第六章第四节 蛋白质及氨基酸的测定.ppt
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1、生命科学与技术学院生命科学与技术学院蛋白质及氨基酸的测定蛋白质及氨基酸的测定6.46.4 蛋白质及氨基酸的测定蛋白质及氨基酸的测定一一 概述概述二二 蛋白质的测定方法蛋白质的测定方法三三 氨基酸的测定方法氨基酸的测定方法 生命科学与技术学院生命科学与技术学院蛋白质及氨基酸的测定蛋白质及氨基酸的测定 蛋蛋白白质质是是含含氮氮的的有有机机化化合合物物,分分子子量量很很大大。主主要要由由C C、H H、O O、N N、S S五五种种元元素素组组成成。某某些些蛋蛋白白质质中中还还含含有微量的有微量的 P P、CuCu、FeFe、I I 等。等。蛋白质基本组成单位是氨基酸。蛋白质基本组成单位是氨基酸。一
2、一 概述概述1 1蛋白质的构成蛋白质的构成生命科学与技术学院生命科学与技术学院蛋白质及氨基酸的测定蛋白质及氨基酸的测定蛋蛋白白质质是是生生命命的的物物质质基基础础,蛋蛋白白质质占占人人体体重重量量的的16.3%16.3%,人体,人体11%-13%11%-13%总热量来自蛋白质。总热量来自蛋白质。蛋蛋白白质质是是食食品品重重要要的的营营养养成成分分,是是最最重重要要的的质质量指标,是食品良好色、香、味及品质的保障。量指标,是食品良好色、香、味及品质的保障。2 2蛋白质的作用蛋白质的作用生命科学与技术学院生命科学与技术学院蛋白质及氨基酸的测定蛋白质及氨基酸的测定3 3食物中蛋白质的含量食物中蛋白质
3、的含量食物名食物名称称蛋白质蛋白质含量含量食物名食物名称称蛋白质蛋白质含量含量猪肉猪肉9.5%9.5%苹果苹果0.4%0.4%牛肉牛肉20.0%20.0%柑橘柑橘0.9%0.9%带鱼带鱼 18.0%18.0%菠菜菠菜2.4%2.4%大豆大豆 40%40%黄瓜黄瓜1.0%1.0%生命科学与技术学院生命科学与技术学院蛋白质及氨基酸的测定蛋白质及氨基酸的测定4 4蛋白质换算系数蛋白质换算系数 不同的蛋白质其氨基酸构成比例及方式不同,不同的蛋白质其氨基酸构成比例及方式不同,故各种不同的蛋白质其含氮量也不同,一般蛋白故各种不同的蛋白质其含氮量也不同,一般蛋白质含氮量为质含氮量为16%16%,即一份氮素相
4、当于,即一份氮素相当于6.256.25份蛋白份蛋白质,此数值质,此数值6.256.25称为蛋白质系数称为蛋白质系数。不同种类食品的蛋白质系数有所不同,如玉不同种类食品的蛋白质系数有所不同,如玉米米、肉、肉、蛋为蛋为6.256.25,花生为,花生为5.465.46,大米为,大米为5.955.95,大豆及其制品为大豆及其制品为5.715.71,小麦粉为,小麦粉为5.705.70,牛乳及其,牛乳及其制品为制品为6.386.38。生命科学与技术学院生命科学与技术学院蛋白质及氨基酸的测定蛋白质及氨基酸的测定蛋白质的测定方法分两大类:蛋白质的测定方法分两大类:一类是利用蛋白质的共性即含氮量、肽键和折射率等
5、测一类是利用蛋白质的共性即含氮量、肽键和折射率等测定蛋白质含量;定蛋白质含量;另一类是利用蛋白质中的氨基酸残基、酸性和碱性基因另一类是利用蛋白质中的氨基酸残基、酸性和碱性基因以及芳香基团等测定蛋白质含量。以及芳香基团等测定蛋白质含量。具体测定方法:具体测定方法:凯氏定氮法凯氏定氮法最常用的,国内外应用普遍。最常用的,国内外应用普遍。双缩脲法、染料结合法、酚试剂法双缩脲法、染料结合法、酚试剂法国外:国外:红外分析仪红外分析仪5 5蛋白质测定方法蛋白质测定方法生命科学与技术学院生命科学与技术学院蛋白质及氨基酸的测定蛋白质及氨基酸的测定 在食品和生物材料中常包括蛋白质,可能还包括在食品和生物材料中常
