04 第八章 食品中蛋白质和氨基酸的测定.ppt

第1页：第八章 蛋白质和氨基酸的测定

第八章 食品中蛋白质和氨基酸的测定。一、测定意义：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。

食品和生物材料中除蛋白质外，还可能包括非蛋白质含氮化合物（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）。

第2页：蛋白质是生命的物质基础

蛋白质是生命的物质基础，人体 11%~13% 的总热量来自蛋白质。无论动物、植物都含有蛋白质，只是含量及类型不同。蛋白质是食品最重要的质量指标，其含量与分解产物直接影响食品的色、香、味。

第3页：常见食品的蛋白质含量

一般说来，动物性食品的蛋白质含量高于植物性食品。测定蛋白质含量对评价营养价值、开发利用食品资源、提高产品质量、优化配方、指导经济核算及生产过程控制均具有重要意义。

第4页：蛋白质的分类与性质

二、蛋白质和氨基酸的分类；三、蛋白质的一般性质：1．物理性质；2．化学性质。

第5页：蛋白质测定方法的分类

第二节 蛋白质的测定：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、酸性和碱性基团以及芳香基团等测定蛋白质含量。

• 具体方法：凯氏定氮法最常用，国内外应用普遍；另有双缩脲反应、染料结合反应、酚试剂法；国外还有红外分析仪

第6页：常量凯氏定氮法概述

一、常量凯氏定氮法：食品和其原料中蛋白质含量的测定主要（也是最常用）用凯氏定氮法测定总氮量，然后乘一个蛋白质换算系数；由于也包括非蛋白的氮，所以只能称为粗蛋白的含量（马铃薯等非蛋白氮多的要单测）。

第7页：蛋白质换算系数

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 / 16% = N × 6.25 = 蛋白质含量。

凯氏定氮法由 Kieldahl 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。

第8页：凯氏定氮法的原理

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。

1. 用 H₃BO₃ 吸收后再以标准 HCl 溶液滴定，根据标准酸消耗量计算蛋白质含量
2. 也可用过量的标准 H₂SO₄ 或标准 HCl 溶液吸收，再以标准 NaOH 滴定过量的酸

第9页：消化步骤与反应式

步骤：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。为加快消化速度，一般添加硫酸钾、硫酸铜等催化剂，也可加入氧化剂。

第10页：催化剂的作用

1. 加硫酸钾：作为增温剂提高溶液沸点，纯硫酸沸点 340 ℃，加入硫酸钾后可提高至 400 ℃ 以上；也可加硫酸钠、氯化钾等，但效果不如硫酸钾
2. 加硫酸铜：作为催化剂，还可作消化终点指示剂（做蒸馏时碱性指示剂）；也可加氧化汞、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

装置需防止爆沸。

第11页：蒸馏与硼酸吸收

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），国标用亚甲基蓝 + 甲基红。

第12页：过量酸吸收回滴法

<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。

结果计算：注意 F 为氮换算为蛋白质的系数，一般为 6.25，也可查表。

第13页：凯氏定氮的注意事项

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
3. 消化时应不时转动凯氏烧瓶，以便利用冷凝酸液将附在瓶壁上的固体残渣洗下，促进消化完全

第14页：消化过程的问题处理

④ 样品中若含脂肪较多，消化过程中易产生大量泡沫，为防止泡沫溢出瓶外，开始消化时应用小火加热并时时摇动，或加入少量辛醇、液体石蜡或硅油消泡剂，同时注意控制热源强度。

⑤ 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 mL 后再继续加热消化。

⑥ 取样量较大（如干试样超过 5 g）时，可按每克试样 5 mL 的比例增加硫酸用量。

第15页：消化终点与蒸馏注意

⑦ 一般消化至呈透明后继续消化 30 分钟即可；含赖氨酸、组氨酸、色氨酸、酪氨酸或脯氨酸等难氨化样品需适当延长消化时间。有机物分解完全时消化液呈蓝色或浅绿色，含铁量多时呈较深绿色。

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，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。

第16页：

本页源文件未提取到文字内容，仅有图片（凯氏定氮消化蒸馏装置图）。建议对照原课件图片补充本页要点说明。

第17页：蛋白质的比色法

二、比色法：利用蛋白质与特定试剂的显色反应进行比色测定。

第18页：氨基酸总量的测定

第三节 氨基酸总量的测定：

1. 单指示剂和双指示剂甲醛滴定法
2. 茚三酮比色法
3. 氨基酸自动分析仪法（简介）

第19页：食品添加剂的概念

第九章 食品添加剂的检验。第一节 概述：一、食品添加剂的概念、分类和测定意义。

食品添加剂

指为改善食品品质和色、香、味以及防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质；这些物质本身不作为食用目的，也不一定有营养价值，但不包括污染物、残留农药。

