蛋白質(zhì)測(cè)定的事項(xiàng)
蛋白質(zhì)測(cè)定的原理和方法
一、飲料中蛋白質(zhì)的測(cè)定
1、原理：同“糧油及其制品中蛋白質(zhì)的測(cè)定”中的常量凱氏定氮法。
2、儀器：同“糧油及其制品中蛋白質(zhì)的測(cè)定”中的常量凱氏定氮法。
3、試劑：同“糧油及其制品中蛋白質(zhì)的測(cè)定”中的常量凱氏定氮法。
4、測(cè)定方法：準(zhǔn)確吸取飲料樣品10~20ml，移入干燥潔凈的500ml凱氏燒瓶中，加入研細(xì)的CuSO40.5g、K2SO410g和濃H2SO420ml，輕輕搖勻，安裝消化裝置，并將其以45°斜支于有小孔的石棉網(wǎng)上。用電爐以小火加熱，待內(nèi)容物全部炭化、泡沫停止產(chǎn)生后，加大火力，保持瓶?jī)?nèi)液體微沸，液體變藍(lán)綠色透明后，再繼續(xù)加熱微沸30min。冷卻，加入200ml蒸餾水，再放冷，加入玻璃珠數(shù)粒以防蒸餾時(shí)爆沸。
二、糧油及其制品中蛋白質(zhì)的測(cè)定
蛋白質(zhì)的測(cè)定方法一般是根據(jù)蛋白質(zhì)的理化特性來(lái)確定的，主要分為兩類(lèi)：一類(lèi)是利用蛋白質(zhì)共性的方法，例如凱氏法、雙縮脲法等；另一類(lèi)是利用蛋白質(zhì)中含有特定氨基酸殘基的方法，例如酚試劑法、紫外光譜吸收法、色素結(jié)合法等。
在糧食品質(zhì)分析中應(yīng)用zui普遍的是凱氏法。該法是1883年由丹麥化學(xué)家凱道爾創(chuàng)立的，適宜于測(cè)定任何形態(tài)的樣品，而且具有很高的準(zhǔn)確度和精密度，一直被作為蛋白質(zhì)定量的標(biāo)準(zhǔn)方法。近幾年來(lái)對(duì)凱氏法進(jìn)行了多方面的改進(jìn)，目前正向自動(dòng)檢測(cè)方面發(fā)展。
1、常量凱氏定氮法
1）原理：將含有蛋白質(zhì)的樣品與濃H2SO4共熱，其中的氮變成銨鹽狀態(tài)后再與濃堿作用，放出的氨用酸吸收，滴定剩余的酸，即可算出含氮量。具體測(cè)定步驟可用消化、蒸餾、吸收與滴定來(lái)概括。
消化是指將蛋白質(zhì)與濃H2SO4混合加熱，蛋白質(zhì)被分解，其中的碳被氧化成CO2，所含的氮?jiǎng)t轉(zhuǎn)變成氨，并與H2SO4化合形成硫酸銨殘留于消化液中。
2NH2（CH2）2COOH＋13H2SO4 ＝（NH4）2SO4＋6CO2＋12SO2＋16H2O
由于上述反應(yīng)進(jìn)行很慢，消化需要很長(zhǎng)時(shí)間，加入催化劑可加快反應(yīng)速度，CuSO4是常用的催化劑，K2SO4能提高溶液的沸點(diǎn)，常將它們混合使用，起加速氧化、促進(jìn)有機(jī)物分解的作用。K2SO4的用量不宜過(guò)大，否則溫度過(guò)高，生成的（NH4）2SO4會(huì)分解，放出氨，使氮損失。
蒸餾是將消化所得的（NH4）2SO4加堿蒸餾，氨又被釋放出來(lái)。
2NaOH＋（NH4）2SO4 ＝ 2NH3＋Na2SO4＋2H2O
需要注意的是加入NaOH溶液要過(guò)量，而且要防止樣液中NH3的逸出。可用CuSO4作堿性指示劑，以黑色CuO出現(xiàn)為宜
吸收與滴定是將生成的氨用標(biāo)準(zhǔn)HCl吸收，剩余的未被中和的HCl則用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定。所用HCl的摩爾數(shù)減去滴定所消耗的NaOH的摩爾數(shù)，就是被吸收氨的摩爾數(shù)
生成的氨也可直接用硼酸溶液吸收。硼酸吸收氨后，指示劑的顏色變化，再用HCl滴定，直至恢復(fù)到原來(lái)的氫離子濃度為止，用去HCl的摩爾數(shù)即相當(dāng)于樣品中氨的摩爾數(shù)
2NH3＋4H3BO3 ＝ （NH4）2B4O7＋5H2O
（NH4）2B4O7＋5H2O＋2HCl＝2NH4Cl＋4H3BO3
由于各種蛋白質(zhì)中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常為16%左右，將氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)乘以蛋白質(zhì)系數(shù)，即得粗蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
2）儀器：凱氏燒瓶（500ml）、錐形瓶（250ml）、定管（50ml）、移液管（50ml）、量筒（100ml）、定氮蒸餾裝置
