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蛋白质的测定方法

发布时间：2005-09-13

测定食物中的蛋白质含量有二种方法，一是凯氏微量法，二是自动定氮分析法。
一．凯氏微量法
有手工滴定定氮和自动定氮仪定氮，实验者可根据经济条件设备而定。
1.原理
蛋白质是含氮的有机化合物。食品与硫酸和催化剂一同加热消化，使蛋白质分解，分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离，用过量硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数，即为蛋白质含量。
2NH2（CH2）2COOH+13H2SO4 （NH4）2SO4+6CO2+12SO2+16H2O
（NH4）2SO4+2NaOH 2NH3+2H2O+Na2SO4
2.方法
本法参照GB 5009.5 -85
适用于各类食品及饲料中蛋白质的测定
3.试剂
所有试剂均用不含氨的蒸馏水配制。试剂均为分析纯。
3.1硫酸铜
3.2硫酸钾
3.3浓硫酸
3.4 2%硼酸溶液（或1%的硼酸）
3.5 混合指示剂：1份0.1%甲基红乙醇溶液与5份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液临用时混合。也可用2份0.1%甲基红乙醇溶与1份0.1%次甲基蓝乙醇溶液临用时混合。
3.6饱和氢氧化钠：500g氢氧化钠加入500ml水中，搅拌溶解，冷却后放置数日，澄清后使用。
3.7 0.01mol/L或0.05mol/L盐酸标准溶液：需标定后使用(配制及标定方法见附录)
4.仪器
消化炉凯氏定氮蒸馏装置万分之一电子天平
凯氏定氮蒸馏装置：如图所示
5. 操作步骤
5.1样品处理：精密称取0.1~2.0g固体样品或2~5g半固体样品或吸取液体样品5~20ml，放入100ml或500ml凯氏烧瓶中，加入0.2g硫酸铜，0.3g硫酸钾及3~20ml浓硫酸，放置过夜后小心加热，待内容物全部炭化，泡沫完全停止后，加强火力，并保持瓶内液体微沸，至液体呈蓝绿色澄清透明后，取下放冷后用约2～10ml蒸馏水冲洗瓶壁，混匀后继续加热至液体呈蓝绿透明，取下放冷，小心加10~20ml水混匀，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，混匀备用。取与处理样品相同量的硫酸铜、硫酸钾、硫酸按同一方法做试剂空白实验。
5.2按图装好定氮装置，于水蒸气发生瓶内装水至约2/3处，加甲基红指示液数滴及数毫升硫酸，以保持水呈酸性，加入数粒玻璃珠以防暴沸，加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。
5.3向接收瓶内加入10ml ,1~2%硼酸溶液及混合指示液1滴，并使冷凝管的下端插入液面下，吸取10ml样品消化稀释液由小玻璃杯流入反应室，并以10ml水洗涤小烧杯使之流入反应室内，塞紧小玻璃杯的棒状玻璃塞。将3~10ml饱和氢氧化钠溶液倒入小玻璃杯中，提起玻璃塞使其缓缓流入反应室，立即将玻璃塞盖紧，并加水于小玻璃杯中以防漏气。加紧螺旋夹，开始蒸馏。蒸气通入反应室使氨通过冷凝管而进入接收瓶内，蒸馏2min，移动接收瓶，使冷凝管下端离开液面，然后用少量中性水冲洗冷凝管下端外部，再蒸馏1min取下接收瓶，以0.01或0.05mol/L盐酸标准溶液滴定至灰色或蓝紫色为终点。
同时吸取10ml试剂空白消化液按5.3操作。
6. 计算
X = （V-V0 ）×C× 0.014× B/m ×100× F
式中：
X 一样品中蛋白质含量，g／100g；
V 一样品消耗盐酸标准液的体积，ml;
V0 - 空白消化液消耗盐酸标准液体积，ml;
C 一盐酸标准液摩尔浓度,mol/L;
0. 014一 1mol/L 盐酸标准液1 ml相当氮克数.
B 一定容体积/取液量
m 一样品的质量，g;
F 一氮换算为蛋白质计算因子。蛋白质的氮素含量不同，故换算因子不同。详见下表。
蛋白质计算因子
食物计算因子
蛋，鱼，肉及制品，禽类，玉米，高粱，豆类，水果和蔬菜类 6.25
乳及乳制品 6.38
大米 5.95
小麦面普通粉 5.70
全麦，大麦，燕麦，裸麦,小米，小麦面全麦 5.83
小麦 5.80
黄豆 5.71
花生 5.46
芝麻，向日葵，核桃和榛子 5.30
麸皮 6.31
7. 举例
设取样品0.1000g，消化后稀释至100 ml; 。取10 ml样品稀释液，标准盐酸为0.01 mol/L ，空白滴定为0.12 ml; ，样品滴定用去的标准盐酸为3.21 ml; ，测得样品中蛋白质百分率为：
