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蛋白質(zhì)含量的檢測、原理及注意事項(xiàng)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2016-12-08  來源:食品實(shí)驗(yàn)室服務(wù)公眾號  作者:Lily
核心提示:本文主要闡述了蛋白的檢測原理及注意事項(xiàng),為基層檢測人員提供理論參考


一、食品中蛋白含量測定的意義

蛋白質(zhì)(protein)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ),是有機(jī)大分子,是構(gòu)成細(xì)胞的基本有機(jī)物,是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。人體內(nèi)酸堿平衡、水平衡的維持,遺傳信息的傳遞、物質(zhì)的代謝及轉(zhuǎn)運(yùn)都與蛋白質(zhì)有關(guān)。人及動(dòng)物只能從食物中得到蛋白質(zhì)及其分解產(chǎn)物來構(gòu)成自身的蛋白質(zhì),因此蛋白質(zhì)是人體的重要營養(yǎng)物質(zhì),也是食品中重要營養(yǎng)指標(biāo)。

在各種食品中,蛋白質(zhì)的含量各不相同。測定食品中蛋白含量,對評價(jià)食品的營養(yǎng)價(jià)值,合理開發(fā)利用食品資源、提高產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)化食品配方、知道經(jīng)濟(jì)核算及生產(chǎn)過程控制均具有極其重要的意義。

二、蛋白質(zhì)的組成及結(jié)構(gòu)

  蛋白質(zhì)是由C(碳)、H(氫)、O)、N(氮)組成,一般蛋白質(zhì)可能還會(huì)含有P)、S(硫)、Fe(鐵)、Zn(鋅)、Cu(銅)、B)、Mn()、I)、Mo)等。這些元素在蛋白質(zhì)中的組成百分比約為:碳50% ,氫7% ,氧23% ,氮16% ,硫0~3% 及其他微量元素。一切蛋白質(zhì)都含N元素,且各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近,平均為16%。蛋白質(zhì)系數(shù):任何生物樣品中每1gN的存在,就表示大約有100/16=6.25g蛋白質(zhì)的存在, 6.25常稱為蛋白質(zhì)常數(shù)。
  蛋白質(zhì)是以氨基酸為基本單位構(gòu)成的生物高分子。蛋白質(zhì)分子上氨基酸的序列和由此形成的立體結(jié)構(gòu)構(gòu)成了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性。蛋白質(zhì)具有一級、二級、三級、四級結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)決定了它的功能。
  氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單元,蛋白會(huì)約含有20種氨基酸,在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上,將氨基酸分子互相連接成肽鏈。一個(gè)氨基酸分子的氨基和另一個(gè)氨基酸分子的羧基,脫去一分子水而連接起來,這種結(jié)合方式叫做脫水縮合。通過縮合反應(yīng),在羧基和氨基之間形成的連接兩個(gè)氨基酸分子的那個(gè)鍵叫做肽鍵。由肽鍵連接形成的化合物稱為肽。

三、蛋白質(zhì)的檢測原理

 

圖2半微量法測蛋白

不論常量、半微量以及微量定氮法它們的原理都是一樣的。

1 消化:

樣品與硫酸一起加熱消化,硫酸使有機(jī)物脫水。并破壞有機(jī)物,使有機(jī)物中的C、H氧化為CO2和H2O蒸汽逸出,而pro則分解氮,與硫酸結(jié)合成硫酸銨,留在酸性溶液中。

2 消化過程中:

在消化過程中添加硫酸鉀可以提高溫度加快有機(jī)物分解,它與硫酸反應(yīng)生成硫酸氫鉀,可提高反應(yīng)溫度,一般純硫酸加熱沸點(diǎn)330℃,而添加硫酸鉀后,溫度可達(dá)400℃,加速了整個(gè)反應(yīng)過程。此外,也可以加入硫酸鈉,氫化鉀鹽類來提高沸點(diǎn)。其理由隨著消化過程硫酸的不斷地被分解,水分的逸出而使硫酸鉀的濃度增大,沸點(diǎn)增加。加速了有機(jī)的分解。但硫酸鉀加入量不能太大,否則溫度太高,生成的硫酸氫銨也會(huì)分解,放出氨而造成損失。

為了加速反應(yīng)過程,還加入硫酸銅,氧化汞或硒粉作為催化劑以及加入少量過氧化氫,次氯酸鉀作為氧化劑。但為了防止污染通常使用硫酸銅。所以有機(jī)物全部消化后,出現(xiàn)硫酸銅的蘭綠色,它具有催化功能,還可以作為堿性反應(yīng)指示劑。

