蛋白質是構成一切細胞和組織結構必不可少的成分。它是人類生命活動最重要的物質基礎。在人體細胞中,蛋白質約占1/ 3 , 成年人體內平均約含蛋白質16.3 %。蛋白質在人體內的主要功能是: (1) 構成酶、激素、抗體以及機體組織。(2) 促進人體生長發育。(3) 維持毛細血管滲透壓。(4) 供給人體部分能量。在生命活動中蛋白質無處不在,而且具有多種多樣的重要功能。生物體一旦失去蛋白質,一切生命活動即將停止,生命終結。所以說,蛋白質是生命物質,也是食品中重要的營養指標。

      食品中的蛋白質是復雜的含氮有機化合物,分子量很大,他們由20 種氨基酸通過酰胺鍵以一定的方式結合起來,并具有一定的空間結構,所含的主要化學元素為C、H、O、N ,含氮則是蛋白質區別于其他有機化合物的主要標志,凱氏定氮法測定食品中蛋白質即是通過測定氮的含量,然后乘以蛋白質的換算系數得到蛋白質的含量。

1 　凱氏定氮法的原理

凱氏定氮法測定食品中蛋白質的原理是樣品與濃硫酸、硫酸鉀、硫酸銅一同加熱消化,使蛋白質分解,其中碳和氫被氧化為二氧化碳和水逸出,而樣品中的有機氮轉化為氨和硫酸結合成硫酸銨,然后加堿蒸餾,使氨蒸出,用硼酸吸收后再以標準鹽酸溶液滴定,根據標準酸消耗量可計算出蛋白質的含量。

2 　蛋白質測定中各步驟的反應方程式

(1) 消化

2NH2 (CH2) 2COOH + 13H2SO4 =(NH4 ) 2SO4 + CO2↑ + SO2↑+ 16H2O

(2) 蒸餾

在消化完全的樣品溶液中加入濃氫氧化鈉是呈堿性,加熱蒸餾即可釋放出氨氣,其反應方程式如下:NaOH + (NH3) 2SO4 = 2NH3↑ + Na2SO4 + H2O

(3) 吸收

加熱蒸餾所放出的氨,可用硼酸溶液進行吸收,其反應方程式如下:

2NH34H2BO3 = (NH4) 2B4O7 + 5H2O

(4) 滴定

(NH4) 2B4O7 + 5H2O + 2HCl = 2NH4Cl + 4H3BO3

3 　凱氏定氮法檢驗中應注意的事項

(1) 樣品應盡量選取具有代表性的,大塊的固體樣品應用粉碎設備打得細小均勻,液體樣要混合均勻。

(2) 稱量放入凱氏燒瓶時,應小心,不要讓樣品粘附在燒瓶的頸部,否則會使頸部上粘附的含氮化合物在無硫酸存在的情況下未消化完全而造成氮損失。

(3) 消化過程中不要用強火,特別是樣品脂肪或糖含量較高時,消化過程中易產生大量泡沫,強火會使樣品溢出瓶外或濺起粘附在凱氏燒瓶壁上無法消化完全而造成氮損失,因此應在開始消化時用小火加熱,保持和緩沸騰,使火力集中在凱氏燒瓶底部。

(4) 消化過程中要不時轉動凱氏燒瓶,以便利用冷凝酸液將附在瓶壁上的固體殘渣洗下并促進其消化完全。

(5) 樣品中脂肪含量過高時,要增加硫酸的量,因消化時脂肪消耗硫酸量大,使硫酸缺少不能生成硫酸銨造成氮損失。

(6) 消化至液體澄清透明后只需繼續加熱0.5h 即可,加熱過久,硫酸不斷被分解,水分不斷逸出而使硫酸鉀濃度增大,沸點升高,易使已生成的銨鹽發生熱分解放出氨而造成損失,特別是蛋白質含量低的食品因此而無法測定。

(7) 在蒸餾前應檢查蒸餾裝置的密封情況,加氫氧化鈉的漏斗要采用水封,避免因蒸餾裝置漏氣造成氨的逸出而影響測定結果。

(8) 滴定用的標準酸必須按照標準配制和標定,標準酸濃度的準確度將影響檢驗數據的準確性。

(9) 為了提高檢測數據的準確性,減少隨機誤差,檢驗一個樣品一定要進行平行試驗。凱氏定氮法測定食品中蛋白質含量的步驟較多,在檢驗過程中應注意以上事項,減少在各步驟中的實驗誤差,以提高檢測結果的準確度。