食品中蛋白質(zhì)含量的測定
衡量食品的營養(yǎng)成分時,要測定蛋白質(zhì)含量,但由于蛋白質(zhì)組成及其性質(zhì)的復(fù)雜性,在食品分析中,通常用食品的總氮量表示,蛋白質(zhì)是食品含氮物質(zhì)的主要形式,每一蛋白質(zhì)都有其恒定的含氮量,用實驗方法求得某樣品中的含氮量后,通過一定的換算系數(shù)。即可計算該樣品的蛋白質(zhì)含量。
一般食品蛋白質(zhì)含氮量為l0%如肉、蛋、豌豆、玉米等,其換算系數(shù)為6.25,小麥取5.70,大米5.95、乳制品6.38、大豆5.17,動物膠5.55。
一、原理:
凱氏定氮法:食品經(jīng)加硫酸消化使蛋白質(zhì)分解,其中氮素與硫酸化合成硫酸銨。然后加堿蒸餾使氨游離,用硼酸液吸收后,再用鹽酸或硫酸滴定根據(jù)鹽酸消耗量,再乘以一定的數(shù)值即為蛋白含量,其化學(xué)反應(yīng)式如下。
(1) 2NH2(CH2)2COOH+13H2S04 (NH4)2S04+6C02+12S02+ 16H2
(2)(NH4)2SO4+2NAOH-----2NH2+2H2O+NA2SO4
(3)2NH3+4H3BO3----(NH4)2B4O7+5H2O
(4)(NH4)2B407+H2S04+5H20-(NH4)9SO4+4H2BO2
二、試劑與儀器:
1、硫酸鉀
2、硫酸銅
3、硫酸
4、2%硼酸溶液
5、40%氫氧化鈉溶液
6、混合指示劑:把溶解于95%乙醇的0.l%溴甲酚綠溶液10毫升和溶于95%乙醇的0.l%甲基紅溶液2毫升混合而成.
7、0.OINHCL標(biāo)準(zhǔn)溶液或0.01N硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液.
8、凱氏微量定氮儀一套。
9、定氮瓶100m1或50ml一只。
10、三角瓶150ml 3只。
11、量筒50ml、lOml、lOOml。
12、吸量管10ml只。
13、酸式滴定管1支。
14、容量瓶100毫升1只。
15、小漏斗1只。
三、操作方法:
1、樣品處理:精密稱取0.2-2.0g固體樣品或2-5g半固體樣品或吸取10-20ml液體樣品(約相當(dāng)?shù)?0-40mg),移入干燥的100ml或500ml定氮瓶中,加入0.2g硫酸銅,3g硫酸鉀及20毫升硫酸,稍搖勻后于瓶口放一小漏斗,將瓶以45度角斜支于有小孔的石棉網(wǎng)上,小火加熱,待內(nèi)容物全部炭化,泡沫完全停止后,加強火力,并保持瓶內(nèi)液體微沸,至液體呈藍綠色澄清透明后,再繼續(xù)加熱0.5小時。取下放冷,小心加20ml水,放冷后,移入100ml容量瓶中,并用少量水洗定氮瓶,洗液并入容量瓶中,再加水至刻度,混勻備用。取與處理樣品相同量的硫酸銅、硫酸鉀、硫酸銨同一方法做試劑空白試驗。
2、按圖裝好定氮裝置,于水蒸氣發(fā)生器內(nèi)裝水約2/3處加甲基紅指示劑數(shù)滴及數(shù)毫升硫酸,以保持水呈酸性,加入數(shù)粒玻璃珠以防暴沸,用調(diào)壓器控制,加熱煮沸水蒸氣發(fā)生瓶內(nèi)的水。
3、 想接收瓶內(nèi)加入10ml2%硼酸溶液及混合指示劑1滴,并使冷凝管的下端插入液面下,吸取10.0ml樣品消化液由小玻璃杯流入反應(yīng)室,并以10ml水洗滌小燒杯使流入反應(yīng)室內(nèi),塞緊小玻璃杯的棒狀玻璃塞。將10ml40%氫氧化鈉溶液倒入小玻璃杯,提起玻璃塞使其緩慢流入反應(yīng)室,立即將玻璃蓋塞緊,并加水于小玻璃杯以防漏氣。夾緊螺旋夾,開始蒸餾,蒸氣通入反應(yīng)室使氨通過冷凝管而進入接收瓶內(nèi),蒸餾5min。移動接收瓶,使冷凝管下端離開液皿,再蒸餾1min,然后用少量水沖洗冷凝管下端外部。取下接收瓶,以0.01N硫酸或0.01N鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液定至灰色或藍紫色為終點。
同時吸取10.0ml試劑空白消化液按3操作。
計算:
X =((V1-V2)*N*0.014)/( m*(10/100)) +F*100
X:樣品中蛋白質(zhì)的含量,g;
V1:樣品消耗硫酸或鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液的體積,ml;
V2:試劑空白消耗硫酸或鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,ml;
N:硫酸或鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的當(dāng)量濃度;
0.014:1N硫酸或鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液1ml相當(dāng)于氮克數(shù);
m:樣品的質(zhì)量(體積),g(ml);
F:氮換算為蛋白質(zhì)的系數(shù)。
注:
(1) 樣品應(yīng)是均勻的,固體樣品應(yīng)預(yù)先研細混勻,液體樣品應(yīng)振搖或攪拌均勻。
(2) 樣品放入定氮瓶內(nèi)時,不要沾附頸上,萬一沾附可用少量水沖下,以免被檢樣消化不完全,結(jié)果偏低。
(3) 消化時如不容易呈透明溶液,可將定氮瓶放冷后,慢慢加入30%過氧化氫2-3ml,促使氧化。
(4) 在整個消化過程中,不要用強火,保持和緩的沸騰,使火力集中在凱氏瓶底部,以免附在壁上的蛋白質(zhì)在無硫酸存在的情況下。使氮有損失。
(5)如硫酸缺少,過多的硫酸鉀會引起氨的損失,這樣會形成硫酸氫鉀,而不與氨作用,因此當(dāng)硫酸過多的被消耗或樣品中脂肪含量過高時,要增加硫酸的量。
(6)加入硫酸鉀的作用為增加溶液的沸點,硫酸銅為催化劑,硫酸銅在蒸餾時作堿性反應(yīng)的指示劑。
(7)混合指示劑在堿性溶液中呈綠色,在中性溶液中呈灰色,在酸性溶液中呈紅色。如果沒有溴甲酚綠,可單獨使用0.1%甲基紅乙醇溶液。
(8)氨是否完全蒸餾出來,可用PH試紙試餾出液是否為堿性。
(9)吸收葉也可以用0.01當(dāng)量的酸代表硼酸,過剩的酸液用0.01N堿液滴定,計算時,A為試劑空白消耗堿液數(shù),B為樣品消耗堿液數(shù),N為堿液濃度,其余均相同。
(10) 以硼酸為氨的吸收液,可省去標(biāo)定堿液的操作,且硼酸的體積要求并不嚴(yán)格,亦可免去用移液管,操作比較簡便。
(11) 向蒸餾瓶中加入濃堿時,往往出現(xiàn)褐色沉淀物,這是由于分解促進堿與加入的硫酸銅反應(yīng),生成氫氧化銅,經(jīng)加熱后又分解生成氧化銅的沉淀。有時銅離子與氨作用,生成深蘭色的結(jié)合物[Cu(NH3)4]++