蛋白质和氨基酸的测定

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第十章 蛋白质和氨基酸的测定 第一节 概述
1. 蛋白质概况
蛋白质是含氮的有机化合物,分子量很大。主 要由C、 H、 O、 N、 S五种元素组成。某些蛋白质 中还含有微量的 P、Cu、Fe、I 等。 在食品和生物材料中常包括蛋白质,可能还包 括有非蛋白质含氮的化合物,(如核酸、含氮碳水 化合物、生物碱等;含氮类脂、卟啉和含氮的色 素)。
方法2、 溶解11.5 g HgI2 + KI 10 g于适量少 许水,后加水稀释至50 ml,静置后,取其澄清液, 弃去沉淀,储存于棕色瓶中。 • 结果计算: 注意:F——氮换算为蛋白质的系数,一般为 6.25 也可查表。 • 说明: ① 所用试剂溶液应用无氨蒸馏水配制。 ② 消化时不要用强火,应保持和缓沸腾,以免 粘贴在凯氏瓶内壁上的含氮化合物在无硫酸存 在的情况下消化不完全而造成氮损失。
④ 展开:点样完了 ,放入密闭容器中 (展开 槽),倾斜一定角度10~30°,下端浸入展 开剂 1cm ,千万别让溶剂浸过了样点。到离 顶端一部分,取出样板、晾干、显色。
a. 展开剂的有关情况:主要是低沸点的 2 ~ 3 种有 机溶剂组成的溶剂系统,分离效果主要决定于展 开剂的选择,因为吸附剂在一定情况下是恒定的, 吸附剂的选择余地远远小于展开剂的选择。
北京福德泰和科技有限公司
产品名称: 凯氏定氮仪
二、双缩脲法
传统的凯氏定氮法应用范围广,灵敏度高、准 确,不要大仪器,但费时间,有环境污染。 新开发的:双缩脲法、 紫外分光光度法、 染料结合法、 水杨酸比色法等。
1. 原理 脲(尿素)NH2—CO—NH2 加热至150~160℃时, 两分子缩和成双缩脲。 NH2—CO—NH2 + NH2—CO—NH2 NH2—CO—NH—CO—NH2 + NH3 双缩脲能和硫酸铜的碱性溶液生成紫色络和物,这 种反应叫双缩脲反应。(缩二脲反应) 蛋白质分子中含有肽键 —CO—NH— 与双缩脲结构 相似。在同样条件下也有呈色反应,在一定条件下, 其颜色深浅与蛋白质含量成正比,可用分光光度计 来测其吸光度,确定含量。(560nm)
大致确定其含量。
• Rf = a / b
溶剂前沿 b 样点 a
点样原点
• 优点: ① 展开时间短,一般在20—30分钟,展开距离 通常只需10 cm,且分离效果好。 ② 层析后得到的斑点小而清晰。 ③ 能够使用多种显色剂。 ④ 点样量少,灵敏度高。(比纸层析高10—100 倍) 精确到0.01ug。 ⑤ 也可用于大量分离>500 mg,作为样品制备 层析。 • 缺点:Rf值重现性比纸上层析差。 • 分类:按层析的原理可分为:吸附、分配、 离子交换、凝胶等。
(一)原理:
取一定量经水解的样品溶液,滴在制好的薄层
板上,在溶剂系统中进行双向上行法展开,样品各
组分在薄层板上经过多次的被吸附、解吸、交换等 作用,同一物质具有相同的Rf值,不同成分则有不
百度文库同的Rf值,因而各种混合物可达到彼此被分离的目
的。然后用茚三酮显色,与标准氨基酸进行对比,
鉴别各种氨基酸种类,从显色斑点颜色的深浅可以
<1>加硫酸钾 作为增温剂,提高溶液沸点,
纯硫酸沸点 340℃,加入硫酸钾之后可以提高
至400℃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。
<2> 加硫酸铜 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(均有毒,价格贵)、硒粉、二氧化 钛。 <3> 加氧化剂 如双氧水、次氯酸钾等加速有机 物氧化速度。
⑥ 若取样量较大,如干试样超过5 g 可按每克试 样5 m1的比例增加硫酸用量。
⑦ —般消化至呈透明后,继续消化30分钟即可, 但对于含有特别难以氨化的氮化合物的样品.如 含赖氨酸、组氨酸、色氨酸、酪氨酸或脯氨酸等 时,需适当延长消化时间。有机物如分解完全, 消化液呈蓝色或浅绿色,但含铁量多时,呈较深 绿色。
(二)茚三酮的比色法 原理:氨基酸在一定条件下与茚三酮起反应, 生成蓝紫色化合物,可比色定量。
