食品中蛋白质测量方法

　　摘要：蛋白质是食品中的重要营养成分，也是评价食品营养价值的重要指标之一，因此蛋白质的测定在食品分析中是一个高频的分析项目，具有非凡的意义。目前测定蛋白质的主要方法有凯氏定氮法、分光光度法、燃烧法和近红外方法。本文主要采用了凯氏定氮法和燃烧定氮法两种方法测定：玉米淀粉，奶粉，蜂王浆，功能性大豆浓缩蛋白，大豆分离蛋白和蜂蜜等的蛋白质的含量，比较两种方法和所用仪器之间的优缺点，以确定一种快速无污染的氮含量测定的方法。 
　　蛋白质是由氨基酸脱水缩合经过肽链链接而成的高分子化合物，它存在于机体中的每个细胞中，主要参与酶和激素的构成，作为运载工具，构成抗体，调节渗透压，供给能量等，是生命的基础物质。蛋白质一般由碳、氢、氧、氮四种元素构成，也有部分蛋白质含有硫、铁、铜和磷等元素，其中氮是蛋白质中含量最稳定的元素，平均含量为16%，故测定食物中蛋白质含量通常只用测定氮元素的含量。 
　　1 实验方法与原理 
　　早在一百多年前，凯氏定氮法就被应用于测定物质中的含氮量，但因凯氏法的测定耗时长，且需要使用危险化学试剂，容易造成环境污染，危害人类健康，随着氮元素分析设备的不断改进，杜马斯燃烧法逐渐替代传统的凯氏定氮法。本实验主要采用凯氏定氮法和燃烧法两种方法分别测定各种食品中蛋白质的含量，比较两种方法的优缺点。 
　　1.1 凯氏定氮法 
　　凯氏定氮法原理为：食品中的蛋白质在硫酸铜催化的情况下被分解产生氮原子，能与硫酸结合成硫酸铵。碱化蒸馏使氨游离，再用硼酸吸收，以盐酸或硫酸标准滴定溶液滴定，根据消耗酸的数量换算出蛋白质的含量。凯氏定氮法是测定蛋白质最常用的方法，它是测定样品中氮含量最简单和最准确的方法之一。 
　　1.2 燃烧定氮法 
　　燃烧法原理：将样品在900℃～1200℃的高温下燃烧，燃烧产生混合气体，将其中碳硫等干扰气体以及盐类用吸收管吸收，氮氧化物全部被还原成氮气，形成的氮气通过热导检测仪（TCD）进行检测得出含量。 
　　2 实验材料仪器与步骤 
　　2.1 试验原料： 
　　本实验主要测定的食品材料有：玉米淀粉；蜂蜜；蜂王浆；功能性大豆浓缩蛋白；奶粉；大豆分离蛋白等。仪器有：全自动凯氏定氮仪（Kjeltec2300，FOSS公司），杜马斯燃烧定氮仪（Rapid NCUBE，德国Elementar公司）。 
　　2.2 主要仪器设备 
　　2.2.1 凯氏定氮法 
　　称取一定量的样品到消化管内，全自动凯氏定氮仪器kjeltec2300，硼酸溶液：10g/L，氢氧化钠溶液：400g/L，催化剂4.5gk2SO4+0.5gcuso4.5H2O/片。加热温度420℃，加热时间110min，使用前排气泡并清洗系统，样品中加入催化剂2片和硫酸12ml，轻微混匀启动消解程序，消解结束后，将定氮管支架及定氮管取入冷却至室温。 
　　2.2.2 杜马斯燃烧法 
　　采用德国生产的氮素自动分析仪。称取一定量样品包在锡箔中，置于自动落样器上。样品落入燃烧反应炉后，通纯氧170ml/min五分钟，直到氧气剩余量为12%时停止燃烧。燃烧炉中的产物经载气运送到原炉中，用铜针和钨还原成氮气，出去水后进入TCD检测器检测，测定结果由计算机自动输出和打印。 
　　3 实验结果与分析比较 
　　3.1 实验结果（见表1） 
　　据统计，蜂王浆的蛋白含量在15%左右，玉米淀粉在0.3%左右，奶粉在10%～20%之间，功能性大豆浓缩蛋白湿基在68%左右，蜂蜜的蛋白含量不到1%，大豆分离蛋白含量最多，湿基蛋白质在86%-87%以上。 
　　3.2 结果分析与讨论 
　　从实验结果可以看出，两种测量方法的结果未呈显著性差异，两者都处于满意结果的范围之内。杜马斯燃烧法测定各种样品时所得的结果均略高于凯氏定氮法，测定结果更精准，重复性更好。在实验过程中比较得出：①凯氏定氮法相对于杜马斯燃烧法而言，使用范围较广，高中低含量的蛋白质，固体或液体的样品都可以采用该方法。杜马斯燃烧法对于含量低于1%以下的样品不适合，且液体样品不好操作；②凯氏定氮法耗费时间，平均一个样品需要5min左右的时间，大量消耗人力和时间，该测试方法受检测人员的影响较大。由于该法工作量大，需要溶液种类多，滴定的时候需要人员更换消化管，总原因会导致实验存在随机误差，实验结果受外界干扰，不精确。杜马斯燃烧法使用的仪器是自动加样，故不存在进样等的操作误差，省时省力，但杜马斯法所用的仪器成本高，维修复杂，其送样检样的成本较高；③凯氏定氮法中使用了强酸强碱等危险性试剂，容易对污染到环境和对操作人员存在潜在危险性伤害。杜马斯燃烧法不会对环境造成污染，但样品重量太大的时候容易造成爆燃，测定结果数值偏高。 
　　杜马斯法和凯氏定氮法在食品蛋白质实验中得到的实验精度和重复性均可满足相应的国家检测标准要求。两种方法各有优缺点，但在重复性和精确度来说，杜马斯法更优秀，且杜马斯法还能节约时间和人力，操作简单，误差较少，对环境的污染度较低，因此，在满足使用杜马斯燃烧法的条件下，可优先选择杜马斯燃烧法进行测定食品中蛋白质的含量。 
　　参考文献 
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