3）試劑：濃、甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑：5份1g/l溴甲酚綠乙醇溶液與1份甲基紅乙醇溶液，按5：1體積臨用時(shí)混合、40g/l硼酸吸收液：稱(chēng)取20g硼酸溶解于500ml熱水中，搖勻備用、0.1000mol/L HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液
4）操作方法
準(zhǔn)確稱(chēng)取固體樣品0.2~2g（半固體樣品2~5g，液體樣品10~20ml），小心移入干燥潔凈的500ml凱氏燒瓶中，加入研細(xì)的CuSO40.5g，K2SO410g和濃H2SO420ml，輕輕搖勻，安裝消化裝置，并將其以45°斜支于有小孔的石棉網(wǎng)上。用電爐以小火加熱，待內(nèi)容物全部炭化、泡沫停止產(chǎn)生后，加大火力，使瓶?jī)?nèi)液體微沸，液體變藍(lán)綠色透明后，再繼續(xù)加熱微沸30min。冷卻，小心加入200ml蒸餾水，再放冷，加入玻璃珠數(shù)粒以防蒸餾時(shí)爆沸。
將凱氏瓶安裝好蒸餾裝置，塞緊瓶口，冷凝管下端插入吸收瓶液面下（瓶?jī)?nèi)預(yù)先裝入50ml40g/l硼酸吸收液及混合指示劑2~3滴）。放松夾子，通過(guò)漏斗加入70~80ml400g/LNaOH溶液，并搖動(dòng)凱氏燒瓶，瓶?jī)?nèi)溶液變?yōu)樯钏{(lán)色或產(chǎn)生黑色沉淀后，再加入100ml蒸餾水（從漏斗中加入），夾緊夾子，加熱蒸餾，至氨全部蒸出（餾液約250ml即可），將冷凝管下端提離液面，用蒸餾水沖洗管口，繼續(xù)蒸餾1min，用表面皿接幾滴餾出液，以奈氏試劑檢查，若無(wú)紅棕色物生成，表示蒸餾完畢，即可停止加熱。否則應(yīng)繼續(xù)蒸餾。將上述吸收液用0.1000mol/L HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定至灰色即為終點(diǎn)，記錄HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。同時(shí)做空白試驗(yàn)（除不加樣品外，其他操作*相同），記錄空白試驗(yàn)消耗HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積。
5）結(jié)果計(jì)算
蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式為w（蛋白質(zhì)）＝〔M×F×c(v1－v2) ×100〕/（1000×m）＝〔F×c(v1－v2) ×1.4〕/ m 式中： w(蛋白質(zhì))——蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%） m——樣品的質(zhì)量 （g） M/14——氮的摩爾質(zhì)量 （g/mol） c——HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度 （mol/L） v1——滴定樣品吸收液時(shí)消耗HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積 （ml） v2——滴定空白吸收液時(shí)消耗HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積 （ml） F——氮換算為蛋白質(zhì)的系數(shù)
蛋白質(zhì)中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為15~17.6%，按16%計(jì)算乘以6.25即為蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。蛋白質(zhì)系數(shù)：乳制品為6.38；肉及其制品為6.25；玉米、高粱為6.24；米為5.95；大麥、小米、燕麥、裸麥為5.83；大豆及其制品為5.71；面粉為5.70；花生為5.46；芝麻、向日葵為5.30
6）注意事項(xiàng)
蒸餾裝置不能漏氣；蒸餾前若加堿量不足，消化液呈藍(lán)色，不生成Cu（OH）2沉淀，此時(shí)需增加NaOH的用量；硼酸吸收液的溫度不應(yīng)超過(guò)40℃，否則對(duì)氨的吸收作用減弱而造成損失，此時(shí)可置于冷水浴中使用；蒸餾完畢后，應(yīng)先將冷凝管下端提離液面清洗管口，再蒸1min后關(guān)掉熱源，否則可能造成吸收液倒吸；所有試劑溶液應(yīng)用無(wú)氨蒸餾水配制；消化時(shí)不要用強(qiáng)火，應(yīng)保持和緩沸騰，注意不斷轉(zhuǎn)動(dòng)凱氏燒瓶，以便利用冷凝酸液將附在瓶壁上的固體殘?jiān)聪虏⒋龠M(jìn)其消化*；樣品中若含脂肪或糖較多時(shí)，消化過(guò)程中易產(chǎn)生大量泡沫，為防止泡沫逸出瓶外，在開(kāi)始消化時(shí)應(yīng)用小火加熱，并不斷搖動(dòng)；也可以加入少量的辛醇、液體石蠟或硅油消泡劑，并同時(shí)注意控制熱源強(qiáng)度；當(dāng)樣品消化液不易澄清透明時(shí)，可將凱氏燒瓶冷卻，加入30%（體積分?jǐn)?shù)）H2O22~3ml后再繼續(xù)加熱消化；若取樣量較大，如干試樣超過(guò)5g，可按每克試樣5ml的比例增加H2SO4用量；一般消化至呈透明后，繼續(xù)消化30min即可，但對(duì)于含有特別難以消化的氮化合物的樣品，如含賴(lài)氨酸、組胺酸、色胺酸、酪氨酸或等時(shí)，需延長(zhǎng)消化時(shí)間。