食品中蛋白質是人類最重要的營養物質之一,準確測定蛋白質含量是食品檢驗工作的一項重要內容。食品中蛋白質的測定具有十分重要的現實意義,食物中準確的蛋白質含量為合理配膳提供數據,掌握食品的營養價值和品質的變化,保證不同人群對蛋白質的需要。目前,我國的現行國家標準中有3個可以測定食品中蛋白質的理化方法,分別為GB 5009.5-2016 《食品中蛋白質的測定》中的第一法凱氏定氮法、第二法分光光度法、第三法燃燒法。此外,還有雙縮脲法(Biuret 法)、Folin-酚試劑法(Lowry 法)等檢驗方法,可以對食品中的蛋白質進行定性和定量的測定。接下來,我們就來看看食品中蛋白質的檢測方法有哪些。
1、凱氏定氮法
測定原理:在催化加熱條件下,食品中的蛋白質被分解,分解后的產物氨與硫酸結合生成硫酸銨。堿化蒸餾使氨游離,用硼酸吸收游離氨后以硫酸或鹽酸標準滴定溶液滴定,根據酸的消耗量乘以換算系數,即為蛋白質的含量。凱氏定氮法是測定化合物或混合物中總氮量的一種方法。在有催化劑的條件下,用濃硫酸消化樣品將有機氨都轉變成無機銨鹽,然后在堿性條件下將銨鹽轉化為氨,隨水蒸氣餾出并被過量的酸液吸收,再以標準堿滴定,根據標準溶液的消耗量計算出樣品中的氮量。
優點:
①測定結果相對準確,重現性好,在國內各大檢驗機構中比較普及;
②靈敏度低、干擾少,適用于0.2~ 1.0mg氮,誤差為土2%。
缺點:
①一般測定時間為8~ 10h,費時且試劑消耗量大;
②有局限性,即難以把有機物定量轉變成氨,特別是含有硝酸鹽的樣品會影響總氨的結果,影響測定準確性。
2、分光光度法
測定原理:在催化加熱條件下,食品中的蛋白質被分解,產生的氨與硫酸結合生成硫酸銨,其在pH4.8的乙酸鈉-乙酸緩沖溶液中與乙酰丙酮和甲醛反應生成黃色的3,5-二乙酰-2,6-二甲基-1,4-二氫化吡啶化合物。在波長400nm下測定化合物吸光度值,將其與標準系列進行比較定量,結果乘以換算系數,即為蛋白質含量。
優點:
①簡化了操作,省去了蒸餾、滴定的步驟,使用常見的分光光度計,便于廣泛推廣應用,為蛋白質的測定提供了凱氏定氮法的簡化方法;
②消化時間相對較短,所用消化設備簡便,常用,易于推廣測量靈敏度高、快速,方便低濃度蛋自質含量可檢測。本法采用硫酸銨作為銨離子標準溶液,避免引入其他雜質。
缺點:
易受溶液中雜質的影響、干擾因素較多,存在潛在的偏差,標準曲線不易繪制精確。
3、燃燒法
測定原理:試樣在900~1200℃高溫下燃燒,燃燒過程中產生混合氣體,氮氧化物被全部還原成氮氣,其中的碳、硫等干擾氣體和鹽類被吸收管吸收,形成的氮氣氣流通過熱導檢測儀(TCD)進行檢測。
優點:
①操作簡便,檢測周期短檢測樣品無需消化,自動進樣,5~8 min即可完成一個樣品的檢測;②檢測數據誤差更低,由于凱氏定氮法與燃燒法在實驗原理上的不同,在實際檢測中,同個樣品用兩種方法檢測有時會出現不同的結果,而且實驗發現燃燒法檢測出來的數據略高于凱氏定氮法;燃燒法能夠將樣品中的氮元素全部檢測出來,以動物性蛋白樣品為例,凱氏法只能測定出其中的有機氮,而燃燒法可以測出有機氮和無機氮;③檢測過程少污染,蛋白質燃燒法檢測過程中不產生有毒有害物質,清潔,環保。
①對于不均勻的復雜樣品分析難度較大,樣品需要確保研磨均勻而且要較細顆粒,否則易出現燃燒不完全的情況,進而影響后續的檢測結果;
②儀器耗材消耗快,儀器昂貴,檢測成本高,在凈化過程中,燃燒過程中產生混合氣體被適當的吸收劑除去。這些吸收劑在大批量的樣品檢測中有較大的消耗量,需經常更換。而且燃燒法中用到的儀器杜馬斯定氮儀本身價格較為昂貴,因此限制了這一方法的推廣和應用。
4、雙縮脲法(Biuret法)
測定原理:雙縮脲法是一個可以用于鑒定蛋白質的分析方法。雙縮脲試劑是堿性的含銅試液,由1%氫氧化鉀、幾滴1%硫酸銅和酒石酸鉀鈉配制,呈藍色。當底物中含有肽鍵(多肽)時,試液中的銅與多肽配位,生成的配合物呈紫色間。在紫外可見光譜中的波長為540 nm,可通過比色法分析濃度。檢測反應的靈敏度為5 ~ 160 mg/mL。
優點:
較快速,不同的蛋白質產生顏色的深淺相近,干擾物質較少。
缺點:
靈敏度差,因此雙縮脲法常用于快速,但并不需要十分精確的蛋白質測定。
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