第20页：食品添加剂的分类

2．分类：食品添加剂的种类很多，按其来源分为天然食品添加剂和化学合成添加剂。

天然食品添加剂

利用动、植物组织或分泌物及以微生物的代谢产物为原料，经过提取、加工所得到的物质，如 Vc、淀粉糖浆、植物色素等

化学合成添加剂

通过一系列化学手段所得到的有机或无机物质

第21页：添加剂测定意义与管理

3．测定意义：为了保障食品安全！

二、食品添加剂的使用及管理。

第22页：添加剂的分离与测定

第二节 食品添加剂的测定：食品添加剂的检测也是先分离再测定。

• 分离：蒸馏法、溶剂萃取法、色层分离等
• 测定：比色法、紫外分光光度法、TLC、HPLC 等

第23页：发色剂的发色机理

一、发色剂的测定：发色剂又名护色剂或呈色剂，是能够使肉与肉制品呈现良好色泽的物质，常用的有亚硝酸盐、硝酸盐。

发色机理：亚硝酸盐和硝酸盐 → 亚硝基（NO）+ 肌红蛋白 → 亚硝基肌红蛋白（MbNO）→ 巯基（—SH）→ 亚硝基血色原（鲜红色），从而赋予食品鲜艳的红色。同时亚硝酸盐对抑制微生物增殖有一定作用，与食盐并用可增加抑菌，对肉毒梭状芽孢杆菌有特殊抑制作用。

第24页：发色剂的毒性

发色剂的毒性：亚硝酸盐和硝酸盐作为食品添加剂，过多地使用对人体产生毒害作用，亚硝酸盐与仲胺反应生成具有致癌作用的亚硝胺。

1．亚硝酸盐的测定（GB/T 5009.33—2003《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》）。

第25页：盐酸萘乙二胺比色法

盐酸萘乙二胺比色法。

原理

样品经沉淀蛋白质、除去脂肪后，在弱酸条件下亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化，再与盐酸萘乙二胺偶合形成紫红色染料，其最大吸收波长为 538 nm，可测定吸光度并与标准比较定量。

注意：盐酸萘乙二胺有致癌作用，使用时应注意安全。

第26页：硝酸盐测定的镉柱法

2．硝酸盐的测定——镉柱法。

原理

样品经沉淀蛋白质、去除脂肪后得到提取液，将提取液通过镉柱，在 pH 9.6～9.7 的氨缓冲液中使其中的硝酸根还原为亚硝酸根，然后利用盐酸萘乙二胺法测定亚硝酸盐的总量，由总量减去还原前亚硝酸盐含量即为由硝酸盐还原产生的亚硝酸盐含量，再乘以换算系数即得硝酸盐含量。

第27页：镉柱还原反应

在镉柱中，镉定量地将 NO₃⁻ 还原成 NO₂⁻：Cd + NO₃⁻ → CdO + NO₂⁻。镉柱经使用后用稀盐酸除去表面的氧化镉可重新使用：CdO + 2HCl → CdCl₂ + H₂O。

第28页：镉柱操作注意与其他方法

注意：在制取海绵状镉和装填镉柱时最好在水中进行，勿使镉粒暴露于空气中以免氧化。

3．其他方法：紫外分光光度法同时测定硝酸盐和亚硝酸盐；荧光法测定亚硝酸盐含量；离子选择性电极法测定硝酸盐；气相色谱法测定硝酸盐和亚硝酸盐。

第29页：天然色素的特点

二、食用合成色素的测定：食用色素按来源可分为天然色素及人工合成色素两大类。

• 天然色素：从动、植物组织中提取，目前我国开发有 80 余种，如红曲米粉、辣椒红、辣椒黄、姜黄、叶绿素铜钠盐、虫胶、番茄红素、红花黄、焦糖色、胡萝卜素、黄酮类色素等
• 优点：安全性相对高，有的有营养价值（个别有毒，如藤黄剧毒）；缺点：稳定性差、着色能力差、难以调出任意色泽，且资源较短缺

第30页：合成色素的特点

• 合成色素：用有机物合成，主要来源于煤焦油及其副产品，资源十分丰富，具有稳定性好、色泽鲜艳、附着力强、能调出任意色泽等优点，因而得到广泛应用，但具有一定毒性，使用范围及用量须加以限制
• 常用的合成色素有：苋菜红、胭脂红、赤藓红、桔黄、柠檬黄、日落黄、靛蓝、亮蓝等

