如圖二十三所示。

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圖二十三:蔬菜類的待測食物的檢驗結果

蔬菜類的待測物呈現陽性反應者如表七所示。陽性反應非常明顯者,以「+++」表示;普通明顯者,以「++」表示;稍微明顯者,以「+」表示:陰性反應者,以「」表示。

表七:蔬菜類的待測物的檢驗結果

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根據表七的檢驗結果,所有被檢驗的蛋豆魚肉類待測物都不含還原糖和澱粉,大部分含有酮糖;紫色高麗菜不適合當作待測物,因為它本身具有紫色;紅蘿蔔含有少量胺基酸;可能因待測物具有的酸鹼性,而對試劑的反應速率有所影響。例如:酮糖檢驗,有些不需要加熱就會變色。

n  廢棄物處理和安全注意事項

l  進行本氏試劑偵測還原糖和謝氏試劑偵測酮糖時,以吹風機的熱風加熱,務必小心高溫,避免被熱風燙傷。為避免被熱風燙傷,可剪斷棉花棒,再插入牙籤於塑膠棒中增加長度,如此可避免手指太靠近吹風機的熱風出口而被燙傷,如圖二十四所示。

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圖二十四:剪斷棉花棒再插入牙籤於塑膠棒中(左);避免手指太靠近熱風出口而燙傷(右)

l  在配製雙縮脲試劑時,必須注意藥品加入順序,先加氫氧化鈉溶液,再慢慢地加氯化銅溶液。若相反程序加入,則無法充分製造鹼性環境,此時氯化銅會與NaOH發生複分解反應,生成藍色的氫氧化銅沉澱,導致觀察現象不清楚。配製此試劑時一定要邊加入邊攪拌,而且必須新鮮配製,長時間放置易生成氫氧化銅沉澱。

l  若不慎皮膚接觸到寧海準試劑,皮膚會變成紫色。可用酒精擦拭,過幾個小時就會消失。

l  檢驗完後,可用衛生紙擦拭檢驗的殘留物,丟棄到一般垃圾統。檢驗表的紙張和擦拭乾淨的塑膠資料夾可回收再利用。

n  教學提示

l  上課時間:教師實驗解說:約15分鐘,學生分組與待測物分配:約510分鐘,學生實驗操作和記錄:約40分鐘。學生資料處理(家庭作業或課堂討論):約30分鐘。若分組與待測物分配事前規劃,可以節省上課時間約5~10分鐘。

l  本實驗可配合新舊課程綱要的相關學習內容實施,並且可規劃為探索方式或探究導向的實驗活動。

l  教師可以在上實驗課前,分配學生組別,並指定需要攜帶待檢驗的食物種類。

n  結語

食物的營養成分是人體維持生命不可或缺的重要來源,由於其涉及的生物化學原理深奧,對中小學生難以理解,以致在國內課程綱要中在高中階段提到學生的學習內容僅為基本成分的介紹,而不涉及複雜的化學反應,也沒有規範學生操作的化學實驗。然而,在網際網路中,可發現豐富的英文資料,詳細地介紹食物的營養成分的定性分析,不過這些檢驗絕大部分採用大量或少量的藥品,而且也產生多量的廢棄物。透過仔細的設計並經過測試和改良,本微量實驗以檢驗表和透明資料夾取代試管和燒杯,以棉花棒和吹風機取代試管和熱水浴,不但簡易方便而且不具危險性,降低藥品成本和減少廢棄物,器材可回收再利用,並且減少操作時間,實驗場地不受限制,可以在教室中進行。期望透過此實驗的操作,讓學生認識自己常吃食物的營養成分,也體驗生活與化學的密切關係,並享受化學實驗的樂趣

n  參考資料

1.      Carbohydrate tests, http://goo.gl/oCiYGO.  

2.      Benedict’s test – Qualitative test in carbohydrates, https://goo.gl/j0aj8N.  

3.      #10.Tests for carbohydrates, http://goo.gl/2yPzIX.  

4.      Seliwanoff’s test, https://en.wikipedia.org/wiki/Seliwanoff’s_test.  

5.      Seliwanoff’s Test, http://goo.gl/fn63vu.  

6.      雙縮脲試劑,https://zh.wikipedia.org/wiki/雙縮脲試劑

7.      Ninhydrin, https://en.wikipedia.org/wiki/Ninhydrin. 

8.      Lipids oily spot test, http://goo.gl/SLNoep.  

9.      Surface phenomena and colloids, http://goo.gl/UWSPzm.

10.    Food chemistry testing, http://goo.gl/Vaavot.

11.    Identifying macromolecules in nutrient lab, https://goo.gl/6rdwAQ.  

12.    Lab 2: Carbohydrates and protein/lipid, https://goo.gl/vUuhGB.  

13.    Carbohydrates, lipids, proteins, http://goo.gl/pT0hkB.  

14.    Identifying macromolecules in food lab, http://goo.gl/ynqkfC.

15.    Biological molecules: carbohydrates, lipids, proteins, http://goo.gl/u48xGl.

n  學生實驗手冊

下載本微量實驗的學生實驗手冊—「常見食物營養成分的微量檢驗

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