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07 第四章 一般成分测定六至七节4.ppt

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本课件讲解食品中蛋白质与维生素的测定。蛋白质部分介绍蛋白质系数、凯氏定氮法的消化蒸馏与计算及注意事项,并简述自动定氮仪与快速测定法;维生素部分讲解还原型维生素C的二氯靛酚滴定法、总维生素C的2,4-二硝基苯肼比色法,以及维生素A的三氯化锑比色法与皂化、研磨两种预处理。

第四章食品的一般成分分析封面,标示本章进入一般成分分析中的蛋白质与维生素测定部分
蛋白质测定概述页,说明蛋白质含量差异与构成人体成分等六项生理功用
蛋白质系数对照表,列出小麦粉、畜禽肉、全麦、芝麻、大米、乳类、花生、黄豆八类食品的系数
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第1页:第四章食品的一般成分分析封面

本课件继续第四章《食品的一般成分分析》,本部分讲解第六节蛋白质的测定与第七节维生素的测定。

第2页:蛋白质概述

第六节 蛋白质的测定 一、概述

  • 1、食品中的蛋白质含量:各种不同食品的蛋白质含量各不相同,一般动物性食品的蛋白质含量高于植物性食品
  • 2、蛋白质的生理功用及在食品中的作用:①构成人体的重要成分;②构成体内多种具有重要生理功能的物质;③参与调节和维持体内的酸碱平衡及胶体渗透压;④参与神经冲动的传导、思维活动和遗传信息的传递;⑤提供能量;⑥食品的重要营养指标

第3页:蛋白质系数

蛋白质是复杂的含氮有机化合物,一般蛋白质含氮量为16%,即一份氮素相当于6.25份蛋白质,此数值(6.25)称为蛋白质系数,不同种类食品的蛋白质系数有所不同。

不同食品的蛋白质系数
样品蛋白质系数样品蛋白质系数
小麦粉及其制品5.70大米5.95
畜禽肉及其制品6.25乳类6.38
全麦5.83花生5.46
芝麻5.30黄豆5.71

第4页:蛋白质的测定方法

二、测定方法

  • (一)凯氏定氮法
  • (二)蛋白质快速测定法

第5页:凯氏定氮法原理

1、原理

  • 2NH₂(CH₂)₂COOH + 13H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄ + 6CO₂ + 12SO₂ + 16H₂O
  • (NH₄)₂SO₄ + 2NaOH → 2NH₃ + Na₂SO₄ + 2H₂O

第6页:凯氏定氮法仪器

2、仪器:凯氏烧瓶、可调式电炉、蒸汽蒸馏装置。

第7页:凯氏定氮法试剂

3、试剂

  • (1)硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)
  • (2)硫酸钾
  • (3)浓硫酸
  • (4)40%氢氧化钠溶液
  • (5)4%硼酸溶液
  • (6)0.1mol/L盐酸标准滴定溶液
  • (7)95%乙醇
  • (8)甲基红-次甲基蓝混合指示液:将次甲基蓝(乙醇溶液1g/L)与甲基红(乙醇溶液1g/L)按1+2体积比混合

第8页:

第9页:凯氏定氮法的蒸馏

(2)蒸馏:按下图连接好蒸馏装置,加水至2/3体积处,加数滴甲基橙指示剂和硫酸几毫升,使水呈酸性;夹紧螺旋夹,加热蒸汽发生瓶中的水,检查整套装置是否漏气,不能漏气。

第10页:

第11页:

第12页:

第13页:凯氏定氮法的计算

5、计算:根据滴定消耗的盐酸标准滴定溶液体积计算样品中的氮含量,再乘以相应食品的蛋白质系数,即为蛋白质含量。

第14页:凯氏定氮法注意事项(一)

6、说明及注意事项

  • (1)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,消化中不时转动凯氏烧瓶,以便冷凝酸液洗下附在瓶壁上的固体残渣,促进其消化完全
  • (3)为加速消化,常加入硫酸钾(可提高消化体系溶液温度);硫酸铜(催化剂、消化终点指示剂、蒸馏时碱性反应指示剂)

第15页:凯氏定氮法注意事项(二)

  • (4)样品中若含较多脂肪或糖,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2~3mL后再继续加热消化
  • (6)若取样量较大,如干试样超过5g,可按每克试样5mL的比例增加硫酸用量
  • (7)一般消化至呈透明后,继续消化30分钟即可,一般消化时间约4小时,时间延长可能引起氨的损失。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
  • (8)蒸馏装置不能漏气

