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試述凱氏定氮法測定面粉中蛋白質含量的原理、簡要步驟和計算公式。

測定蛋白質的方法可分為兩大類:壹類是利用蛋白質的理化性質來推斷,如密度、折光率、紫外吸收、熒光等;另壹類是利用化學方法來計算,如固氮反應、雙(2-脲)反應、染料結合反應、酚試劑反應等。

測定蛋白質的主要方法有:雙(2-脲)反應、染料結合反應、酚試劑反應、紫外分光光度法、水合酸比色法、折光法、旋光法、近紅外光譜法。主要測定方法有:雙尿素法、染料結合法、酚試劑法、紫外分光光度法、水楊酸比色法、折光法、旋光法、近紅外光譜法。

最常用的蛋白質測定方法是凱氏定氮法,這是壹種通過測定總氮來確定蛋白質含量的方法。

凱氏法是測定樣品的總氮含量,然後乘以相應的蛋白質系數求出蛋白質含量,這種方法的結果稱為粗蛋白含量:由於樣品中含有少量非蛋白氮化合物,如核酸、生物堿、含氮脂類、卟啉和含氮色素等非蛋白氮化合物。凱氏定氮法是測定總有機氮含量較為準確和簡單的方法之壹,可用於所有動植物食品和各種加工食品的分析,並可用於多個樣品的同時測定,因此在國內外應用較多,是壹種經典的分析方法[6]。目前仍作為標準檢測方法使用。該方法可應用於各類食品中蛋白質含量的測定

凱氏定氮法可分為全定量法、微量法和目前改進的改良凱氏定氮法,通常以硫酸銅為催化劑進行定量,半微量、微量凱氏定氮法對樣品的質量和試劑的用量要求較少,並有壹套微量凱氏定氮儀。在凱氏定氮法中改進的主要問題是,氮化合物中完全氨氮的問題和縮短時間、簡化操作的問題,即分解樣品所用的催化劑。恒定改良凱氏定氮法在催化劑中加入了二氧化鈦[4]。

在理化實驗室中,通常用微量凱氏定氮法和總凱氏定氮法檢測食物中的蛋白質含量。為了比較微量凱氏定氮法和全凱氏定氮法的準確性,我們進行了大量的實驗。

1.材料和方法:

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗樣品

面粉

1.1.2 試驗藥品和試劑

所有試劑均為分析純,水為蒸餾水或同等純度的水。

硫酸銅;

硫酸鉀;

濃硫酸;

40%氫氧化鈉溶液:稱取40克氫氧化鈉溶於60毫升蒸餾水;

4%硼酸溶液:稱取4g硼酸溶於蒸餾水並稀釋至lOOmL;</p>

0.1mol/L鹽酸標準滴定溶液;</p>

甲基紅與次甲基藍混合指示劑溶液:次甲基藍乙醇溶液(1g/L)與甲基紅乙醇溶液(1g/L)按體積比1+2混合。

1.3 儀器設備:

常規實驗儀器及下列儀器:

凱氏燒瓶:500mL;

可調式電爐;蒸汽蒸餾裝置;

絞肉機:

篦子孔徑不超過4nm;

組織碾碎機;

粉碎機;

碾磨機:玻璃或瓷質;

化學消解儀;

凱氏定氮儀;

空氣過濾器

1.2 測試方法

1.2.1 痕量凱氏定氮測定

痕量凱氏定氮測定原理

樣品加熱後與濃硫酸和催化劑壹起消化,使蛋白質分解,碳和氫被氧化成二氧化碳和水逸出,而樣品中的有機氮則轉化成氨和硫酸結合成硫酸銨。然後用堿蒸餾消化液的 1/10 以蒸發氨,氨用硼酸吸收,再用標準鹽酸或硫酸溶液滴定 [2]。蛋白質含量可根據標準酸消耗量計算得出。它包括消化、蒸餾、吸收和滴定四個步驟

1.2.2 全凱氏定氮法

全凱氏定氮法的原理

將樣品加熱,用濃硫酸和催化劑進行消化,使蛋白質分解,其中的碳和氫被氧化成二氧化碳和水逸出,樣品中的有機氮轉化成氨,氨與硫酸結合生成硫酸銨。然後取整個消化液用堿蒸餾,使氨蒸發,用硼酸吸收,再用標準鹽酸或硫酸溶液滴定。根據標準酸消耗量可計算出蛋白質含量。包括消化、蒸餾、吸收、滴定四個步驟

2 分析過程

樣品制備:固體樣品:取有代表性的樣品至少 200g,用研缽研細;不易搗碎、研細的樣品應切(剪)成細小顆粒;幹固體樣品用粉碎機粉碎;液體樣品:取充分混合的液體樣品至少 200g。粉末樣品:取至少 200g 的代表性樣品(如粉末顆粒較大還應使用研缽和研杵細研),混合均勻;糊狀樣品:取至少 200g 的代表性樣品,混合均勻;固液樣品:根據固體和液體的比例,取代表樣品至少 200g,用組織搗碎機搗碎,混合均勻;肉制品:去除不可食用部分的代表樣品至少 200g,絞碎機絞碎至少兩次,混合均勻;肉制品:去除不可食用部分的代表樣品至少 200g,絞碎機絞碎至少兩次,混合均勻。肉制品:去掉不可食用部分的代表性樣品至少 200 克,用絞肉機絞至少兩次,混合均勻。上述樣品應裝入密閉的玻璃容器中,置於 4°C 的冰箱中保存,並盡快進行測定。

2.1微量凱氏定氮法分析過程

2.1.1樣品消解:

步驟:準確稱取壹定量的樣品,加入0.5g硫酸銅、10g硫酸鉀和20mL濃硫酸、玻璃珠→小心移入幹燥潔凈的500ml凱氏燒瓶中(固體或粉末用紙卷成筒狀送入),輕輕搖勻!燒瓶在石棉上有 45?斜撐在有小孔的石棉網上→用小火在電爐上加熱(或先將燒瓶放在離電爐有壹定距離的地方),待瓶內物全部炭化,泡沫停止生成→加大火力(或將燒瓶放在電爐上)、保持瓶內液體微沸→至液體變為藍綠色透明→繼續加熱微沸30min→關閉電爐,取下燒瓶,冷卻→移入100ml容量瓶中

2.1.2 蒸餾吸收:



按圖安裝微氮蒸餾裝置。在水蒸氣發生瓶中加水至 2/3 體積,滴入幾滴甲基橙指示劑和幾毫升硫酸以保持水的酸性,加入幾顆玻璃珠。在接收燒瓶中加入 10 毫升 40 克/升硼酸和 2 滴混合指示劑,將冷凝管下端插入液面以下。準確吸取反應管中的 10 毫升消化液,通過漏鬥再加入 10 毫升氫氧化鈉溶液,用少量蒸餾水沖洗漏鬥,夾好漏鬥夾和水封,加熱煮沸水蒸氣發生瓶中的水進行蒸餾。指示燈變綠後繼續蒸餾 10min,冷凝管的尖端會被擡離液面繼續蒸 1min

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