奶粉中蛋白质含量的光谱分析
鞍山师范学院学报
JournalofAnshanNormalUniversity
2004208,6(4):37-39
化 学
奶粉中蛋白质含量的光谱分析
侯冬岩1,回瑞华1,李铁纯1,朱永强2,李学成2,刘晓媛2
(1.鞍山师范学院化学系,辽宁鞍山114005;2.辽宁龙兴生物科技股份有限公司,辽宁鞍山114001)
摘 要:用光谱法对奶粉中的蛋白质含量进行测定,最大吸收波长为nm,蛋白质在0.069mg/
mL范围呈线性关系,方法回收率为89.0%~94.0%,0.54,、快速、准
确可行.
关键词:奶粉;蛋白质;光谱法
中图分类号2(2004)0420037203
ProteininMilkPowders
HOU,HUIRui2hua1,LITie2chun1,ZHUYong2qiang2,LIXue2cheng2,LIUXiao2yuan2
(1.DepartmentofChemistry,AnshanNormalUniversity,AnshanLiaoning114005,China;
2.LiaoningLongxingBiologyScienceandTechnologyCo.Ltd.AnshanLiaoning114001,China.)
Abstract:Spectrophotometrymethodwasimprovedforthedeterminationofproteininmilkpowders.Themaximumabsorbanceisat280nm.Thelinearrangeofdeterminationis0.517~2.069mg/mL.Therecoveryis89.0%~94.0%andthecoefficientofvariationis0.54%.Theresultindicatesthatthismethodissimple,fast,accurateandfeasible.Keywords:Milkpowders;Protein;Spectrophotometrymethod
蛋白质是生命活动的基础物质,是构成人体新生组织、维持人体健康的重要成分、蛋白质还具有多种生物学功能:酶
的催化作用,激素的生理调节作用;血红蛋白的运载作用;肌纤凝蛋白的收缩作用;机体的免疫作用和胶原蛋白的支架作用等[1].奶粉主要由蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质组成.蛋白质含量的高低将直接决定奶粉的营养价值和质量.目前,对奶粉中蛋白质的含量分析已有多种方法,通常采用凯氏定氮法.凯氏定氮法测定原理是将被测样品与硫酸和催化剂一起加热消化,使蛋白质分解,分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵,然后碱化蒸馏使氨游离,用硼酸吸收后再以盐酸标准溶液滴定,根据酸的消耗量乘以换算系数,即为蛋白质含量.凯氏定氮法是各种测定蛋白质含量的基础,经过人们长期的应用和不断改进[2~5],具有应用范围广、灵敏度高、回收率较好且不用昂贵的仪器等优点.但该方法操作繁琐,费时费力,如遇到高蛋白质的样品消化需5h以上,且在操作中会产生大量有害气体而污染工作环境,影响操作人员健康.为此提出采用光谱法测定奶粉中蛋白质含量,测定原理是奶粉中蛋白质及其降解产物的芳香环残基在紫外区内对一定波长的光具有选择吸收作用,并在一定浓度范围内,光吸收程度与蛋白质浓度呈线性关系,因此通过测定蛋白质溶液的吸光度,并参照事先用凯氏定氮法测定蛋白质含量的标准样所作的标准曲线即可求出样品中蛋白质的含量.本方法简便,快速,结果可靠,适用于奶粉中蛋白质含量的测定.
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
凯氏定氮装置;10121A型数显式恒温干燥箱(上海阳光实验仪器有限公司);TU21201型分光光度计(北京扑析通用
收稿日期:2004-03-10
基金项目:辽宁省教育厅科学技术基金资助课题(No.20331079)
作者简介:侯冬岩(1962-),男,吉林省吉林市人,鞍山师范学院化学系教授
.
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仪器有限公司);离心机(5000min).
40%氢氧化钠溶液;浓硫酸;硒粉;硫酸铜;硫酸钾;4%硼酸溶液;甲基红2溴甲酚绿混合指示剂(5份0.2%溴甲酚绿95%乙醇溶液与1份0.2%甲基红95%乙醇溶液混合);0.1000mol/L盐酸标准溶液;0.1mol/L柠檬酸水溶液;8mol/L
尿素的2mol/L的氢氧化钠溶液(所用试剂均为分析纯,水为二次蒸馏水).1.2 样品
红星全脂甜奶粉,金星低脂高钙奶粉,完达山全脂奶粉,三鹿婴儿奶粉,伊利全脂甜奶粉,彼阳牦牛壮骨奶粉,荷兰顿全脂即溶奶粉.1.3 实验步骤
1.3.1 消化 准确称取0.2000g样品,放入500mL凯氏烧瓶中,加入混合催化剂(硫酸钾∶硫酸铜∶硒粉=20∶1.5∶1)3.6g,浓硫酸16mL,在凯氏烧瓶口处放一小漏斗.将烧瓶置于电热套中加热消化.先低温加热,10min后高温,使瓶内液体
保持微沸,至液体变为蓝绿色透明后,继续保持微沸30min,使得消化完全.,向瓶内加蒸馏水,冷却至室温.
