格式最标准 本科毕业论文马铃薯淀粉废水中蛋白质含量的测定

马铃薯淀粉废水中蛋白质含量的测定

XXX

（西北师范大学化学化工学院，甘肃兰州730070）

摘要：测定马铃薯淀粉生产中的蛋白质含量，可对研究如何降低马铃薯淀粉生产废水中的有机物含量，减轻废水对环境的污染，实现淀粉生产废水的循环利用提供理论依据。本文建立了用凯氏定氮法测定马铃薯淀粉废水中蛋白质含量的方法，并与标准方法对比，实验证明此方法准确度高，选择性及重现性好。

关键词：马铃薯；蛋白质含量；凯氏定氮法

Determination of Protein in Wastewater of Potato Starch

XXX

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Northwest Normal University,

Lanzhou 730070, Gansu, China)

Abstract：The determination of protein in potato starch wastewater provides theoretical basis on how to reduce the production of organic pollutants, abate wastewater release and recycle starch wastewater. The Kjeldahl method was used to optimize the conditions of protein content in potato starch wastewater. As compared with the standard method, the Kjeldahl method is of higher accuracy, better selectivity and better reproducibility.

Keywords：Potato; Protein content; Kjeldahl method

1 引言

1.1 目前马铃薯淀粉废水中蛋白质的基本情况

中国是世界马铃薯生产大国，马铃薯在我国许多地区广泛种植，马铃薯产业成为中国为数不多的，具有国际竞争力的农业产业，马铃薯产业的发展已经列入当地政府农业产业化规划。马铃薯淀粉的加工是马铃薯的主导产业，特别是高品质的马铃薯淀粉的生产应用量还将大幅度提高。由于淀粉加工工艺设备日臻成熟，形成产业集中投资热点，2006—2008年我国每年都有二十多万吨产能建成投产。每5.5~6.5吨鲜马铃薯生产一吨商品淀粉，加工过程需加入0.5~1.5 倍的软化水洗涤淀粉，排出了大量的废水和废渣，这些工艺废水含有大量的有机物，是高污染的废水，不加处理直接排放将造成严重的环境污染[1]。因此，环境保护问题，严峻地摆在了我们面前。

马铃薯淀粉废水主要来自两个部分。第一部分为清洗马铃薯产生的废水。这部分废水主要成分为马铃薯表面的泥沙，经简单的沉淀处理后就可循环使用。第二部分为提取工段的废水，这部分废水由两个生产阶段产生：一是淀粉乳提取产生的废水，主要是马铃薯自身的含水量，即细胞液，故该废水中的蛋白质含量较高。这部分废水不能循环使用，又因回收蛋白成本费用高，目前全部外排。二是淀粉提取产生的废水，生产过程中对水质的要求高，但用水量小，也称为工艺废水。该废水中主要含有淀粉、蛋白质等有机物[2]，COD(化学需氧量)、BOD（生物需氧量）浓度非常高。目前马铃薯淀粉企业排放的污水主要为细胞液和工艺废水。淀粉废水中蛋白质的测定，可对废水处理前后各项指标及处理成本等各方面因素进行分析，间接反映有机物、COD浓度等提供依据。

1.2 有关蛋白质的测定方法

近年来，人们发展了许多测定蛋白质的方法[1]，如双缩脲法、Folin－酚试剂法、改良的简易Folin－酚试剂法、考马斯亮蓝法[2]、紫外吸收法、染料结合法、水杨酸比色法等[3]，但就方法的准确性、精密度以及应用程度而言，国际经典测定方法—凯氏定氮法为首选[4]。经典的凯氏定氮法试样消化阶段必须有定氮催化剂与硫酸参与，催化剂一般用CuSO4和K2SO4。

在食品中蛋白质含量测定方法中最常用最基本的方法是凯氏定氮法。在

GB5009.5-86中也将其定为法定检测方法，凯氏定氮法有常量凯氏定氮法和微量凯氏定氮法，其原理是样品中含氮有机化合物与浓硫酸共热使蛋白质消化。其中氨与硫酸化合生成硫酸铵，然后加碱蒸馏放出氨，氨用硼酸溶液吸收，再用盐酸标准溶液滴定，求出总氮量换算为蛋白质含量。测定的步骤为消化—蒸馏—吸收—滴定[5,6]。

2 实验部分

2.1 实验原理

马铃薯淀粉废水经加硫酸、催化剂消化使蛋白质分解，其中氮元素与硫酸化合成硫酸铵。然后加碱蒸馏使氨游离，用硼酸溶液吸收后，再用盐酸或硫酸滴定，根据盐酸消耗量，再乘以一定的数值即为蛋白含量，测定的步骤为消化—蒸馏—吸收—滴定[7,8]。其反应步骤如下：

1. 有机物中的氮在强热和CuSO4浓H2SO4作用下，硝化生成（NH4）2SO4反应式为：

2NH2(CH2)2COOH + 13H2SO4→ (NH4)2SO4 + 6CO2↑ + 12SO2↑ + 16H2O↑

2. 在凯氏定氮仪中与碱作用，通过蒸馏释放出NH3，收集于H3BO3溶液中，反应式为：

(NH4)2SO4 + 2NaOH → 2NH3↑+ 2H2O↑ + Na2SO4

2NH3 + 4H3BO3→ (NH4)2B4O7 + 5H2O↑

3. 用已知浓度的H2SO4（或HCl）标准溶液滴定，根据HCl消耗的量计算出氮的含量，然后乘以相应的换算因子，即得蛋白质的含量。

(NH4)2B4O7 + H2SO4 + 5H2O → (NH4)2SO4 + 4H3BO3

2.2 实验试剂

1、催化剂：硫酸铜(CuSO4) 10克、硫酸钾（K2SO4 )150克。（在研钵中混合磨碎配成催化剂。比例为：1:15硫酸铜：硫酸钾）。

硫酸钾（分析纯，莱阳市双双化工有限公司），硫酸铜(分析纯，天津市化学试