食品中蛋白質測量方法

　　摘要：蛋白質是食品中的重要營養成分，也是評價食品營養價值的重要指標之一，因此蛋白質的測定在食品分析中是一個高頻的分析項目，具有非凡的意義。目前測定蛋白質的主要方法有凱氏定氮法、分光光度法、燃燒法和近紅外方法。本文主要采用了凱氏定氮法和燃燒定氮法兩種方法測定：玉米淀粉，奶粉，蜂王漿，功能性大豆濃縮蛋白，大豆分離蛋白和蜂蜜等的蛋白質的含量，比較兩種方法和所用儀器之間的優缺點，以確定一種快速無污染的氮含量測定的方法。 
　　蛋白質是由氨基酸脫水縮合經過肽鏈鏈接而成的高分子化合物，它存在于機體中的每個細胞中，主要參與酶和激素的構成，作為運載工具，構成抗體，調節滲透壓，供給能量等，是生命的基礎物質。蛋白質一般由碳、氫、氧、氮四種元素構成，也有部分蛋白質含有硫、鐵、銅和磷等元素，其中氮是蛋白質中含量最穩定的元素，平均含量為16%，故測定食物中蛋白質含量通常只用測定氮元素的含量。 
　　1 實驗方法與原理 
　　早在一百多年前，凱氏定氮法就被應用于測定物質中的含氮量，但因凱氏法的測定耗時長，且需要使用危險化學試劑，容易造成環境污染，危害人類健康，隨著氮元素分析設備的不斷改進，杜馬斯燃燒法逐漸替代傳統的凱氏定氮法。本實驗主要采用凱氏定氮法和燃燒法兩種方法分別測定各種食品中蛋白質的含量，比較兩種方法的優缺點。 
　　1.1 凱氏定氮法 
　　凱氏定氮法原理為：食品中的蛋白質在硫酸銅催化的情況下被分解產生氮原子，能與硫酸結合成硫酸銨。堿化蒸餾使氨游離，再用硼酸吸收，以鹽酸或硫酸標準滴定溶液滴定，根據消耗酸的數量換算出蛋白質的含量。凱氏定氮法是測定蛋白質最常用的方法，它是測定樣品中氮含量最簡單和最準確的方法之一。 
　　1.2 燃燒定氮法 
　　燃燒法原理：將樣品在900℃～1200℃的高溫下燃燒，燃燒產生混合氣體，將其中碳硫等干擾氣體以及鹽類用吸收管吸收，氮氧化物全部被還原成氮氣，形成的氮氣通過熱導檢測儀（TCD）進行檢測得出含量。 
　　2 實驗材料儀器與步驟 
　　2.1 試驗原料： 
　　本實驗主要測定的食品材料有：玉米淀粉；蜂蜜；蜂王漿；功能性大豆濃縮蛋白；奶粉；大豆分離蛋白等。儀器有：全自動凱氏定氮儀（Kjeltec2300，FOSS公司），杜馬斯燃燒定氮儀（Rapid NCUBE，德國Elementar公司）。 
　　2.2 主要儀器設備 
　　2.2.1 凱氏定氮法 
　　稱取一定量的樣品到消化管內，全自動凱氏定氮儀器kjeltec2300，硼酸溶液：10g/L，氫氧化鈉溶液：400g/L，催化劑4.5gk2SO4+0.5gcuso4.5H2O/片。加熱溫度420℃，加熱時間110min，使用前排氣泡并清洗系統，樣品中加入催化劑2片和硫酸12ml，輕微混勻啟動消解程序，消解結束后，將定氮管支架及定氮管取入冷卻至室溫。 
　　2.2.2 杜馬斯燃燒法 
　　采用德國生產的氮素自動分析儀。稱取一定量樣品包在錫箔中，置于自動落樣器上。樣品落入燃燒反應爐后，通純氧170ml/min五分鐘，直到氧氣剩余量為12%時停止燃燒。燃燒爐中的產物經載氣運送到原爐中，用銅針和鎢還原成氮氣，出去水后進入TCD檢測器檢測，測定結果由計算機自動輸出和打印。 
　　3 實驗結果與分析比較 
　　3.1 實驗結果（見表1） 
　　據統計，蜂王漿的蛋白含量在15%左右，玉米淀粉在0.3%左右，奶粉在10%～20%之間，功能性大豆濃縮蛋白濕基在68%左右，蜂蜜的蛋白含量不到1%，大豆分離蛋白含量最多，濕基蛋白質在86%-87%以上。 
　　3.2 結果分析與討論 
　　從實驗結果可以看出，兩種測量方法的結果未呈顯著性差異，兩者都處于滿意結果的范圍之內。杜馬斯燃燒法測定各種樣品時所得的結果均略高于凱氏定氮法，測定結果更精準，重復性更好。在實驗過程中比較得出：①凱氏定氮法相對于杜馬斯燃燒法而言，使用范圍較廣，高中低含量的蛋白質，固體或液體的樣品都可以采用該方法。杜馬斯燃燒法對于含量低于1%以下的樣品不適合，且液體樣品不好操作；②凱氏定氮法耗費時間，平均一個樣品需要5min左右的時間，大量消耗人力和時間，該測試方法受檢測人員的影響較大。由于該法工作量大，需要溶液種類多，滴定的時候需要人員更換消化管，總原因會導致實驗存在隨機誤差，實驗結果受外界干擾，不精確。杜馬斯燃燒法使用的儀器是自動加樣，故不存在進樣等的操作誤差，省時省力，但杜馬斯法所用的儀器成本高，維修復雜，其送樣檢樣的成本較高；③凱氏定氮法中使用了強酸強堿等危險性試劑，容易對污染到環境和對操作人員存在潛在危險性傷害。杜馬斯燃燒法不會對環境造成污染，但樣品重量太大的時候容易造成爆燃，測定結果數值偏高。 
　　杜馬斯法和凱氏定氮法在食品蛋白質實驗中得到的實驗精度和重復性均可滿足相應的國家檢測標準要求。兩種方法各有優缺點，但在重復性和精確度來說，杜馬斯法更優秀，且杜馬斯法還能節約時間和人力，操作簡單，誤差較少，對環境的污染度較低，因此，在滿足使用杜馬斯燃燒法的條件下，可優先選擇杜馬斯燃燒法進行測定食品中蛋白質的含量。 
　　參考文獻 
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