蛋白质的测定使用凯氏定氮法解说

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,项目七,食品中蛋白质及氨基酸态氮的测定,【,学习目标,】,1,、掌握食品中氮含量与蛋白质含量之间的换算。,2,、掌握凯氏定氮装置的搭建技术。,3,、掌握蛋白质的测定技术。,【,基础知识,】,1,、蛋白质及氨基酸概述,蛋白质由两性氨基酸通过肽键结合在一起的大分子化合物，它主要含的元素是,C,、,H,、,O,、,N,。,一般来说，,pro,的,平均含氮量为,16/100,，既一份氮相当于,6.25,份蛋白质，此数值称为蛋白质系数。,所以在用凯氏定氮法定量,pro,时，将测得的总氮,%,乘上,pro,的,换算系数,K=6.25,即为该物质的,pro,含量。,注意：,含,N,是蛋白质区别其他有机化合物的主要标志。,不同种类食品的蛋白质系数有所不同，如玉米、荞麦、青豆、鸡蛋等为,6.25,，花生为,5.46,，大米为,5.95,，大豆及其制品为,5.71,，小麦粉为,5.70,、全小麦、大麦、燕麦、裸麦和小米是,5.83,；硬果类为,5.30,；,牛乳及其制品为,6.38,。,2,、原理,蛋白质是含氮的有机化合物。食品与,硫酸,和,硫酸铜,、,硫酸钾,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胺。然后,碱化蒸馏,使氨游离，用,硼酸吸收,后以硫酸或,盐酸,标准溶液,滴定,，根据酸的消耗量乘以换算系数，即为蛋白质的含量。,氨基酸,HCl,N,注意,此法测定得到的蛋白质含量，实际上包括核酸、生物碱、含氮类脂、叶啉和含氮色素等非蛋白质氮化合物，故称为,粗,pro,。,3,、适用范围,国家标准第一法,适用于各种食品中蛋白质的测定,4,、任务分解,任务一：,湿法消化,任务二：,碱法蒸馏,硼酸吸收,任务三：,盐酸滴定,任务四：,数据记录与计算,任务一：湿法消化,子任务,1,：仪器及试剂的准备,仪器：,子任务,1,：仪器及试剂的准备,试剂,作用,硫酸铜,a,催化作用,：加速有机物的氧化分解。,b,消化完全的指示剂,：蓝绿色，澄清，透明；,c,蒸馏时碱性反应的指示剂,：变深蓝色或产生黑色沉淀,硫酸钾,提高溶液沸点,，从而加快有机物分解,浓硫酸,氧化作用,：有机物质氧化分解为,H,2,O,和,CO,2,子任务,2,：样品预处理,固体试样,0.22g,半固体试样,25g,液体试样,1025g,样品充分混匀,直接消化,子任务,3,：样品称量、消化,1.000g,奶粉,0.2g,硫酸铜,6g,硫酸钾,20mL,浓硫酸,玻璃珠,小火加热炭化,至泡沫完全停止,轻摇,大火加热,保持瓶中液体微沸,至蓝绿色澄清透明,继续加热,0.5,1h,冷却,加,20mL,水,冷却,同时做试剂空白试验,思考,1,、玻璃珠的作用？,2,、小漏斗的作用？,3,、消化过程为什么要不断转动凯氏瓶？,4,、开始消化时为什么用小火？,5,、消化液不易澄清透明时可采用的措施？,6,、消化完成时的产物？,7,、加,20mL,水的作用？,8,、空白试验的目的？,任务二：碱法蒸馏、硼酸吸收,子任务,1,：仪器及试剂的准备,仪器：,10mL,100mL,3,只,子任务,1,：仪器及试剂的准备,水蒸气发生器：,装水至,2/3,处，加入数粒,玻璃珠,，加,甲基橙指示剂,数滴及,硫酸,数,ml,，使水呈微红色按上图所示搭好装置,注意,装置搭建好了之后要先进行捡漏，利用虹吸原理。,在蒸汽发生瓶中要,加,甲基橙指示剂,数滴及,硫酸,数,ml,以使其始终保持酸性，,以防水中氨蒸出。