第16页:凯氏定氮法注意事项(三)

  • (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
  • (10)硼酸吸收液的温度不应超过40℃,否则对氨的吸收作用减弱,应置于冷水浴中使用
  • (11)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

第17页:自动凯氏定氮仪法

7、自动凯氏定氮仪法:在凯氏定氮法的基础上发展起来的自动凯氏定氮仪法,具有安全、高效、准确的优点。

仪器:消化炉、自动蒸馏装置。

第18页:蛋白质快速测定法

(二)蛋白质快速测定法

  • 双缩脲法
  • 紫外分光光度法
  • 染料结合法
  • 水杨酸比色法

第19页:维生素概述

第七节 维生素的测定

维生素是调节人体各种新陈代谢过程必不可少的重要营养素。

  • 水溶性维生素:维生素B、C等
  • 脂溶性维生素:维生素A、D、E、K

第20页:维生素C的测定方法

总维生素C
包括还原型、脱氢型及二酮古乐糖酸。
常用测定方法
二氯靛酚法(还原型VC)、荧光法、2,4-二硝基苯肼法(总VC)、碘酸法、碘量法。

第21页:二氯靛酚法原理

(一)二氯靛酚法(测定还原型抗坏血酸) 1、原理:还原型抗坏血酸可将2,6-二氯靛酚(粉红色)还原为无色,自身被氧化为脱氢型抗坏血酸。

第22页:抗坏血酸标准溶液的标定

(5)抗坏血酸标准溶液(1mg/mL)标定:吸标液(VC)5mL于三角瓶 → 加6%KI溶液0.5mL → 加1%淀粉3滴 → 用0.001N KIO₃标液滴定到淡蓝色。

第23页:2,6-二氯靛酚溶液的标定

(6)0.02% 2,6-二氯靛酚溶液标定:吸5mL已知浓度VC标液 → 加5mL 1%草酸 → 用染料2,6-二氯靛酚滴定至溶液呈粉红色,15秒不褪色为终点。

计算:每毫升2,6-二氯靛酚相当于维生素C的毫克数等于滴定度(T)。

第24页:还原型Vc的提取

3、测定步骤 (1)提取

  • 鲜样:称100g鲜样加等量1%草酸溶液,倒入捣碎机中打成匀浆,取10-40g匀浆(含1-2mg抗坏血酸)倒入100mL容量瓶中,用1%草酸溶液稀释定容,混匀
  • 干样:称1-4g(含1-2mg抗坏血酸)放入研钵内,加入1%草酸溶液磨成匀浆,用草酸溶液定容到100mL
  • 上述溶液若颜色深,可加入白陶土,过滤后取滤液备用

第25页:二氯靛酚法滴定

(2)滴定:吸取5-10mL滤液,置于50mL三角瓶,快速加入2,6-二氯靛酚溶液滴定,直到红色不能立即消失,而后再尽快逐滴加入,以呈现的粉红色在15秒内不消失为终点。

第26页:二氯靛酚法的计算

维生素C(mg/100g)=(V − V₀)× T / M × 100

式中:V——消耗染料体积,mL;V₀——滴定空白时所消耗染料体积,mL;T——1mL染料所能氧化维生素C的毫克数;M——滴定时所取滤液中含样品重量,g。

第27页:二氯靛酚法注意事项

5、说明及注意事项

  • (1)样品采取后,应浸泡在已知量的2%草酸溶液中,以防止维生素C氧化损失,测定过程要迅速
  • (2)若样品滤液颜色较深,可加入白陶土再过滤;不能使用活性碳进行脱色处理,因为活性碳会氧化并吸附维生素C
  • (3)贮存过久的罐头食品,可能含大量的Fe²⁺,要用8%的醋酸代替2%草酸
  • (4)本法适用于果品、蔬菜及其加工制品中还原型抗坏血酸的测定(不含二价铁、二价锡、一价铜、二氧化硫、亚硫酸盐和硫代硫酸盐)

第28页:2,4-二硝基苯肼法原理

(二)2,4-二硝基苯肼法 1、原理:还原型抗坏血酸经氧化生成脱氢型抗坏血酸,进一步氧化为二酮古乐糖酸;二酮古乐糖酸与2,4-二硝基苯肼作用生成脎,在浓硫酸中形成双-2,4-二硝基苯肼衍生物,于520nm比色。