1.3.2 蒸馏 将凯氏瓶与蒸馏装置连好,mL,.从漏斗中加
入95mL40%的溶液,,mL蒸馏水),加热蒸馏至氨全部蒸出,馏出液为,,表示蒸馏已经完毕.其实验装置见图1.1.3.3 滴定0.1000mol/L盐酸标准溶液滴定至
蓝色变为微红色即为终点,记录盐酸溶液的用量,同时做一空白试剂.1.3.4 结果计算
蛋白质(%)=
C×(V1-V2)m
×F×100(1)
式中:C—盐酸标准溶液的浓度,mol/L;V1—滴定样品吸收液时消耗盐酸标准溶液的体积,mL;V2—滴定空白吸收液时消耗盐酸标准溶液的体积,mL;F—蛋白质系数;MN—氮的摩尔质量,14.01g/mol;m—样品质量,g.
1.3.5 吸收曲线的绘制及测定波长的确定 准确称取奶粉样品2.00
g,置于50mL烧杯中,加入0.1mol/mL柠檬酸溶液30mL,不断搅拌10min使其充分溶解,过滤后,以3000~5000r/min
图1 凯氏定氮消化、蒸馏装置
的速度离心5~10min,倾出上清液保存为储备液.吸取1.0mL滤液于10mL容量瓶中,加8mol/L尿素的氢氧化钠溶液定容,充分振摇2min,将滤液置于比色皿中,以8mol/L尿素的氢氧化钠溶液作参比液,在200~800nm范围内扫描,得到其吸收光谱,最大吸收波长为280nm[6~8],吸收曲线见图2.1.3.6 标准曲线的绘制 分别吸取0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0mL,按1.3.5制备的储备液于10mL容量瓶中,各加8mol/L尿素的氢氧化钠溶
液定容至标线,充分振摇2min,以8mol/L尿素的氢氧化钠溶液作参比液,在其波长为λ=280nm处分别测定其吸光度值并且给出A值.以事先用凯氏定氮测得的样品中蛋白质的含量C为横坐标,吸光度A为纵坐标,绘制标准曲线
,其回归方程为:C=3.2319×A+0.0320,相关系数r=0.9990.说明样品中蛋白质的浓度在0.517~2.069mg/mL范围内,A与浓度C
之间呈良好的线性关系,可按标准曲线法进行定量分析.
内测定吸光度值稳定,因此,样品必须在配制后25~100min内测定吸光度.
图2 吸收曲线
1.3.7 稳定性实验 用与绘制吸收曲线配制相同的方法配制的样品进行稳定性实验,结果表明:样品在25~100min1.3.8 回收率及方法精密度 根据前面确定的测试条件,按上述实验方法制备5个不同浓度的样品,按标准加入标
准物,在测定波长下测定A,求得其平均回收率,标准偏差及RSD,结果分别列于表1和表2.
第4期侯冬岩,等:
奶粉中蛋白质含量的光谱分析
表1 方法精密度
编号
12345
(mg/mL)
39
取样浓度
0.5172
0.77581.03451.29311.5517
λ=280nm)9次测量(
0.5239~0.52810.8400~0.84971.0232~1.02481.2856~1.28501.5284~1.5222
平均值
0.52490.84531.02371.28231.5194
标准偏差
0.00280.00360.00130.00270.0040
变异系数(%)
0.54240.42180.13100.20980.2652(mg/mL)
表2 方法回收率
编号
123
加入前
0.77581.03451.2931
加入量
0.20690.20690.2069
理论值
0.72410.24141.5000
实测值
0.93441.12921.3804
回收率(%)
948991
2 结果与讨论
2.1 样品测定
按1.3.5,.结果如下:红星
全脂甜奶粉,%24.52%,三鹿婴儿奶粉19.26%,伊利全脂甜奶粉18.05%,55%,荷兰顿全脂即溶奶粉8.0%.2.2 方法对比实验
为了验证用光谱法测定奶粉中蛋白质含量方法的可靠性,用凯氏定氮法对被测奶粉样品中蛋白质含量进行了测定,结果见表3.
(%)表3 两种方法测定蛋白质含量比较经典的凯氏定氮法因方法准确、回收率高而被广泛使用,但操
样品名称凯氏定氮法紫外分光光度法作费时确实是其一个严重缺陷,作者在其基础上与光谱法比较,对奶粉测定的相对平均偏差小于0.5%,证明光谱法可以用于定量分
析,且操作简便、快速、结果可靠,适用于奶粉中蛋白质含量的测定.
蛋白质是复杂的含氮有机化合物,在各种不同的食品中蛋白质含量各不相同.一般说来,动物性食品的蛋白质含量高于植物性食品的蛋白质含量,例如:牛肉中蛋白质含量为20.0%左右,鸡肉为20.0%,奶粉一般高于15.0%,牛乳为3.5%,黄鱼为17.0%,带鱼
红星全脂甜奶粉金星低脂高钙奶粉完达山全脂奶粉三鹿婴儿奶粉伊利全脂甜奶粉彼阳牦牛壮骨奶粉荷兰顿全脂即溶奶粉
18.6622.2224.6019.3218.0916.608.05
18.6022.1524.5219.2618.0516.558.01
为18.0%,大豆为40.0%,麦粉为9.0%~15%,稻米为8.5%,菠菜为2.4%,黄瓜为1.0%,柑橘为0.9%,苹果为0.4%等.测定食品中蛋白质的含量,对于评价食品的营养价值[9],合理开发利用食品资源具有极其重要的意义.参考文献:
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(责任编辑:陈 欣)