牛奶中蛋白质检测方案(定氮仪)

2009年5月第30卷第5期食品研究与开发检测分析一96 微波消解一凯式定氮法测定牛奶中蛋白质含量 沈文，陈均志，代春吉 (陕西科技大学化学与化工学院，陕西西安710021) 摘 要：建立微波消解一凯式定氮法测定牛奶中蛋白质含量的方法，采用密闭微波消解样品，优化微波消解条件。方法的相对标准偏差 RSD 为 1.82%，回收率在 98.8%~101.7%之间。 关键词：微波消解；凯式定氮；牛奶；蛋白质 DETERMINATION OF PROTEIN CONTENT IN MILK BY MICROWAVE DIGESTION-KJELDAHL SHEN Wen， CHEN Jun-zhi，DAI Chun-ji (College of Chemistry and Chemical engineering ， Shaanxi University of Science & Technology， Xi’an 710021，Shaanxi， China) Abstrac t： A method of microwave digestion-kjeldahl for the determination of protein content in milk wasdeveloped. Microwave digestion conditions were optimized. The RSD is 1.82 %， the recovery is 98.8 %-101.7 %. Key words： microwave digestion； kjeldahl； milk； protein 凯式定氮法是测定蛋白质含量的法定方法"，测定结果稳定、准确，但此方法存在消解时间长，使用消解溶剂用量大，易造成环境污染等缺点。而微波消解具有操作简便、消解速度快、所需消解溶剂少、消解能力强等优点。本文采用微波消解法代替凯式定氮法中的消化方式，减少了试剂用量，缩短了消解时间。试验表明，该测定方法与传统的凯式定氮法无显著性差异，适用于大批量蛋白质含量的测定。 材料与方法 1.1 仪器 MDS-2003F 微波消解仪：上海新仪微波化学科技有限公司；凯式定氮蒸馏装置；KDN-08C型恒温消解仪；FA2004型电子天平；可调温电炉。所用玻璃仪器均以20%硝酸浸泡过夜，用水冲洗，去离子水冲洗干净。 1.2 主要试剂 硫酸，优级纯；过氧化氢(30%)，分析纯；硫酸铵(标准品)；氢氧化钠溶液(400 g/L)；硼酸溶液(20 g/L)；盐酸标准溶液(0.050 8 mol/L)；甲基红-溴甲酚绿混合 ( 基金项目：国家“十五”重大科技专项(2002BA518A17)；陕西科技大学B类科研创新团队资助(SUST-B04) ) ( 作者简介：沈文(1982一)，男(汉)，硕士研究生，主要从事药物新型材料及分析检测技术研究。 ) 指示剂(1份0.1%甲基红乙醇溶液与5份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液临用时混合)。 1.3 方法 1.3.1 样品消化 准确称取 0.5g样品放入消解罐中，加入3mL硫酸和 1.5 mL 过氧化氢，盖好密封碗，装好罐，在设定的消解程序下进行消解处理，如样品消解不完全有黑色碳粒，可再加入0.5 mL 硫酸和0.5 mL过氧化氢继续消解。消解完毕，待消解罐充分冷却后，将消解液转移至25 mL容量瓶中，用少量去离子水洗涤盖子、安全阀和消解罐的内壁一并转入容量瓶，用去离子水定容待测。同时做空白试验。 1.3.2 样品测定 取5mL消化好的样品溶液进行凯式定氮蒸馏，加入一定量的40%的氢氧化钠溶液使蒸馏器内的内溶物变棕色为止，馏出液用0.050 8 mol/L 的标准盐酸滴定，溶液颜色由蓝色变为紫红色为滴定终点，计算蛋白质含量。 式中：M为标准盐酸的摩尔浓度，mol/L；V为滴定样品时消耗盐酸溶液的体积，mL；Vz为滴定空白消化液时消耗盐酸的体积，mL；W 为样品的重量，g；14为氮的相对原子量。 2 结果与讨论 2.1 微波消解的程序 微波消解是近年来产生的一种崭新的样品处理技术，它结合了高压消解和微波快速加热两方面的性能。该法的优点是：①微波加热是“内加热”，具有加热速度快、加热均匀、无温度梯度、无滞后效应等特点。