第29页:2,4-二硝基苯肼法的试剂

2、试剂:4.5mol/L硫酸、(9+1)硫酸、2% 2,4-二硝基苯肼、2%草酸、抗坏血酸标准溶液1mg/mL、2%硫脲、1%硫脲、1mol/mL盐酸、1%草酸、活性炭。

第30页:2,4-二硝基苯肼法的测定步骤

3、测定步骤:样品制备 → 氧化 → 显色 → 硫酸处理 → 比色。

  • 称取100g鲜样加等量1%草酸,高速捣碎机捣碎,取匀浆1—40g用1%草酸定容100mL,过滤
  • 取滤液25mL加2g活性炭,摇1分钟,静置过滤,弃去初滤液,取滤液10mL加入2%硫脲溶液混匀,得样品氧化液
  • 取氧化液各4mL于三支试管中,向其中两支加入2%2,4-二硝基苯肼1.0mL,另一管作空白;加盖于37℃保温箱3小时
  • 取出后样品管放入冰水中,样品空白管冷至室温后加入2,4-二硝基苯肼1mL,室温放置10-15min
  • 三支试管于冰浴中各加入(9+1)H₂SO₄ 5mL(边加边摇),室温放置30分钟后于520nm测吸光度

第31页:标准曲线的绘制

4、标准曲线绘制:加2g活性炭于50mL抗坏血酸标准溶液中,振摇1min,过滤。取10mL滤液置于500mL容量瓶中,加5.0g硫脲,用1%草酸溶液稀释至刻度,抗坏血酸浓度为20μg/mL。

总抗坏血酸标准系列(100mL容量瓶)
编号1234567
VC标液(20μg/mL)/mL5102025405060
硫脲溶液/mL95908075605040
2,4-二硝基苯肼/mL1111111

按样品测定步骤进行显色反应,形成脎并比色。以抗坏血酸为纵坐标,吸光度为横坐标绘制标准曲线。

第32页:总抗坏血酸的计算

总抗坏血酸(mg/100g)= c × V × F / m × 100 / 1000

式中:X——样品中总抗坏血酸含量,mg/100g;c——从标准曲线查得「样品氧化液」中总Vc的浓度,μg/mL;V——试样用1%草酸定容的体积,mL;m——样品质量,g;F——样品氧化处理过程中的稀释倍数。

第33页:脂溶性维生素的性质

三、脂溶性维生素的测定 (一)性质

  • (1)脂溶性维生素不溶于水,易溶于脂肪、乙醇、丙酮、氯仿、乙醚、苯等有机溶剂
  • (2)维生素A、维生素D对酸不稳定,维生素E对酸稳定;维生素A、维生素D对碱稳定,维生素E对碱不稳定,但在抗氧化剂存在下或惰性气体保护下也能经受碱的煮沸
  • (3)维生素A、D、E耐热性好,能经受煮沸

第34页:脂溶性维生素测定流程

(二)脂溶性维生素测定流程:样品预处理 → 样品皂化脱脂 → 脱脂样品用有机溶剂提取脂溶性维生素 → 有机溶剂提取液浓缩 → 测定。

第35页:维生素A的测定

常用方法
三氯化锑比色法、紫外分光光度法、荧光分析法、液相色谱法。
(1)原理
维生素A+三氯化锑,在氯仿溶液中生成蓝色可溶性配合物,于620nm波长比色。

第36页:三氯化锑法适用范围与特点

适用范围
本法适用于维生素A含量较高的各种样品(含量高于5~10μg/g)。
缺点
生成的蓝色配合物稳定性差,比色测定必须在6s内完成,否则蓝色会迅速消退,将造成极大误差。

第37页:维生素A测定的试剂

(3)试剂:无水硫酸钠、乙酸酐、无水乙醚(不含过氧化物)、无水乙醇(不含醛类物质)、三氯甲烷(不含分解物和水)、250g/L三氯化锑—三氯甲烷溶液、1+1氢氧化钠溶液、0.5mol/L氢氧化钾。

第38页:样品预处理

(4)测定步骤 ①样品预处理:含有维生素A的样品大多需首先除去脂肪,把维生素A从脂肪中分离出来。常规的去脂方法是采用皂化法和研磨法。

第39页:皂化法

A、皂化法:适用于维生素A含量不高的样品,但全部试验过程费时,且易导致维生素A的损失。

皂化:称取0.5~5g经组织捣碎机捣碎或充分混匀的样品于三角瓶中,加入10mL 1:1氢氧化钾及20~40mL乙醇,在电热板上回流30min。加入10mL水,稍稍振摇,若无浑浊现象,表示皂化完全。

