食品中蛋白质的测定.ppt

1 食品中蛋白质的测定 一 概述1 食品中的蛋白质含量及测定意义2 蛋白质系数3 蛋白质分析方法二 食品安全国家标准食品中蛋白质的测定 1 GB5009 5 2010简介2 第一法 凯氏定氮法 重点 3 第二法 分光光度法 第三法 燃烧法 简介 三 小结与思考 2 自学引导题 1 蛋白质系数是如何计算出来的 2 蛋白质的测定方法有哪些 国家标准是哪一种方法 3 为什么说用凯氏定氮法测出的是粗蛋白的含量 3 一 概述 蛋白质是以氨基酸为最小构成单元的大分子的含氮化合物 它是由20种氨基酸通过酰氨键以一定方式结合 并具有一定的空间结构 蛋白质是遗传信息的具体表达 是生命的表现与存在形式 4 生理功能及在食品中的作用 1 蛋白质是生命的物质基础 是构成生物体细胞组织的重要成分 是生物体发育及修补组织的原料 一切有生命的活体都含有不同类型的蛋白质 2 体的酸碱平衡 水平衡的维持 3 遗传信息的表达方式 4 物质的代谢及运转都与蛋白质有关 酶 5 人及动物只能从食品得到蛋白质及其分解产物 来构成自身的蛋白质 是人体重要的营养物质6 膳食指导的重要 营养 指标 7 食品生产的重要工艺指标 5 1 食品中的蛋白质含量及测定意义 动物食物品种蛋白质含量 人乳1 5牛乳3 2 3 3全脂奶粉22 25脱脂奶粉34 38猪肉9 5牛肉干81 90全蛋粉35脱脂蛋粉77 常见食物中蛋白质的含量 6 植物食物品种大米5 2 7 6白面9 8 13 5玉米面7 0 9 4黄豆33 42花生25 38核桃15 21土豆10 13绿藻23 44 常见食物中蛋白质的含量 7 评价食品的营养价值合理开发利用食品资源提高产品质量优化食品配方指导经济核算及生产过程控制 蛋白质的测定意义 8 蛋白质所含的主要元素有C H O N 而N是区别于其它有机化合物的主要标志 并且它在蛋白质的含量是相对衡定的 平均含量在16 左右 即一份氮素相当于6 25份蛋白质 此数值 6 25 称为蛋白质系数 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 牛乳及其制品为6 38 2 蛋白质系数 9 N系数 蛋白质系数 为蛋白质中氮元素百分比含量的倒数 其物理意义可表述为 一个单位重量的氮素可构成的蛋白质的重量单位 换句话说 假如知道了蛋白质中氮素的绝对含量 与N系数相乘即求得蛋白质的绝对量 即 蛋白质 绝对量 N系数 氮素 绝对 量 10 应注意的问题 就某一种食物而言 构成其蛋白质的种类很复杂 各种蛋白质的氮素含量不尽相同 以构成食品蛋白质中含量最多的蛋白质为基础而设定 如谷物以谷蛋白质为基础而设定 谷蛋白含量为16 81 其氮系数为5 95 现在 各国均使用FAO 联合国粮农组织 规定的氮系数 对于加工食品而言 其蛋白质来源 品种 复杂 测定时可采用蛋白质的平均氮系数6 25 11 3 分析方法 化学分析法比色分析法物理分析法 凯氏定氮法 凯氏系列定氮法 1 双缩脲法 缩二脲法 2 色素结合法 3 紫外分光光度法 4 酚试剂法 1 分离称量 重量分析法 2 放射性同位素法 3 折光法 12 1 GB5009 5 2010简介2 第一法 凯氏定氮法 重点 3 第二法 分光光度法 第三法 燃烧法 简介 二 食品安全国家标准食品中蛋白质的测定 13 14 15 16 毒奶粉事件 17 蛋白质含量测定最常用的方法 凯氏定氮法 凯氏定氮法是通过测出样品中的总含氮量再乘以相应的蛋白质系数而求出蛋白质的含量凯氏定氮法是测定总有机氮量较为准确 操作较为简单的方法之一 可用于所有动 