二.个别氨基酸的定量测定
介绍了8种氨基酸的定量测定方法。
第七节
氨基酸的分离与测定
一.薄层色谱法(薄层层析法(TLC 法) Thin Layer Chromatography 简介: 近年来发展起来的一种微量而快速的层析 方法,它把吸附剂或支持剂均匀的铺在玻璃板 上成一薄层,把样品点在薄层上,然后用合适 的溶剂展开,从而达到分离、鉴定和定量的目 的。因为层析在薄层上进行,所以称为薄层层 析。它的应用范围比纸上层析更广泛,常用来 分析氨基酸、农药残留量、黄曲霉毒素等。
5.操作方法:采用凯氏法测出的蛋白质样品为 标准样绘标准曲线。
三.紫外吸收法 1.原理:利用蛋白质的特有基团, R │ (— NH—CH—CO) 对紫外光有吸收作用在280 nm下,吸光度与蛋白 质浓度成直线关系,求含量。
2.适用范围:常用于生物化学工作,因为干扰因 素多,故在食品分析领域应用不广泛。
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 后乘一个蛋白质换算系数。这里也包括非蛋白的 氮,所以只能称为粗蛋白的含量(但马铃薯等非 蛋白氮多的要单测)。 蛋白质是生命的物质基础,人体11%~13%总 热量来自蛋白质。无论动物、植物都含有蛋白质, 只是含量及类型不同。 蛋白质是食品的最重要质量指标,其含量与 分解产物直接影响食品的色、香、味。
(三)操作方法: ① 薄层板制备 ② 样品液制备 ③ 点样:距薄板底端2cm处,用针画一标记作为 原点。再以点样距扳子宽窄可点几个点同时 展开,点与点之间间隔1~2cm。 a.可用毛细玻璃管、微量吸管或微量注射器。注 意要等一个点干了再点另一个点。 b.用一小直径ф 3 mm 滤纸片,浸入样液,埋到 板子上先挖好一个小洞穴。
③ 消化时应注意不时转动凯氏烧瓶,以便利用冷 凝酸液将附在瓶壁上的固体残渣洗下,并促进其消 化完全。 ④ 样品中若含脂肪较多时,消化过程中易产生 大量泡沫,为防止泡沫溢出瓶外,在开始消化 时应用小火加热,并时时摇动;或者加入少量 辛醇或液体石蜡或硅油消泡剂,并同时注意控 制热源强度。 ⑤ 当样品消化液不易澄清透明时,可将凯氏烧 瓶冷却,加入30%过氧化氢 2—3 m1 后再继续 加热消化。
3.主要仪器:
① 紫外分光光度计

离心机(3000 — 5000 r/min)
4.操作:用凯氏法测定作标样做标准曲线
第六节
氨基酸定量测定
一.氨基酸的一般定量测定 (一)甲醛滴定法 1.原理:氨基酸本身有碱性 —NH2— 基,又有 酸性 —COOH 基,成中性内盐,加入甲醛 溶液后,与 —NH2— 结合,碱性消失,再 用强碱来滴定 —COOH 基。
① 用 H3 BO3吸收后再以标准 HCl 溶液滴定。根 据标准酸消耗量可以计算出蛋白质的含量。 ② 也可以用过量的标准 H 2 SO 4 或标准 HCl 溶液 吸收后再以标准NaOH滴定过量的酸。
整个过程分三步:消化、蒸馏、吸收与滴定 1. 消化 总反应式:
2NH2(CH2)2COOH+13H2SO4 (NH4)2SO4+6CO2+12SO2+16H2O 一定要用浓硫酸(98%)
10-2 10-2
三、 自动凯氏定氮法
1、原理及适用范围同前 2、特点:
(1)消化装置用优质玻璃制成的凯氏消化瓶,红 外线加热的消化炉。 (2)快速:一次可同时消化8个样品,30分钟可消 化完毕。 (3)自动:自动加碱蒸馏,自动吸收和滴定,自 动数字显示装置。可计算总氮百分含量并记录,12 分钟完成1个样。
b.展开剂的选择方法: Ⅰ.微量圆环法。 Ⅱ.用小载波片试验,微量展开剂展开5cm。 Ⅲ.图解法: 样品极性小,选吸附剂活性高,展开剂极性低的。 样品极性大,选吸附剂活性低,展开剂极性高。 • 有机溶剂极性由小到大为: 石油醚、环己烷、四氯化碳、三氯乙烷、甲苯、 苯、二氯甲烷、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、丙酮、 正丙醇、乙醇、甲醇、水、吡啶、有机酸类等。
N = N×6.25 = 蛋白质含量 16%
一、 凯氏定氮法