第40页:皂化液的提取

提取:将皂化液移入分液漏斗,先用30mL水分两次冲洗皂化瓶,洗液并入分液漏斗;再用50mL乙醚分两次冲洗皂化瓶,所有洗液并入分液漏斗,振摇2min,提取不皂化部分。静止分层后水层放入第二分液漏斗,皂化瓶再用30mL乙醚分两次冲洗,洗液倾入第二分液漏斗,振摇后静止分层,将水层放入第三分液漏斗,醚层并入第一分液漏斗。如此重复操作,直至醚层不再使三氯化锑—三氯甲烷溶液呈蓝色为止。

第41页:乙醚层的洗涤

洗涤:在第一分液漏斗中加30mL水,轻轻振摇,静止片刻后放出水层;再加入15~20mL 0.5mol/L的氢氧化钾溶液,轻轻振摇后弃去下层碱液(除去醚溶性酸皂),继续用水洗涤,至水洗液不再使酚酞变红为止。醚液静置10~20min后,小心放掉析出的水。

第42页:提取液的浓缩

浓缩:将醚层液经过无水硫酸钠滤入三角瓶中,再用约25mL乙醚冲洗分液漏斗和硫酸钠两次,洗液并入三角瓶内。用水浴蒸馏回收乙醚,待瓶中剩约5mL乙醚时取下,减压抽干,立即准确加入一定量三氯甲烷(约5mL左右),使溶液中维生素A含量在适宜浓度范围内(3~5μg)。

第43页:研磨法

B、研磨法:适用于每克样品维生素A的含量大于5~10μg样品的测定,如猪肝的分析。步骤简单、省时,结果准确。

研磨:精确称取2~5g样品,放入盛有3~5倍样品质量的无水硫酸钠研钵中,研磨至样品中水分完全被吸收,并均质化。

第44页:研磨法的提取与浓缩

提取
小心地将全部均质化的样品移入带盖的三角瓶内,准确加入50~100mL乙醚,紧压盖子用力振摇2min;静置澄清(约需1~2h),或离心澄清(保持低温)。
浓缩
取澄清提取乙醚液2~5mL,放入比色管中,在70~80℃水浴上抽气蒸干;然后立即加入1mL三氯甲烷溶解残渣。

第45页:维生素A标准曲线的绘制

维生素A标准比色系列(3cm比色管)
编号123456
VA标液浓度(μg/mL)102030405060
加入体积/mL111111
乙酸酐/滴111111

于620nm波长处,以10mL三氯甲烷加1滴乙酸酐调节吸光度至零点;将标准比色系列按顺序移入光路前,迅速加入9mL三氯化锑—三氯甲烷溶液,于6s内测定吸光度(每支比色管都在临测前加入显色剂)。以维生素A含量为横坐标、吸光度为纵坐标绘制曲线。

第46页:维生素A的样品测定

(5)样品测定:取两个3cm比色管,分别加入1mL三氯甲烷(样品空白液)和1mL样品溶液,各加1滴乙酸酐。其余步骤同标准曲线的制备。分别测定样品空白液和样品溶液的吸光度,从标准曲线中查出相应的维生素A含量。

第47页:维生素A的计算

维生素A(μg/100g)=(c − c₀)× V / m × 100

式中:χ——维生素A含量;c——由标准曲线上查得样品溶液中维生素A的含量,μg/mL;c₀——由标准曲线上查得样品空白液中维生素A的含量,μg/mL;m——样品质量,g;V——样品提取后加入三氯甲烷定容之体积,mL;100——以每100g样品计。

第48页:维生素A测定的说明与讨论

(7)说明及讨论

  • ①维生素A极易被光破坏,实验操作应在微弱光线下进行,或使用棕色玻璃仪器
  • ②以乙醚为溶剂的萃取体系易发生乳化现象,提取、洗涤操作不要用力过猛,若发生乳化可加几滴乙醇破乳
  • ③所用氯仿中不应含有水分
  • ④三氯化锑与维生素A所产生的蓝色物质很不稳定,通常生成6s后便开始比色,产生蓝色后立即读取吸光度

第49页:谢谢大家

第六节蛋白质与第七节维生素的测定到此结束,后续将进入第五章食品添加剂的检测。

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