植物食品的分析及各种加工食品的分析 可同时测定多个样品 故国内外应用较为普遍 是个经典分析方法 至今仍被作为标准检验方法 此法可应用于各类食品中蛋白质含量测定 18 蛋白质含量测定最常用的方法 凯氏定氮法 由于样品中含有少量非蛋白质用凯氏定氮法通过测总氮量来确定蛋白质含量 包含了核酸 生物碱 含氮类脂 卟啉 以及含氮色素等非氮蛋白质含氮化合物 所以这样的测定结果称为粗蛋白 19 20 21 Kieldhal于1833年提出 现发展为常量 微量 自动定氮仪法 半微量法及改良凯氏法 1 原理样品与浓硫酸和催化剂一同加热消化 digest 使蛋白质分解 其中碳和氢被氧化为二氧化碳和水逸出 而样品中的有机氮 organicnitrogen 转化为氨与硫酸结合成硫酸铵 然后加碱蒸馏 使氨蒸出 用硼酸吸收后再以标准盐酸或硫酸溶液滴定 蛋白质的测定 凯氏定氮法 22 23 24 1 消化总反应式 25 消化装置 自动回流消化仪 定氮消化装置图 定氮消化的不同状态 碳化泡沫消失澄清状态RCH2 NH2 COOH H2SO4 CO2 H2O SO2 NH4 2SO4 消化装置 4孔 KDN消化装置 8孔 30 31 32 33 试剂浓硫酸 脱水 氧化硫酸铜 催化剂及消化指示剂硫酸钾 提高溶液的沸点氢氧化钠 40 混合指示剂 1 0 01 甲基红乙醇溶液 2 0 01 溴甲酚绿乙醇液 两者临用时按1 5的比例混合 硼酸盐酸 34 凯氏定氮蒸馏仪结构图 常量 36 2 蒸馏消化完全的样品溶液 浓氢氧化钠使呈碱性 加热蒸馏 即可释放出氨气 NH4 2SO4 2NaOH NH3 Na2SO4 2H2O 37 38 39 40 3 吸收与滴定吸收 加热蒸馏所放出的氨 硼酸溶液滴定 盐酸标准溶液 硼酸呈微弱酸性 Ka1 5 8 10 10 用酸滴定不影响指示剂的变色反应 它有吸收氨的作用也可采用硫酸或盐酸标准溶液吸收 然后再用氢氧化钠标准溶液反滴定吸收液中过剩的硫酸或盐酸 从而计算总氮量 41 各步骤操作细节图解 样品消化 蒸馏 滴定 1 样品消化 样品 0 2g硫酸铜 6g硫酸钾 20ml浓硫酸 玻珠数粒 先小火炭化 无泡沫后 加大火力 液体变蓝绿透明 继续加热微沸30分钟 45度角 消化终点 瓶口不能对着人 盖上小漏斗 42 按下图连接好蒸馏装置图 加水至2 3体积处 加数滴甲基橙指示剂和硫酸几毫升 使水呈酸性 夹紧螺旋夹 加热蒸汽发生瓶中的水 检查整套装置是否有漏气现象 不能漏气 2 蒸馏 43 44 2 蒸馏 将消化液全部转移到100ml容量瓶中 加10ml硼酸溶液和混合指示剂2 3d 加入NaOH溶液后颜色为深蓝色或褐色 通入蒸汽开始蒸馏 冷凝管下口浸入硼酸溶液中 取10ml消化稀释液沿小玻璃杯移入反应室 少量蒸馏水冲洗 塞紧棒状玻璃塞 向小玻璃杯内加入10ml40 NaOH 提起玻璃塞 使NaOH缓慢流入反应室 立即塞紧玻璃塞 并在小玻璃杯中加水使之密封 45 吸收液变蓝色后继续蒸馏5分钟 将冷凝管尖端提离液面再蒸馏1min 用蒸馏水冲洗冷凝管尖端 取下接收瓶 关闭电源 46 3 滴定 取下接收瓶 用0 1000mol L的盐酸或硫酸标准溶液滴定至终点 滴定前 滴定终点 同时做一试剂空白实验 记录空白滴定消耗盐酸的体积 47 48 49 50 51 实验注意事项 消化 1 消化时不要用强火 应保持和缓沸腾 消化中不时转动凯氏烧瓶 以便冷凝酸液洗下附在瓶壁上的固体残渣 促进其消化完全 2 为加速消化 常加入硫酸钾 可提高消化体系溶液温度硫酸铜 催化剂 消化终点指示剂 蒸馏时碱性反应指示剂 3 一般消化至呈透明后 