第七章 蛋白质与氨基酸的测定.ppt
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1、第七章 蛋白质与氨基酸的测定,第一节概述 第二节各种食品中蛋白质含量及测定意义 第三节蛋白质换算系数 第四节蛋白质的测定方法,食品分析,第一节 概 述,pro是食品的重要组成之一,也是重要的营养物质,一个食品的营养高低,主要看蛋白质的高低。pro除了保证食品的营养价值外,在决定食品的色、香、味及结构等特征上也起着重要的作用。,第七章 蛋白质与氨基酸的测定,一、pro组成与分类,1、组成pro是复杂的含氮有机化合物,它的溶液是典型的胶体分散体系,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、S、P另外还有一些微量元素Fe、Zn、I、Cu、Mn。对于不同的pro,
2、它的组成和结构不同,但从分析数据可以得到近似的pro的元素组成百分比。,第一节 概 述,一般来说,pro的平均含氮量为100/160,所以在用凯氏定氮法定量pro时,将测得的总氮%乘上pro的换称参数K=6.25即为该物质的pro含量。注意:当测定的样品其含氮的系数与上面100/16相差较大时,采用6.25将会引起显著的偏差。,第一节 概 述,一、pro组成与分类,2 氨基酸的组成上面我们已讲了pro是由氨基酸组成的高分子化合物,目前各种氨基酸已达175种以上,但是构成pro的氨基酸主要是其中的20种,氨基酸是由脂肪酸碳链上的氢原子(NH2)所置换而得到的。,第一节 概 述,一、pro组成与分
3、类,二 pro变性pro 受热或其它处理时,它的物理和化学性质会发生变化,这个过程称为变性作用,pro发生变性作用后,pro的许多性质发生了变化,溶解度降低,发生凝结,形成不可逆凝胶,-SH暴露在外面,引起pro变性的因素主要是热、酸和碱,化学试剂、重金属盐等。,第一节 概 述,第二节 各种食品中蛋白质 的含量及测定意义,一.含量由于食品种类很多,所以pro含量分布是不均匀的,一般动物组织pro含量高于植物组织,而且动物组织以肌肉内脏含量较多于其他部分,植物是以种子含量高,豆类含pro最高,如黄豆pro含量在40%。,第七章 蛋白质与氨基酸的测定,二.测定意义,1. pro是组成人体的重要成分
4、之一,人体的一切细胞都由pro组成2 .pro维持体内酸碱平衡3 .pro 是食品的重要组织部分之一,也是重要的营养物质4 .pro 是评价食品质量高低的指标,还关系到人体健康。,第二节 各种食品中蛋白质的含量及测定意义,第三节 关于氮-pro换算等数,对于氮含量换算成pro含量的等数,历来采用6.25,这个数值是以pro平均含氮而导出的数值,但是食品中含氮的比例,因食品种类不同,差别是很大的,我们在测定pro时,应该是不同的食品采用不同的换算等数,一般手册上列出了一部分换称等数,用时可查,,第七章 蛋白质与氨基酸的测定,蛋=6.25,肉=6.25,牛乳=6.38,稻米=5.95,大麦=5.8
5、3,玉米=6.25,小麦=5.83,麸皮=6.31,面粉=5.70,如果手册上查不到的样品则可用6.25,一般在写报告时要注明采用的换算等数以何物代替。,第三节 关于氮-pro换算等数,第四节 蛋白质的测定方法,pro的测定方法分为两大类:一类是利用pro的共性,即含氮量,肽链和折射率测定pro含量,另一类是利用蛋白质中特定氨基酸残基、酸、碱性基团和芳香基团测定pro含量。但是食品种类很多,食品中pro含量又不同,特别是其他成分,如碳水化合物,脂肪和维生素的干扰成分很多,因此pro的测定通常利用经典的剀氏定氮法是由样品消化成铵盐蒸馏,用标准酸液吸收,用标准酸或碱液滴定,由样品中含氮量计算出pr