有機(jī)物若分解*，消化液呈藍(lán)色或淺綠色，但含鐵量多時(shí)，呈較深綠色；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。
2、微量凱氏定氮法
1）原理：同常量凱氏定氮法
2）儀器和用具：凱氏燒瓶（100ml）、萬(wàn)用電爐、微量滴定管（10ml）、移液管（10ml）、容量瓶（100ml）、洗耳球、乳膠管、微量凱氏定氮蒸餾裝置
3）試劑：0.01000 mol/L HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液：其他試劑同常量凱氏定氮法
4）操作方法：樣品消化步驟同常量凱氏定氮法
將消化*的溶液冷卻后，全部移入100ml容量瓶中，加蒸餾水至刻度，搖勻。裝好微量定氮裝置。量取消化稀釋液10ml置于反應(yīng)管內(nèi)，經(jīng)漏斗再加入10ml400g/LNaOH溶液使其呈強(qiáng)堿性，用少量蒸餾水沖洗漏斗數(shù)次，夾好漏斗夾，進(jìn)行水蒸氣蒸餾。冷凝管下端預(yù)先插入盛有10ml40g/l（或20 g/l）硼酸吸收液的液面下。蒸餾至吸收液中所加的混合指示劑變?yōu)榫G色開(kāi)始計(jì)時(shí)，繼續(xù)蒸餾10min后，將冷凝管下端提離液面再蒸餾1min，用蒸餾水沖洗冷凝管尖-端后停止蒸餾。餾出液用0.01000 mol/L HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至灰色為終點(diǎn)。同時(shí)做空白試驗(yàn)。
5）結(jié)果計(jì)算
樣品中蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式為
w（蛋白質(zhì)）＝｛〔F×c(v1－v2) ×14 ×100〕/1000｝/〔（10×m）/100〕
＝F×c(v1－v2) ×14/m 式中： w(蛋白質(zhì))——樣品中蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%） m——樣品的質(zhì)量或體積 （g） 14/ M——氮的摩爾質(zhì)量 （g/mol） c——HCl或 H2SO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量的濃度 （mol/L） v1——樣品消耗HCl或 H2SO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積 （ml） v2——試劑空白消耗HCl或 H2SO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積 （ml） F——氮換算為蛋白質(zhì)的系數(shù)
6）說(shuō)明
20 g/L硼酸吸收液每次用量25ml，用前加入甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑2滴；在蒸餾時(shí)，蒸汽發(fā)生要均勻充足，蒸餾過(guò)程中不得?；饠鄽猓駝t將發(fā)生倒吸；加堿要足量，操作要迅速；漏斗應(yīng)采用水封措施，以免氨由此逸出損失；雙試驗(yàn)結(jié)果允許誤差：粗蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在15%以下時(shí)，不超過(guò)0.2%；蒸餾前將水蒸氣發(fā)生器內(nèi)裝水至2/3體積處，加甲基橙指示劑數(shù)滴及H2SO4數(shù)毫升以使其始終保持酸性，可避免水中的氨被蒸出而影響測(cè)定結(jié)果；粗蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在15%以上時(shí)，誤差不超過(guò)0.4%。求其平均數(shù)，即為測(cè)定結(jié)果，測(cè)定結(jié)果取小數(shù)點(diǎn)后一位。
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