食品中蛋白质的消化蒸馏与测定

㈠ 国家标准检测蛋白质含量测定方法

蛋白质含量测定方法就是检测元素的含量，像三聚氰胺的问题，就是通过增加N的含量使“蛋白质”含量提高的。

国家标准检测蛋白质含量的方法叫做凯氏定氮法，食物中的蛋白质在催化加热条件下分解，导致氨和硫酸结合产生硫酸铵。 碱蒸馏采用无硫，硼酸吸收，用硫酸或盐酸标准滴定溶液滴定，根据酸耗计算氮含量，再乘以转化系数，即蛋白质含量。

具体操作步骤如下：

1.样品处理

精确称量0.2-2.0g固体样品或2-5g半固体样品或吸收10-20ml液体样品（约30-40mg氮当量）。将其转移至干燥的100毫升或500毫升氮气固定瓶中，加入0.2克硫酸铜，6克硫酸钾和20毫升硫酸，轻轻摇动，在瓶口放置一个小漏斗，将瓶子倾斜石棉网上有45度角，有小孔。

加热小火后，内容物碳化，泡沫完全停止，加强火力，保持瓶内液体稍微沸腾，直至液体呈蓝绿色澄清透明，然后继续加热0.5小时。取出并冷却，小心加入20毫升水，冷却，移入100毫升容量瓶中，用少量水洗净氮气瓶，洗净液放入容量瓶中，然后用水冲洗至刻度，混匀备用。

取相同量的硫酸铜，硫酸钾和浓硫酸作为试剂进行空白试验。然而，这种方法很危险，很难在实验室中证明。大多数实验室都有一个消化器，可以一次处理16个以上的样品和一个可以自行设定温度的呼吸机。它更安全，更可操作。

(1)食品中蛋白质的消化蒸馏与测定扩展阅读

除了凯氏定氮法以外，标准的测量方法还有：

• 分光光度法

食品中的蛋白质在催化加热条件下被分解，分解产生的氨与硫酸结合生成硫酸铵，在pH4.8的乙酸钠-乙酸缓冲溶液中与乙酰丙酮和甲醛反应生成黄色的3,5-二乙酰-2,6-二甲基-1,4-二氢化吡啶化合物。在波长400nm 下测定吸光度值，与标准系列比较定量,结果乘以换算系数，即为蛋白质含量。

• 燃烧法

样品在900~1200℃下燃烧。在燃烧过程中，产生混合气体。 诸如碳，硫和盐的干扰气体被吸收管吸收，氮氧化物被还原成氮。 形成的氮气流由热导检测器（TCD）检测。

㈡ 食品中蛋白质含量的测定

食品中蛋白质的测定如下：

蛋白质的检测原理是基于食品中蛋白质含量与食品中氮含量的比例关系换算的。如乳中蛋白质与氮含量的比值为6.38，大豆中蛋白质与氮含量的比值为5.71，普通食品中蛋白质与氮含量的比值为6.25。因此是通过测定食品中氮含量后再根据换算系数得到食品中蛋白质含量。

2、杜马斯定氮法：样品在高纯氧中充分燃烧的过程中，将氮元素转化为氮气或氮氧化物，再经过高温铜的还原，使所有的氮转化为N2，然后利用热导检测器检测N2的含量来推算样品中氮含量。因此杜马斯定氮法也称为杜马斯伍散燃烧法或燃烧定氮法。

㈢ 测蛋白质的含量

食品中蛋白质含量测定（凯氏定氮法）
（5009．5-2003食品中蛋白质含量测定）
一、目的与要求
1、学习凯氏定氮法测定蛋白质的原理。
2、掌握凯氏定氮法的操作技术，包括样品的消化处理、蒸馏、滴定及蛋白质含量计算等。
二、实验原理
蛋白质是含氮的化合物。食品与浓硫酸和催化剂共同加热消化，使蛋白质分解，产生的氨与硫酸结合生成硫酸铵，留在消化液中，然后加碱蒸馏使氨游离，用硼酸吸收后，再用盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量来乘以蛋白质换算系数，即得蛋白质含量。
因为食品中除蛋白质外，还含有其它含氮物质，所以此蛋白质称为粗蛋白。
三、仪器与试剂
（一）试剂
1、硫酸铜（CuSO4•5H20）
2、硫酸钾
3、硫酸（密度为1.8419g/L）
4、硼酸溶液（20g/L）
5、氢氧化钠溶液（400g/L）
6、0.01mol/L盐酸标准滴定溶液。
7、混合指示试剂：0.1%甲基红乙溶液液1份，与0.1%溴甲酚绿乙醇溶液5份临用时混合。
8、黄豆粉。
（二）仪器
微量定氮蒸馏装置：如图3- 所示。