（3.21-0.12）×0.01×0.014×10／0.01× 100× 6.25
＝（3.21-0.12）×8.75＝27.0%
8. 附录：
（1）标准HCl溶液（0.1 mol/L HCl）配制及标定：
配制：量取9毫升HCl，加适量水稀释至1000毫升。
标定：精确称取约0.15克左右在270～300℃干燥至恒重的基准无水碳酸钠，加50毫升水使之溶解，加10滴溴甲酚绿-甲基红混合指示液，（量取30ml 0.2%溴甲酚绿乙醇溶液，加入20ml 0.1%甲基红乙醇溶液，混匀）用配制的盐酸滴定至溶液由绿色变紫红色，煮沸2min，冷却至室温，继续滴定至溶液由绿色变为暗紫色。同时做试剂空白实验。
（2）计算：
C = m
（v-v0）×0.0530
C - HCl标准滴定溶液的实际浓度,mol/L
m - 基准无水碳酸钠的质量,g;
v - HCl标准滴定溶液用量,ml;
vo - 试剂空白HCl标准滴定溶液用量,ml;
0.0530-1.00 ml HCl标准滴定溶液〔C（HCl）=1mol/L〕相当基准无水碳钠g。
0. 01mol/L HCl：精确吸取标定过的0.1mol/L HCl 10 ml，准确稀释至100 毫升。必要时重新标定浓度。
9.注意事项:
9.1干样用称量纸称重连纸一同消化，空白管同样放称量纸消化。
9.2 含糖量高和油脂高的样品消化时容易溢出，加热要缓慢。
9.3 稀释样品时消化液过热，加水反应猛烈使样品损失；消化液过冷，加水后盐析不溶解。
二、自动定氮分析法
1.原理
本方法为凯氏微量定氮法，将蛋白质的氮素转化成氨，与硫酸化合成硫酸铵，然后测定氨量。由此计算出氮素含量，再乘以相应的系数即为蛋白质含量。化学反应式如下：
2NH2(CH2)2COOH+13 H2SO4→(NH4)2 SO4+6CO2+12 SO2+16H2O
(NH4)2 SO4+2NaOH→2 NH3+2H2O + Na2SO4
2.方法来源
GB/T 6432-94 本法适用于各种食物和饲料的测定
3.仪器
KJELTEC AUTO 1030 ANALYZER（瑞典特卡托公司） 40孔消化炉
4.试剂
本实验所用试剂皆为分析纯，所用水皆为蒸馏水
（1）浓硫酸 98% H2SO4
（2）凯氏片（催化剂）K2SO4 + Se
（3）40%氢氧化钠溶液（NaOH） W/V
（4）无水硫酸钠 Na2SO4
（5）1%硼酸（H3BO4）吸收液称取100g硼酸溶于10L水中。加入100ml溴钾酚绿溶液，再加入70ml甲基红溶液，最后加入3ml 4%氢氧化钠溶液。
（6）0.1mol/L盐酸（HCL）标准溶液，标定后使用。
5.操作步骤
5.1样品消化：称取一定量的样品于消化管中（半固体样品用称量纸称取），加一粒凯氏片于消化管中，然后加入5ml浓硫酸，放置过夜，同时做样品空白管。在消化过程中，先用低温消化（防止高温消化时样品溢出），低温消化1小时后，将温度升到最高档，至消化液无色透明。待消化液冷却后，加入少量水冲洗消化管内壁，振摇，以免内壁粘有样品以致消化不完全。然后于消化炉上再消化，直至液体无色透明。放置室温后，加水至25ml，待测。
5.2样品定氮：开启1030自动分析仪电源，输入测定时的参数，打开STEAM按钮，产生蒸气5分钟，同时调节蒸气表，使蒸气表的指针指到NORMAL。最后将消化管装入，关闭安全门，开始自动定氮。当CYCLE OVER灯亮时，记录滴定结果，打开安全门，进行下一个样品测定。
6.计算
蛋白质（g/100g）= （V-V0）×0.01401×N×f/m×100
V：样品消耗盐酸标准液的体积，ml；
V0：试剂空白消耗盐酸标准液的体积， ml；
N：盐酸标准溶液的摩尔浓度， mol；
0.01401：1mol盐酸标准溶液1ml相当于氮克数
f：氮换算为蛋白质的系数（一般样品的系数为6.25）；
m：样品的质量，g；
7.注意事项
7.1 对含糖高的样品或油脂样品在消化过程中必须先低温消化，防止样品溢出，消化所需时间较长。
7.2 样品的称样量不宜过多，否则试剂消耗多，消化时间长，适宜称样范围在0.05～2.00g之间。
7.3 消化液过冷，在加水时，消化液有盐析出。将消化管放在消化炉上加热，使沉淀溶解。
7.4 使用自动分析仪时，定氮前，应将管路中的吸收液排出去，因为管路中的吸收液长时间停留会变色。
7.5 在产生蒸气的水中加入无水硫酸钠是为了提高水中的电解质。
7.6 本仪器消耗盐酸标准溶液的用量最佳范围在0.5～7ml。

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