6、包括蛋白质,可能还包括有非蛋白质含氮的化合物(如核酸、含氮碳水化合有非蛋白质含氮的化合物(如核酸、含氮碳水化合物、生物碱等;含氮类脂、卟啉和含氮的色素)。物、生物碱等;含氮类脂、卟啉和含氮的色素)。食品和其原料中蛋白质含量的测定,主要(也是食品和其原料中蛋白质含量的测定,主要(也是最常用的)用凯氏定氮法测定总氮量,然后乘一个蛋最常用的)用凯氏定氮法测定总氮量,然后乘一个蛋白质换算系数。这里也包括非蛋白的氮,所以只能称白质换算系数。这里也包括非蛋白的氮,所以只能称为为粗蛋白粗蛋白的含量。的含量。生命科学与技术学院生命科学与技术学院蛋白质及氨基酸的测定蛋白质及氨基酸的测定由由KieldhlKiel
7、dhl于于18331833年提出,年提出,凯氏定氮法凯氏定氮法是是测定测定总有机氮量较为准确总有机氮量较为准确、操作较为简单的方法之一,操作较为简单的方法之一,可用于所可用于所有动、植物食品有动、植物食品的分析及各种加工食品的分析及各种加工食品的的分析分析,可同时测定多个样品,故,可同时测定多个样品,故至今仍至今仍被作为标准被作为标准检验方法。检验方法。由于食品中由于食品中propro含量不同含量不同,分为凯氏定氮分为凯氏定氮常量法、半微量法和微量法,它们的基本原理都是常量法、半微量法和微量法,它们的基本原理都是一样的。一样的。二二 蛋白质的测定方法蛋白质的测定方法(一一)凯氏定氮法凯氏定氮法
8、生命科学与技术学院生命科学与技术学院蛋白质及氨基酸的测定蛋白质及氨基酸的测定 样样品品与与硫硫酸酸和和催催化化剂剂一一同同加加热热消消化化,使使蛋蛋白白质质分分解解,其其中中碳碳和和氢氢被被氧氧化化为为二二氧氧化化碳碳和和水水逸逸出出,而而样样品品中中的的有有机机氮氮转转化化为为氨氨与与硫硫酸酸结结合合成成硫硫酸酸铵铵。然然后后加加碱碱蒸蒸馏馏,使使氨氨蒸蒸出出,用用硼硼酸酸吸吸收收后后再再以以标标准准盐盐酸酸或或硫硫酸酸溶溶液液滴滴定定。根根据据标标准酸消耗量可计算出蛋白质的含量。准酸消耗量可计算出蛋白质的含量。原理原理1 1 常量凯氏定氮法常量凯氏定氮法生命科学与技术学院生命科学与技术学院
9、蛋白质及氨基酸的测定蛋白质及氨基酸的测定消化消化 总反应式:总反应式:2NH2NH2 2(CHCH2 2)2 2COOH+13HCOOH+13H2 2SOSO4 4 (NHNH4 4)2 2SOSO4 4+6CO+6CO2 2 +12SO+12SO2 2 +16H+16H2 2O OH H2 2SO4SO4 脱水性脱水性脱水性脱水性氧化性氧化性氧化性氧化性测定过程分三步:消化、蒸馏、吸收与滴定测定过程分三步:消化、蒸馏、吸收与滴定生命科学与技术学院生命科学与技术学院蛋白质及氨基酸的测定蛋白质及氨基酸的测定加硫酸钾加硫酸钾 作为增温剂,提高溶液沸点,纯硫酸沸作为增温剂,提高溶液沸点,纯硫酸沸点点