3 蒸餾:

樣液中的硫酸銨在堿性條件下釋放出氨,在這操作中,一是加入氫氧化鈉溶液要過量,二是要防止樣液中氨氣逸出。

4 吸收與滴定:

蒸餾過程中放出的氨可用一定量的標(biāo)準(zhǔn)硫酸或標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液進(jìn)行氨的吸收,然后再用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液反滴定過剩的硫酸或鹽酸溶液,從而計(jì)算出總氮量。

半微量或微量定氮通常用硼酸溶液吸收后,再用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸直接滴定,硼酸呈微弱酸性,用酸滴定不影響指示劑變色反應(yīng),它有吸收氨的作用。
 

四、步驟

準(zhǔn)確稱取樣品中0.50-2.00g→于500ml凱氏瓶中→加10g無水K2SO4→加0.5gCuSO4→加20ml H2SO4→在通風(fēng)櫥中先以小火加熱,待泡沫消失后,加大火力,消化至透明無黑粒后,將瓶子搖動(dòng)一下使瓶壁炭粒溶于硫酸中→繼續(xù)消化30分鐘→至到樣液呈綠色狀態(tài),停止消化,冷卻→加200ml水→連接蒸餾裝置→用硼酸作吸收液→在凱氏瓶中加波動(dòng)珠數(shù)粒和80ml50% NaOH→立即接好定氮球→加熱→至凱氏瓶內(nèi)殘液減少到三分之一時(shí),取出用水沖洗→用0.1N HCl滴定。

五、注意事項(xiàng)

1 樣品應(yīng)是均勻的,若是固體樣品應(yīng)事先研細(xì)過篩,液體樣要混合均勻。

2 樣品放入凱氏燒瓶時(shí),不要黏附瓶頸上,萬一黏附可用少量水緩慢沖下,以免被檢樣消化不完全,使結(jié)果偏低。

3 如果稱1g以上的樣品,就需要K氏燒瓶最小500ml,800~1000ml的更好,這樣的K氏燒瓶對于縮短氨化時(shí)間,加熱的均勻性和完全氨化效果最好。

4 有機(jī)物分解需要H2SO4量,H2SO4應(yīng)根據(jù)有機(jī)物種類不同而加的量就不同,如果試樣含脂類高,則加H2SO4多,為了提高分解溫度,要大量添加K2SO4,但不能太多,也不能太少,太少則氨化不充分。K2SO4和H2SO4的添加比例是:

1g樣品  K2SO4:H2SO4=7g:12ml 這種比例在國內(nèi)外都使用,是公認(rèn)的。

還有一種比例: K2SO4:H2SO4=10 g:20ml

5 消化時(shí),如不容易呈透明溶液,可將凱氏燒瓶放冷后,加入30%過氧化氫催化劑2~3ml,促使氧化。

6 在整個(gè)消化過程中,不要用強(qiáng)火,保持和緩的沸騰,使火力集中在凱氏燒瓶底部,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。

7 如硫酸缺少,過多的硫酸鉀會(huì)引起氨的損失,這時(shí)會(huì)形成硫酸氫鉀,而不與氨作用,因此當(dāng)硫酸過多底物被消耗掉或樣品中脂肪含量過高時(shí),要添加硫酸量。

8 消化劑綠色后繼續(xù)消化30分鐘即可

9 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(dú)使用0.1%甲醛紅乙醇溶液。

10 氨是否完全蒸餾出來,PH試紙檢查餾出液是否為堿性。

11 向蒸餾瓶中加入濃堿時(shí),往往出現(xiàn)褐色沉淀。這時(shí)由于分解促進(jìn)劑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(shí)Cu離子與氨作用生成深蘭色的絡(luò)合物。

12 蒸餾加NaOH是50%,加的量為H2SO4量的4倍,硫酸量為12ml,則NaOH為12×4=48ml,而且一般高于這個(gè)理論值,即加到50~55ml,如果NaOH量加的不夠就變成H2S, H2S是強(qiáng)酸,使顏色變紅。

13 目前都用硼酸吸收液,用硼酸代替H2SO4,這樣可省略了反滴定,H2SO4是強(qiáng)酸,要求較嚴(yán),而硼酸是弱酸,在滴定時(shí),不影響指示劑變色范圍,另外硼酸為吸收液濃度在3%以上可將氨完全吸收,為保險(xiǎn)期間一般用4%。

編輯:foodec007

 
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關(guān)鍵詞: 蛋白含量 工作原理
 

 
 
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