6、o的含量。由于食品中pro含量不同又分为凯氏定氮常量法、半微量法和微量法,但它们的基本原理都是一样的。,第七章 蛋白质与氨基酸的测定,一、 凯氏定氮法这种方法是1883年Kjeldahl发明,当时凯氏只使用H2SO4来分解试样,来定量谷物中的pro,他只知用H2SO4分解试样,而不能阐明H2SO4分解有机氮化合物生成氨的反应历程,所以只使用H2SO4分解试样,需要较长时间,后来由Gunning加入改进,他改进的办法是在消化时加入K2SO4使沸点上升,这样加快分解速度,因为温度由原来硫酸沸点的380上升到400,提高了不到67所以速度也就加快了,凯氏定氮法至今仍在使用。,第四节 蛋白质的测定方法
7、,我们在检验食品中pro时,往往只限于测定总氮量,然后乘以pro核算等数,得到蛋白质含量,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。,第四节 蛋白质的测定方法,一、 凯氏定氮法,凯氏定氮法试验仪器图,1、 凯氏常量定氮法:,不论常量、半微量以及微量定氮法它们的原理都是一样的,首先第一个步骤是消化: (1)消化:样品与硫酸一起加热消化,硫酸使有机物脱水。并破坏有机物,使有机物中的C、H氧化为CO2和H2O蒸汽逸出,而pro则分解氮,则与硫酸结合成硫酸铵,留在酸性溶液中。,第四节 蛋白质的测定方法,一、 凯氏定氮法,在消化过程中添加硫酸钾可以提高温度加快有
8、机物分解,它与硫酸反应生成硫酸氢钾,可提高反应温度,一般纯硫酸加热沸点330,而添加硫酸钾后,温度可达400,加速了整个反应过程。此外,也可以加入硫酸钠,氢化钾盐类来提高沸点。其理由随着消化过程硫酸的不断地被分解,水分的逸出而使硫酸钾的浓度增大,沸点增加。加速了有机的分解。但硫酸钾加入量不能太大,否则温度太高,生成的硫酸氢铵也会分解,放出氨而造成损失。,第四节 蛋白质的测定方法,一、 凯氏定氮法,1、 凯氏常量定氮法:,(1)消化:,为了加速反应过程,还加入硫酸铜,氧化汞或硒粉作为催化剂以及加入少量过氧化氢,次氯酸钾作为氧化剂。但为了防止污染通常使用硫酸铜。所以有机物全部消化后,出现硫酸铜的兰
9、绿色,它具有催化功能,还可以作为碱性反应指示剂。,第四节 蛋白质的测定方法,一、 凯氏定氮法,1、 凯氏常量定氮法:,(1)消化:,(2)蒸馏:样液中的硫酸铵在碱性条件下释放出氨,在这操作中,一是加入氢氧化钠溶液要过量,二是要防止样液中氨气逸出。,第四节 蛋白质的测定方法,一、 凯氏定氮法,1、 凯氏常量定氮法:,(3)吸收与滴定:蒸馏过程中放出的氨可用一定量的标准硫酸或标准盐酸溶液进行氨的吸收,然后再用标准氢氧化钠溶液反滴定过剩的硫酸或盐酸溶液,从而计算出总氮量。半微量或微量定氮通常用硼酸溶液吸收后,再用标准盐酸直接滴定,硼酸呈微弱酸性,用酸滴定不影响指示剂变色反应,它有吸收氨的作用。,第四
10、节 蛋白质的测定方法,一、 凯氏定氮法,1、 凯氏常量定氮法:,操作步骤,准确称取样品中0.50-2.00g于500ml凯氏瓶中加10g无水K2SO4加0.5gCuSO4加20ml H2SO4在通风橱中先以小火加热,待泡沫消失后,加大火力,消化至透明无黑粒后,将瓶子摇动一下使瓶壁炭粒溶于硫酸中继续消化30分钟至到样液呈绿色状态,停止消化,冷却加200ml水连接蒸馏装置用硼酸作吸收液在K氏瓶中加波动珠数粒和80ml50% NaOH立即接好定氮球加热至到K氏瓶内残液减少到三分之一时,取出用水冲洗用0.1N HCl滴定。,第四节 蛋白质的测定方法,一、 凯氏定氮法,1、 凯氏常量定氮法:,计算:总氮
11、量%= - 1000.014-氮的毫克当量数 pro%=总氮%K 乳制品K=6.38(N=15.7%) 小麦粉K=5.79(N=17.6%) 动物胶K=5.6(N=18.0%) 冰蛋K=6.7(N=14.8%) 大豆制品K=6.0(16.7%) K=6.25则(N=16%) K-换称等数,第四节 蛋白质的测定方法,一、 凯氏定氮法,1、 凯氏常量定氮法:,N(V2-V1)0.014,W,各种试剂的作用,(1)浓H2SO4:A:脱水使有机物炭化,然后有机物炭化生成碳,碳将H2SO4还原为SO2,本身则变为CO2B: 氧化C: pro与浓H2SO4生成NH3,CO2,SO2,H2OD: NH3与H
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