继续消化30分钟即可 一般消化时间约4小时 时间延长可能引起氨的损失 有机物如分解完全 消化液呈蓝色或浅绿色 但含铁量多时 呈较深绿色 52 注意事项 消化 4 样品中若含较多脂肪或糖 在开始消化时应用小火加热 并时时摇动 或者加入少量辛醇或液体石蜡或硅油消泡剂 并同时注意控制热源强度 5 当样品消化液不易澄清透明时 可将凯氏烧瓶冷却 加入30 过氧化氢2 3ml后再继续加热消化 53 注意事项 蒸馏 1 蒸馏装置不能漏气 2 蒸馏前若加碱量不足 消化液呈蓝色不生成氢氧化铜沉淀 需再增加氢氧化钠用量 3 蒸馏完毕后 应先将冷凝管下端提离液面 清洗管口 再蒸1分钟后关掉热源 否则可能造成吸收液倒吸 54 注意事项 其它 1 试剂溶液应用无氨蒸馏水配制 2 若取样量较大 如干试样超过5g 可按每克试样5ml的比例增加硫酸用量 3 硼酸吸收液的温度不应超过40 否则对氨的吸收作用减弱 置于冷水浴中使用 55 56 自动凯氏定氮仪法 在凯氏定氮法的基础上发展起来的自动凯氏定氮仪法 具有安全 高效 准确的优点 仪器 消化炉 自动蒸馏装置 57 1 原理及适用范围同前2 特点 1 消化装置用优质玻璃制成的凯氏消化瓶 红外线加热的消化炉 2 快速 一次可同时消化8个样品 30分钟可消化完毕 3 自动 自动加碱蒸馏 自动吸收和滴定 自动数字显示装置 可计算总氮百分含量并记录 12分钟完成1个样 58 凯氏定氮法愚弄 聚焦 三聚氰胺 检测与食品安全 59 为啥钟情于三聚氰胺 为啥要打扮成蛋白质 根据三聚氰胺的结构式 分子中竟有6个氮原子 三聚氰胺的分子量为126 12 氮元素占到了66 6 尿素 尿素的化学式为CN2H4O 分子量为60 05 氮元素含量为46 6 其他可用于蛋白质造假的有机物还有肼 其氮元素含量高达86 1 为啥不用肼来造假捏 因为肼在常温下呈液态 况且是管制物品 因为是火箭燃料 属于国防物资 不易取得 成本较高 60 生物谷圆桌访谈 凯氏定氮法的缺陷并不难弥补 只要多一道步骤即可 先用三氯乙酸处理样品 三氯乙酸能让真正的蛋白质形成沉淀 过滤后 分别测定沉淀和滤液中的氮含量 就可以知道蛋白质的真正含量和冒充蛋白质的氮含量 61 GB T21704 2008 2008年7月1日实施的 乳与乳制品中非蛋白氮含量的测定 GB T21704 2008 的国家标准 这种检测方法就是利用三氯乙酸与蛋白质结合形成不溶性盐 并从水溶液中沉淀出来的性质 经过过滤将乳制品溶液分为不溶性 沉淀 和可溶性 滤液 两部分 再利用 凯氏定氮法 测定滤液中氮含量 就可以知道非蛋白氮的含量 62 63 64 65 三 小结 了解食品中的蛋白质测定意义掌握基本概念 蛋白质系数熟悉GB5009 5 2010内容重点掌握凯氏定氮法 原理 操作细节 注意事项等 了解和熟悉第二 三法原理 66 思考题 1 蛋白质的测定方法都有哪些 国标是那些方法 2 为什么凯氏定氮测出的是粗蛋白的含量 GB5009 5 2010 凯氏定氮法视频 凯氏定氮法是通过对样品总氮量的测定换算出蛋白质的含量 这是因为凯氏定氮法消化过程中H2SO4的作用是 CuSO4的主要作用是凯氏定氮法的主要操作步骤分为四个步骤 在消化步骤中 需加入少量辛醇并注意控制热源强度 目的是 消化完毕时 溶液应呈颜色 用甲基红 溴甲酚绿混合指示剂 其在碱性溶液中呈色 在中性溶液中呈色 在酸性溶液中呈色 凯氏定氮法碱化蒸馏后 用标准溶液滴定吸收液 用作吸收液 溶液由变为色 凯氏定氮法每一步反应 反应物 生成物以及反应条件 催化剂 消化 蒸馏 吸收 滴定 消泡 蓝绿色 绿 灰 红 盐酸 硼酸 蓝色 微红