由Kieldhl于1833年提出,现发展为常量、 微量、自动定氮仪法,半微量法及改良凯氏法。
(一)常量凯氏定氮法
1. 原理
样品与浓硫酸和催化剂一同加热消化,使蛋 白质分解,其中碳和氢被氧化为二氧化碳和水逸 出,而样品中的有机氮转化为氨与硫酸结合成硫 酸铵。然后加碱蒸馏,使氨蒸出。
仪器:要防止 爆沸。
2. 蒸馏
消化液 + 40% 氢氧化钠加热 蒸馏,放出氨 气。
3. 吸收与滴定 <1>用4%硼酸吸收,用盐酸标准溶液滴定,指示 剂用混合指示剂(甲基红—溴甲基酚绿混合指 示剂)国标用亚甲基兰+甲基红。 指示剂 红色 吸收 绿色 滴定 红色
(酸) (碱) (酸)
<2> 用过量的 H2SO4 或 HCl 标准溶液吸收,再 用 NaOH 标准溶液滴定过剩的酸液,用甲基红 指示剂。
⑧ 蒸馏装置不能漏气。
⑨ 蒸馏前若加碱量不足,消化液呈蓝色不生成 氢氧化铜沉淀,此时需再增加氢氧化钠用量。
氢氧化铜在70~90℃时发黑。
⑩ 蒸馏完毕后,应先将冷凝管下端提离液面清 洗管口,再蒸1分钟后关掉热源.否则可能造成 吸收液倒吸。
二、 微量凯氏定氮法
1、原理及适用范围同前 2、与常量法不同点: 加入硼酸量有50 ml 可用微量滴定管。 10 ml, 0.01 mol/L , 滴定用盐酸浓度由0.1 mol/L
• 操作方法: 以奈氏试剂——〔Nessler试剂,K2(HgI4)〕 检验NH4+离子,遇铵根,离子析 出黄色或红棕色沉淀。 配制 方法1、 3.5 g KI + 1.3 g HgCl2 溶于70 毫升 水。加30毫升4 mol/L氢氧化钠(或氢氧化钾)溶 液,必要时过滤,并存于玻璃瓶中盖紧口。
注:测蛋白质时叫双缩脲法,并不另加双缩脲。 样品不用消化
2. 方法特点及应用范围
本法灵敏度较低,但操作简单快速,故在生物化学 领域中测定蛋白质含量时常用此法。本法亦适用于 豆类、油料、米谷等作物种子及肉类等样品测定。 3.主要仪器: 分光光度计,离心机(4000 r/min) 4. 试剂: (1) 碱性硫酸铜溶液 (2) 四氯化碳
各种氨基酸的分离与定量——色谱技术。 有多种氨基酸分析仪。
第二节 蛋白质的定性测定
一、蛋白质的一般显色反应 电泳或纸层析之后用一些染料与蛋白质结合 并变色。 二、复合蛋白质的显色反应 (一)糖蛋白的显色(3种方法) (二)脂蛋白的显色(2种方法)
第三节 蛋白质的定量测定
一般说来,动物性食品的蛋白质含量高于植物 性食品。例如牛肉中蛋白质含量为 20.0% 左右, 猪肉 9.5%, 兔肉 21%, 鸡肉 20%, 牛乳 3.5%, 带鱼 18.0%, 大豆 40%,
2.特点:适用于发酵工业,如发酵液中含氮量,其 发酵过程中氮量减少情况等。(适于食品 中游离氨基酸的测定)
3.双指示剂: ① 40%中性甲醛溶液:以百里酚酞作指示剂,用 氢氧化钠将40%甲醛中和至蓝色。 ② 0.1%百里酚酞乙醇溶液, ③ 0.1%中性红50%乙醇溶液, ④ 0.1 mol/L 氢氧化钠标准溶液。 4.操作:同时取两份样: ① + 中性红指示剂,用氢氧化钠直接滴,中和 样液中其它酸性物质。 ② + 百里酚酞+ 中性甲醛+ NaOH 滴,中和了 样液中氨基酸的羧基与其它酸性物质的总 和。 二者之差可计算氨基酸含量
面粉 9.9%,
苹果 1.4%
菠菜 2.4%,
黄瓜 1.0%,
测定食品中的蛋白质的含量,对于评价食品的 营养价值,合理开发利用食品资源、提高产品质 量、优化食品配方、指导经济核算及生产过程控 制均具有极其重要的意义。
•一些蛋白质的含氮量 一般为 15%~ 17.6%,有的上下浮动 可以测出总氮 N
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 射率等测定蛋白质含量; 另一类是利用蛋白质中的氨基酸残基、酸性和 碱性基因以及芳香基团等测定蛋白质含量。 具体测定方法:
凯氏定氮法——最常用的,国内外应用普遍。 双缩脲反应、染料结合反应、酚试剂法 国外: 红外分析仪
氨基酸总量——酸碱滴定法测定。
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