,子任务,1,：仪器及试剂的准备,试剂：,40%,氢氧化钠,20%,硼酸溶液,混合指示剂,1,、,1,份,甲基红乙醇溶液,（,1g/L,）与,5,份,溴甲酚绿乙醇,溶液（,1g/L,）临用时混合,酒红色,绿色,2,、,2,份,甲基红乙醇溶液（,1g/L,）,与,1,份,亚甲基蓝乙醇,溶液（,1g/L,）临用时混合,紫红色,绿色,子任务,2,：碱化蒸馏、硼酸吸收,10.0mL,硼酸溶液,100mL,三角瓶 加,1,2,滴混合指示剂 冷凝管下端插入三角瓶液面下 准确吸取,10mL,试样 由小玻杯流入反应室 少量水洗涤小漏斗 盖紧玻璃塞 量筒取,10.0mLNaOH,溶液 倒入小玻杯 提起玻塞使其缓慢流入反应室 立即塞紧玻璃塞 加水于小玻杯防漏气 通蒸汽 颜色变化时开始计时蒸馏,5min,移动接受瓶使液面离开冷凝管下端 再蒸馏,1min,用少量水冲洗冷凝管下端外部 取下接收瓶,注意,加入,NaOH,一定要过量,，判断,NaOH,是否过量的方法，看反应室内液体颜色,加碱,足量的判断：,溶液,会变成,深蓝色,或,产生黑色沉淀,原理：,过量,的氢氧化钠会跟硫酸铜反应生成,氢氧化铜蓝色沉淀,，蓝色沉淀在加热的情况下会分解成,黑色的氧化铜沉淀,。,如果没有上述现象，说明氢氧化钠加的量不足，需要继续加入氢氧化纳，直到产生上述现象为止。,样液中的,硫酸铵,在碱性条件下释放出,氨,，为,防止样液中氨气逸出。,一是加入氢氧化钠溶液要过量，二是要水封，三要夹紧废液蝴蝶夹后再通蒸汽，四要在蒸馏过程中要注意接头处有无松漏现象,加热蒸馏出来的氨可以用,硼酸进行吸收,，因为硼酸只呈微弱酸性，不影响指示剂的变色反应，但是具有吸收氨的作用，与氨形成,强碱弱酸盐,。,冷凝管下端先插入硼酸吸收液液面以下才能蒸馏。吸收液温度不应超过,40,，避免氨气逸出，,若超过时可置于冷水浴中使用。,检验蒸馏是否完成的方法：,奈氏试纸法,。,原理,:NH4+,或,NH3,遇奈氏试剂会反应生成综红色的碘化汞铵化合物，如,NH4+,或,NH3,含量较少，试纸呈黄色，若含量过多，呈棕黄色或棕红色的沉淀反应,在蒸馏时，,蒸汽发生要均匀充足,，蒸馏过程中不得停火断汽,否则会发生,倒吸,。,蒸馏完毕后，应先将冷凝管下端提离液面，再蒸,1,分钟，将附着在尖端的吸收液完全洗入吸收瓶内，再将吸收瓶移开，,最后关闭电源,，绝不能先关闭电源，否则吸收液将发生,倒吸,。,所用的试剂溶液 必须用,无氨蒸馏水,配制。,任务三：盐酸滴定,子任务,1,：仪器及试剂的准备,仪器：,25mL,酸式滴定管,1,套,试剂,0.0500mol/L HCL,标准溶液,子任务,2,：盐酸滴定,接收瓶 以,HCL,标准滴定液滴定 灰色终点 记录,V,Hcl,（,1,）硼酸吸收液的颜色,（,2,）吸收氨气后的硼酸吸收液的颜色,（,3,）盐酸滴定终点的颜色,注意,混合指示剂在,碱性溶液中呈,绿色,在,中性溶液,中呈,灰色,在,酸性溶液,中呈,红色,。,酸式滴定管的正确使用,项目名称,检测日期,样品名称,检验依据,内容,1,2,3,空白,样品质量,m/g,V,初,/,mL,V,终,/,mL,消耗的体积,V,1,/,mL,吸取消化液体积,V,3,/,mL,蛋白质含量（,g/100g,）,平均值（,g/100g,）,两次测定之差,/,平均值,精密度,Cy,（,g/100g,）,F,：牛乳及其制品的蛋白质换算系数,6.38,任务四、数据记录与计算,有效数字：,蛋白质含量,1 g/100 g,时，结果保留,三位,有效数字,蛋白质含量,1 g/100 g,时，结果保留,两位,有效数字。,精密度：,在重复性条件下的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的,10%,（,g/100g,）,小结,步骤,反应前后颜色变化,湿法消化,凯氏烧瓶：样品无色（加硫酸前）加硫酸炭化黑色消化后红棕色 棕褐色消化终点蓝绿色,/,墨绿色淡蓝色（冷却后溶液）,碱化蒸馏,反应室：深蓝色或黑色沉淀,硼酸吸收,紫红色绿色,盐酸滴定,甲基红和溴甲酚绿混合指示剂：绿色灰色,甲基红和亚甲基蓝混合液：绿色蓝紫色,凯氏定氮法用于所有动物、植物类食品的蛋白质含量的测定，但因样品中含有核酸、生物碱、含氮类脂、卟啉以及含氮色素等非蛋白质含氮化合物，所以测定结果为,粗蛋白质含量。