食品中蛋白质的测定.ppt

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1、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、GB 5009.5-2010 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

2、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3.23.3 全脂奶粉 2225 脱脂奶粉 3438 猪 肉 9.5 牛 肉 干 8190 全 蛋 粉 35 脱脂

3、蛋粉77,常见食物中蛋白质的含量,6,植物食物品种 大 米 5.27.6 白 面 9.813.5 玉 米 面 7.09.4 黄 豆 3342 花 生 2538 核 桃 1521 土 豆 1013 绿 藻 2344,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

4、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5.9

5、5）。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、GB 5009.5-2010 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

6、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

7、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(organic nitrogen)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+H2SO4CO2+H2O+SO2+(NH4）2SO4,消化装置（4孔）,KDN消化装置（8孔）,30,31,32,

8、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+2NaOHNH3+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=5.810-10），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

9、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23d,加入Na

10、OH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

11、）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

12、%过氧化氢23ml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

13、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8

14、6.1%，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/T 21704-2008）,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/T 21704-2008）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

15、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 GB 5009.5-2010 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？,GB 5009.5-2010,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,