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食品中蛋白质检验

发布时间:2018-11-28 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:864

蛋白质(protein)是食品的重要组成成分。它不仅是人体必需的营养素,还直接影响着食品的风味。蛋白质有助于组织的形成和生长,还参与多种重要的生理活动,人体需要不断地从膳食中摄取足够的蛋白质,如果长期缺乏,会引起严重的疾病。蛋白质在食品热加工和生产过程中与碳水化合物反应会形成芳香化合物和呈色物质,另外在增稠、起泡、乳化和胶凝方面起到重要的作用,如啤酒、冰淇淋和肉馅等。蛋白质是氨基酸的多聚体,在酸、碱或酶的作用下,发生水解反应,经过多肽,最终产物为氨基酸(amino acid)。蛋白质中氨基酸的组成不同,蛋白质的消化、吸收和利用程度也存在很大差异。所以食品中蛋白质和氨基酸的测定是食品的质量和营养价值评定的重要指标。

蛋白质和氨基酸均具有两性电离作用。各种蛋白质的等电点不同,含碱性氨基酸较多的蛋白质,其等电点偏碱性。含酸性氨基酸较多的蛋白质,其等电点偏酸性。调节溶液的pH至等电点或加入脱水剂,蛋白质分子会聚集成大的颗粒而沉淀,从而达到分离蛋白质的目的。蛋白质溶液是亲水胶体,具有黏度大、扩散慢、不能通过半透膜等性质。

蛋白质是以20种氨基酸为原料合成的高分子化合物,其中有9种氨基酸:赖氨酸色氨酸苯丙氨酸蛋氨酸苏氨酸异亮氨酸亮氨酸缬氨酸和组氨酸是人体需要而自身不能合成,必须由食物提供,称为必需氨基酸,其余氨基酸体内可以合成。蛋白质中各种氨基酸的含量与排列顺序不同构成了不同的蛋白质,但组成蛋白质的元素是相似的,主要有碳、氢、氧、氮和硫等化学元素。氮是蛋白质中的特征元素,各种蛋白质含氮量平均为16%,所以氮换算成蛋白质的系数也称为蛋白质的换算因子为6.25(100/16=6.25)。但不同的蛋白质含氮量略有差别,其换算因子也就不同,各种食品的换算因子列于表4-1中。

表4-1 蛋白质的换算因子

二、蛋白质检验

蛋白质检测方法主要有凯氏(Kjeldahl)定氮法、分光光度法和燃烧法(GB 5009.5)及近红外法(GBIT 24870),通常采用的是微量凯氏定氮法和自动定氮分析法。这两种方法原理一致,所测得的含氮量为食品中的总氮量,包括来自蛋白质氮和非蛋白氮。非蛋白氮可能来自于游离氨基酸、核酸、生物碱和含氮色素等,所以凯氏定氮法所测得的蛋白质为粗蛋白(crude protein)。

(一)凯氏定氮法

1.原理食品中的蛋白质与硫酸、硫酸钾和硫酸铜一起加热消化,样品中的氮转化成硫酸铵,再碱化蒸馏使氨游离,用硼酸吸收后,以盐酸或硫酸标准溶液滴定,根据标准酸的消耗量计算出总氮量,并换算成蛋白质的含量。反应方程式为:

(NH4)2SO4+2NaOH=2NH3+2H2O+Na2SO4

2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O

(NH4)2B4O7+2HC1+5H2O=2NH4C1+4H3BO3

2.分析步骤

(1)样品的消化:准确称取样品于凯氏烧瓶中,加入硫酸铜硫酸钾及浓硫酸,放置过夜后小心加热。待消化液呈蓝绿色并澄清透明后,用水转移并定容。同时做试剂空白试验。

(2)蒸馏:按图4-2装好定氮蒸馏装置,水蒸汽发生器内装水至约容积的2/3,加甲基红指示剂数滴及数毫升硫酸,以保持水呈酸性,并加入数粒玻璃珠以防爆沸。取一定量消化液注入反应室,加入氢氧化钠,密塞,经水蒸汽蒸馏释放出氨,以含有混合指示剂的硼酸溶液吸收。

(3)滴定:以硫酸或盐酸标准溶液滴定被硼酸吸收的氨至滴定终点,同时做试剂空白。

3.方法说明

(1)本法不适用于添加了无机含氮物质、有机非蛋白质含氮物质的食品测定。在样品消化中,加入硫酸铜作为催化剂,加速蛋白质分解;加入硫酸钾可提高消化液沸点,缩短消化时间。对于消化困难的样品,可加少量过氧化氢,但不能使用高氯酸,以防氮氧化物生成。

图4-2 凯氏定氮蒸馏装置

1.电炉;2.水蒸汽发生器(烧瓶);3.螺旋夹;4.小玻杯及棒状玻塞;

5.反应室;6.反应室外层;7.废液出口及螺旋夹;8.冷凝管;9.蒸馏液接收瓶

(2)蒸馏瓶中的水应始终保持酸性,避免其中的氨被蒸出影响测定结果。使用硼酸溶液吸收蒸馏释放的氨是基于硼酸呈微弱酸性,可与氨生成硼酸铵,再用硫酸或盐酸标准溶液滴定硼酸根离子。

(3)用硫酸或盐酸标准溶液滴定时,混合指示剂可采用甲基红和亚甲基蓝混合指示剂,颜色由紫红色变成灰色,pH5.4,或者甲基红与溴甲酚绿混合指示剂,颜色由酒红色变成绿色,pH5.1。

(二)全自动定氮仪

1.原理同凯氏定氮法

2.分析步骤准确称取样品放入消化管,加入催化剂,加适量的浓硫酸将样品浸湿;放入已预热至420℃的消化器中,待样品消化至呈透明蓝绿色液体时,取出冷却,将消化管放入全自动凯氏定氮仪蒸馏器中,关上安全门,仪器自动蒸馏、滴定并得出结果。

相关链接:食品中水分检验

文章来源:《食品理化检验》

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