,若要测定样品的蛋白氮,则需要向样品中加入,三氯乙酸,溶液,使其最终浓度为,5%,然后测定未加入三氯乙酸的样品及加入三氯乙酸溶液后样品中的含氮量,进一步计算出蛋白质含量,:,蛋白氮,=,总氮,-,非蛋白氮,任务五：试验器具的清洗整理,【,拓展学习,】,1,、其他蛋白质测定方法,分光光度法,（,1,）原理,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,pH 4.8,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。,（,2,）特点,快速、污染少、操作简单、省时,国家标准测定蛋白质,第二法,2,、改良式凯氏装置,江苏畜牧兽医职业技术学院,泰州市质监局,3,、自动凯氏定氮法,1.,原理,同常量凯氏定氮法,2.,主要仪器,自动凯氏定氮仪：,该装置内具有自动加碱蒸馏装置，自动吸收和滴定装置以及自动数字显示装置。,消化装置：,由优质玻璃制成的凯氏消化瓶及红外加热装置组合成的消化炉。,3,、试剂,除硫酸铜与硫酸钾制成片剂外，其他试剂与常量测定相同。,4,、优点,灵敏、准确、快速以及用量少,准确称取某乳粉样品,0.800,克，经凯氏法消化定容至,100ml,，,移取,5ml,消化液进行蒸馏，用,20ml,硼酸吸收，再用,0.05000mol/lHCl,滴定，结果消耗,5.00ml,，,试计算该乳粉的蛋白质含量？,试述蛋白质测定中，样品消化过程所必须注意的事项，消化过程中内容物颜色发生什么变化？为什么？,样品经消化进行蒸馏前，为什么要加入氢氧化钠？这时溶液发生什么变化？为什么？如果没有变化，说明什么问题？须采用什么措施？,子项目二,14,酱油中氨基酸态氮的测定,（,GB/T 5009.39-2003,）,任务一：相关仪器设备及试剂的准备,仪器设备：,碱式滴定管、移液管、,200mL,烧杯、,100,容量瓶、酸度计、磁力搅拌器、滴定台,试剂：,浓度为,36%,中性甲醛；氢氧化钠标准溶液：,0.05mol/L,（需临用前标定）,任务二：成分分析,1.,原始记录表格的设计,项目名称,检测日期,样品名称,检验依据,样品滴定次数,加甲醛前,加甲醛后,空白滴定,V2,初读数,末读数,消耗体积,初读数,末读数,消耗体积,V1,1,2,氨基酸态氮含量,X,（,g/100mL,）,=,平均值,精密度,2.,样品中游离酸中和,吸取,5mL,试样,100mL,容量瓶中定容混匀后吸取,20.0mL200mL,烧杯加水,60mL,插入酸度计的指示电极和参比电极开动磁力搅拌器,0.050mol/L,氢氧化钠标准溶液滴定至酸度计指示,pH,8.2,记录消耗体积,3.,滴定样品中氨基酸酸基含量,上述烧杯加入,10mL,甲醛溶液混匀再用,0.05mol/L,氢氧化钠标准的溶液继续滴定至,pH,9.2,记录消耗体积,V1,【,拓展,】,本法原理：,氨基酸含有酸性的,-COOH,和碱性的,-NH2,，它们相互作用使氨基酸成为中性的内盐，不能直接用碱液滴定它的羧基。当,加入甲醛时，氨基与甲醛结合，其碱性消失，使羧基显示出酸性，,这样就可以用氢氧化钠溶液滴定,-COOH,，并用间接法测定氨基酸的总量。,4.,空白试验,取,80mL,蒸馏水,200mL,洁净烧杯先用氢氧化钠标准溶液滴定,pH,8.2,加入,10.00mL,中性甲醛溶液用氢氧化钠标准溶液（,0.050mol/L,）滴定至,pH,9.2,记录消耗体积,V2,5.,数据处理,精密度：,在重复性条件下的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的,10%,任务三：试验器具的清洗整理,