第31页：常见合成色素种类

1．几种常见合成色素的分子结构：苋菜红、胭脂红、柠檬黄、日落黄、靛蓝、亮蓝。

第32页：合成色素的提取

2．合成色素的提取：聚酰胺吸附色素。

第33页：色素的定性与定量分析

3．定性分析；4．定量分析；5．薄层层析法、高效液相色谱法测定的基本要求。

第34页：糖精钠的测定

三、甜味剂的测定——糖精钠的测定：糖精是应用较为广泛的人工甜味剂，其学名为邻—磺酰苯甲酰亚胺。

第35页：糖精钠的三种测定法

1. HPLC 法
2. 酚磺酞比色法：样品中的糖精钠在酸性条件下用乙醚提取分离后，与酚和硫酸在 175 ℃ 作用生成酚磺酞，再与氢氧化钠反应产生红色溶液，与标准系列比较定量。本法受温度影响较大，应严格控制在 175±2 ℃ 反应 2 小时；苯甲酸等有机物有干扰，需通过碱性氧化铝层析柱排除
3. 紫外分光光度法

第36页：防腐剂的作用与原则

四、防腐剂的测定：防腐剂是能防止腐败、变质、抑制食品中微生物繁殖、延长食品保存期的一类物质的总称。虽然有些防腐剂被认为比较安全，但长期或大量使用不行，应尽量少用甚至不用。防腐剂还在烟草、化妆品、牙膏、药品中应用。

第37页：防腐剂的品种与禁用物

第38页：苯甲酸的性质与代谢

1．苯甲酸的测定：苯甲酸又名安息香酸，为白色有丝光的鳞片或针状结晶，微溶于水，使用不便，实际生产多用其钠盐。苯甲酸钠易溶于水和乙醇，难溶于有机溶剂，与酸作用生成苯甲酸。

苯甲酸及其钠盐主要用于酸性食品的防腐，在 pH 2.5—4 抑菌作用较强，pH > 5.5 时抑菌效果明显减弱，对霉菌和酵母菌效果甚差。进入人体后大部分与甘氨酸结合形成无害的马尿酸，其余与葡萄糖醛酸结合生成苯甲酸葡萄糖醛酸甙从尿中排出，不在人体积累，毒性较小。

第39页：苯甲酸测定的滴定法

1. 滴定法测苯甲酸（适于样品中苯甲酸含量 0.1% 以上）：苯甲酸微溶于水，用乙醚从样品中提取，蒸去乙醚后以标准 NaOH 滴定；若样品中是苯甲酸钠，先让其与酸作用生成苯甲酸再按上法测定
2. 其他方法：薄层色谱法、紫外分光光度法、气相色谱法

第40页：山梨酸的测定

2．山梨酸的测定：山梨酸又名花楸酸（CH₃CH=CHCH=CHCOOH），为无色、无嗅的针状结晶，难溶于水；山梨酸钾易溶于水，难溶于有机溶剂，与酸作用生成山梨酸。比苯甲酸更安全，在体内最后成 CO₂ 和水。

测定方法有：硫代巴比妥酸比色法、紫外分光光度法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法。

第41页：漂白剂的测定

五、漂白剂的测定：漂白剂是为使食品保持特有的色泽、退色或不褐变，依靠漂白剂的氧化或还原能力破坏食品的变色因子。

1. 食品中的漂白剂本身无营养价值
2. 要严格控制使用量，因为对人体健康有一定影响
3. 要求对食品的品质、营养价值及保存期不应有不良影响

二氧化硫及亚硫酸钠的测定方法有多种。

第42页：盐酸副玫瑰苯胺比色法

1．盐酸副玫瑰苯胺比色法（国标中第一法）。

原理

亚硫酸盐或二氧化硫与四氯汞钠反应生成稳定的络合物，再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫红色物质，其色泽深浅与亚硫酸含量成正比，可比色测定。

第43页：副玫瑰苯胺的显色反应

副玫瑰苯胺 → 盐酸副玫瑰苯胺（黄色）。

第44页：

本页源文件未提取到文字内容，仅有图片（副玫瑰苯胺显色反应式）。建议对照原课件图片补充本页要点说明。

第45页：比色法的说明与注意

说明：

1. 颜色较深的样品需用活性炭脱色
2. 样品中加入四氯汞钠吸收液后，溶液中的二氧化硫含量在 24 小时之内稳定，测定需在 24 小时内进行（四氯汞钠作为萃取剂，若用水萃取易造成 SO₂ 丢失，20 ℃ 时 1 体积水溶解 40 体积 SO₂）
3. 此方法适用于含 SO₂ < 50 ppm 的样品，含量高时适于用碘量法及中和法测定
4. 四氯汞钠毒性甚大，有人研究用 EDTA 代替

第46页：蒸馏滴定法测二氧化硫

2．蒸馏滴定法。

原理

在密闭容器中对样品进行酸化并加热蒸馏，蒸出二氧化硫，然后用乙酸铅溶液吸收，用浓盐酸酸化，再用碘标准溶液滴定。

第47页：抗氧化剂的测定

六、抗氧化剂的测定：BHA、BHT、PG——全称、分离和测定。

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