图3- 微量凯氏定氮装置
1、电炉； 2、水蒸气发生器（2L平底烧瓶）；3、螺旋夹a；
4、小漏斗及棒状玻璃塞（样品入口处）；5、反应室；6、反应室外层；
7、橡皮管及螺旋夹b；8、冷凝管；9、蒸馏液接收瓶。
四、实验步骤
1、样品消化
称取黄豆粉约0.3g（±0.001g），移入干燥的100mL凯氏烧瓶中，加入0.2g硫酸铜和6g硫酸钾，稍摇匀后瓶口放一小漏斗，加入20mL浓硫酸，将瓶以450角斜支于有小孔的石棉网上，使用万用电炉，在通风橱中加热消化，开始时用低温加热，待内容物全部炭化，泡沫停止后，再升高温度保持微沸，消化至液体呈蓝绿色澄清透明后，继续加热0.5h，取下放冷，小心加20mL水，放冷后，无损地转移到100mL容量瓶中，加水定容至刻度，混匀备用，即为消化液。
试剂空白实验：取与样品消化相同的硫酸铜、硫酸钾、浓硫酸，按以上同样方法进行消化，冷却，加水定容至100mL，得试剂空白消化液。
2、定氮装置的检查与洗涤
检查微量定氮装置是否装好。在蒸气发生瓶内装水约三分之二，加甲基红指示剂数滴及数毫升硫酸，以保持水呈酸性，加入数粒玻璃珠（或沸石）以防止暴沸。
测定前定氮装置如下法洗涤2~3次：从样品进口入加水适量（约占反应管三分之一体积）通入蒸汽煮沸，产生的蒸汽冲洗冷凝管，数分钟后关闭夹子a，使反应管中的废液倒吸流到反应室外层，打开夹子b由橡皮管排出，如此数次，即可使用。
3、碱化蒸馏
量取硼酸试剂20mL于三角瓶中，加入混合指示剂2~3滴，并使冷凝管的下端插入硼酸液面下，在螺旋夹a关闭，螺旋夹b开启的状态下，准确吸取10.0mL样品消化液，由小漏斗流入反应室，并以10mL蒸馏水洗涤进样口流入反应室，棒状玻塞塞紧。使10mL氢氧化钠溶液倒入小玻杯，提起玻塞使其缓缓流入反应室，用少量水冲洗立即将玻塞盖坚，并加水于小玻杯以防漏气，开启螺旋夹a，关闭首历螺旋夹b，开始蒸馏。通入蒸汽蒸腾10min后，移动接收瓶，液樱芹盯面离开凝管下端，再蒸馏2min。然后用少量水冲洗冷凝管下端外部，取下三角瓶，准备滴定。
同时吸取10.0mL试剂空白消化液按上法蒸馏操作。
4、样品滴定
以0.01mol/L盐酸标准溶液滴定至灰色为终点。
5、数据记录
项 目 第一次 第二次 第三次
样品消化液（mL）
滴定消耗盐酸标准溶液（mL）
消耗盐酸标准溶液平均值（mL）
五、结果计算

式中 X——样品蛋白质含量（g/100g）；
V1——样品滴定消耗盐酸标准溶液体积（mL）；
V2——空白滴定消耗盐酸标准溶液体积（mL）；
c——盐酸标准滴定溶液浓度（mol/L）；
0.0140 ——1.0mL盐酸 标准滴定溶液相当的氮的质量（g）；
m——样品的质量（g）；
F——氮换算为蛋白质的系数，一般食物为6.25；乳制品为6.38；面粉为5.70；
高梁为6.24；花生为5.46；米为5.95；大豆及其制品为5.71；肉与肉制品为
6.25；大麦、小米、燕麦、裸麦为5.83；芝麻、向日葵5.30。
计算结果保留三位有效数字。
六、注意事项及说明
1、本法也适用于半固体试样以及液体样品检测。半固体试样一般取样范脊和围为2.00g~5.00g；液体样品取样10.0mL~25.0mL（约相当氮30mg~40mg）。若检测液体样品，结果以g/100mL表示。
2、消化时，若样品含糖高或含脂及较多时，注意控制加热温度，以免大量泡沫喷出凯氏烧瓶，造成样品损失。可加入少量辛醇或液体石蜡，或硅消泡剂减少泡沫产生。
3、消化时应注意旋转凯氏烧瓶，将附在瓶壁上的碳粒冲下，对样品彻底消化。若样品不易消化至澄清透明，可将凯氏烧瓶中溶液冷却，加入数滴过氧化氢后，再继续加热消化至完全。
4、硼酸吸收液的温度不应超过40℃，否则氨吸收减弱，造成检测结果偏低。可把接收瓶置于冷水浴中。
5、在重复性条件下获得两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的10%
七、思考题
1、预习凯氏定氮法测定蛋白质的原理及操作。
2、蒸馏时为什么要加入氢氧化钠溶液？加入量对测定结果有何影响？
3、在蒸汽发生瓶水中、加甲基红指示剂数滴及数毫升硫酸的作用是什么？若在蒸馏过程中才发现蒸汽发生瓶中的水变为黄色，马上补加硫酸行吗？
4、实验操作过程中，影响测定准确性的因素有哪些？