10、340340,加入硫酸钾之后可以提高至,加入硫酸钾之后可以提高至400400以上。也可以上。也可加入硫酸钠,氯化钾等提高沸点,但效果不如硫酸钾。加入硫酸钠,氯化钾等提高沸点,但效果不如硫酸钾。但硫酸钾加入量不能太大,否则温度太高,生成的硫酸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。氢铵也会分解,放出氨而造成损失。加硫酸铜加硫酸铜 作为催化剂。还可以作消化终点指示剂作为催化剂。还可以作消化终点指示剂(做蒸馏时碱性指示剂)。还可以加氧化汞、汞(均有(做蒸馏时碱性指示剂)。还可以加氧化汞、汞(均有毒,价格贵)、硒粉、二氧化钛。毒,价格贵)、硒粉、二氧化钛。生命科
11、学与技术学院生命科学与技术学院蛋白质及氨基酸的测定蛋白质及氨基酸的测定 蒸馏:蒸馏:在消化完全的样品溶液中加入浓氢氧化钠使呈在消化完全的样品溶液中加入浓氢氧化钠使呈碱性,加热蒸馏,即可释放出氨气,反应方程式如下:碱性,加热蒸馏,即可释放出氨气,反应方程式如下:吸收与滴定:吸收与滴定:氨气用硼酸溶液吸收,完全后,用盐氨气用硼酸溶液吸收,完全后,用盐酸标准溶液滴定,因硼酸呈微弱酸性,用酸滴定不影响指示酸标准溶液滴定,因硼酸呈微弱酸性,用酸滴定不影响指示剂的变色反应,但它有吸收氨的作用,吸收及滴定的反应方剂的变色反应,但它有吸收氨的作用,吸收及滴定的反应方程式如下:程式如下:2N2NaOHOH (N
12、H(NH4 4)2 2SOSO4 4 2NH2NH3 3 NaNa2 2SOSO4 4 2H2H2 2O O 2NH 2NH3 3+4H4H3 3BOBO3 3=(NH=(NH4 4)2 2B B4 4O O7 7+5H+5H2 2O O (NH (NH4 4)2 2B B4 4O O7 7+2HCl+5H+2HCl+5H2 2O=2NHO=2NH4 4Cl+4HCl+4H3 3BOBO3 3酒红色酒红色蓝绿色蓝绿色 蓝绿色蓝绿色微红色微红色 生命科学与技术学院生命科学与技术学院蛋白质及氨基酸的测定蛋白质及氨基酸的测定具体操作具体操作生命科学与技术学院生命科学与技术学院蛋白质及氨基酸的测定蛋白
13、质及氨基酸的测定生命科学与技术学院生命科学与技术学院蛋白质及氨基酸的测定蛋白质及氨基酸的测定样品消化:样品消化:准确称取均匀的固体样品准确称取均匀的固体样品0.53g,或或半固体样品半固体样品25g,或吸取溶液样品或吸取溶液样品1525ml。小心小心移入干燥的凯氏烧瓶中移入干燥的凯氏烧瓶中(勿粘附在瓶壁上勿粘附在瓶壁上)。加入。加入0.51g硫酸铜硫酸铜、10g硫酸钾及硫酸钾及25ml浓硫酸,小心摇匀后,浓硫酸,小心摇匀后,瓶颈瓶颈45角倾斜置电炉上,在通风橱内加热消化角倾斜置电炉上,在通风橱内加热消化。先先以小火缓慢加热,待内容物完全炭化以小火缓慢加热,待内容物完全炭化、泡沫消失后,泡沫消失
14、后,加大火力消化至溶液呈蓝绿色,继续加热加大火力消化至溶液呈蓝绿色,继续加热0.5h,冷冷却至室温。却至室温。具体操作具体操作生命科学与技术学院生命科学与技术学院蛋白质及氨基酸的测定蛋白质及氨基酸的测定生命科学与技术学院生命科学与技术学院蛋白质及氨基酸的测定蛋白质及氨基酸的测定样品蒸馏样品蒸馏:按图装好蒸馏装置按图装好蒸馏装置,冷凝管下端浸入接冷凝管下端浸入接受瓶液面之下(瓶内预先装有受瓶液面之下(瓶内预先装有50ml40gL硼酸溶液及混硼酸溶液及混合指示剂合指示剂56滴)。凯氏烧瓶内滴)。凯氏烧瓶内,加入加入200ml蒸馏水蒸馏水、玻璃珠数粒,从安全漏斗中玻璃珠数粒,从安全漏斗中慢慢慢慢加入
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