②消解样品的能力强，特别是一些难溶样品，传统的消解方式需要数小时甚至数天，而微波消解只需要几分钟至十几分钟。③溶剂用量少，用密封容器微波溶样时，溶剂没有蒸发损失，一般只需溶剂 5 mL~10 mL。④减少了劳动强度，改善了操作环境，避免了有害气体排放对环境造成的污染。⑤由于样品采用密闭消解，有效地减少了易挥发元素的损失。微波消解的一般程序见表1。 表1微波消解的程序 Table 1 Program of microwave digestion 步骤 功率/W 时间/min Steps Power/W Time/min 1 250 2 2 300 2 3 400 4 500 5 5 600 3 2.2 微波消解时样品的取样量 在确定各待测元素的测定手段和操作方法之后，取样量的多少主要取决于试样的类型及待测元素含量的高低。在相同条件下，取样量少时样品消解质量会更好一些。因此，只要测定方法有足够的灵敏度，应尽可能减少取样量。过大的取样量容易使消解过于剧 烈，引起反应失控。牛奶中含有较多的有机成分，样品在消解过程中会产生大量气体，故取样量不能太大。当不知道样品的组成时，一般取样0.1g先进行消解试验③，根据其消解反应的剧烈程度再决定其后的取样量。 2.3 两种消解方法的比较 分别用国标法和改进的微波消解-凯式定氮法测定牛奶中蛋白质含量，结果表明两种方法消解样品，蛋白质含量测得结果无太大差异。蛋白质含量测定结果见表2。 表2 两种不同消解方法蛋白质测定结果 Table 2Protein analytical results by the different digestionmethods 样品 凯式法/% 微波消解法/% The sample Kjeldahl/% Microwave Digestion Method/% 1 3.21 3.25 2 3.24 3.21 3 3.22 3.28 4 3.22 3.26 5 3.23 3.25 2.4 方法精密度试验 分别取9份牛奶样品，按照改进的微波消解-凯式定氮法测定蛋白质含量，进行精密度试验，9份样品测定结果的相对标准偏差 RSD 为1.82%。 2.5 加标回收率试验 取两种牛奶样品，在微波消解前分别加入一定量的硫酸铵标准物质进行加标回收率试验，经测定样品加标回收率在98.8%~101.7%之间。加标回收率试验结果见表3。 Table 3 Recovery experiment 样品名称 本底值 加标量 总氮量 测定总氮量 加标回收率/% Definite name Background value Amounts of standard addition Total nitrogen Total nitrogen determination The recovery of standard addition/% 牛奶 1/ Milk1 3.21 6.81 10.02 10.15 101.3 3.21 15.20 18.41 18.21 98.9 牛奶 2/Milk2 3.28 6.81 10.09 10.26 101.7 3.28 15.20 18.48 18.25 98.8 3 结论 将蛋白质测定中消解方法改为微波消解法，由于样品与试剂的反应是在密闭的容器内进行的，所以对环境的污染大大减小，采用硫酸和过氧化氢混合液为消解试剂，试剂用量少，消化速度快且消化彻底。仪器在设定的程序下，可自动完成消解操作，操作方便，减轻了分析人员的工作强度，提高了工作效率。 ( 参考文献： ) ( [1] 胡思刚，刘革伟，赵文庆.凯氏定氮法检测脱脂奶粉中蛋白质的 含量[J.饮料工业，2006(2)：48-49 ) ( [2] 蔡志斌，刘俩燕.微波消解技术在测定食品蛋白质含量中的应 用[J].中国卫生检验杂志，2006，16(1)： 114-115 ) ( 3] 但德忠.分析测试中的现代微波制样技术[M].成都：四川大学出 版社，2003：33 ) ( 收稿日期：2008-06-12 ) C China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：//www.cnki.net 建立微波消解—凯式定氮法测定牛奶中蛋白质含量的方法，采用密闭微波消解样品，优化微波消解条件。方法的相对标准偏差RSD 为1.82 ％，回收率在98.8 ％～101.7 ％之间。