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一种蛋白质含量测定方法的改进研究

作者: 来源: 日期:2005-12-02
 在食品、医药、生物学、生物化学中常用到蛋白质含量的测定,随着分析手段的不断进步,蛋白质含量的测定方法也正在向准确、快速的方向发展。根据蛋白质的性质,测定方法分为两大类:一类是利用蛋白质的共性,如含氮量、肽键和折射率等测定蛋白质含量,通常采用经典的凯氏定氮法[1,2],目前已有采用红外连续消化、自动蒸馏和自动滴定装置的自动凯氏定氮仪;另一类是利用蛋白质中特定氨基酸残基、酸性基团、碱性基团和芳香基团测定蛋白质含量,有水杨酸比色法[3]、双缩脲法[4]、皮尼克法、Bradford 检测法(考马斯亮蓝染色法)[5]、Lowry 检测法(FoLin-酚试剂法)、二喹啉甲酸(BCA)检测法[6]、紫外吸收法、荧光探针法[7]、近红外透射光谱法[8,9]、高效液相色谱法及毛细管电泳分析法。此外,还有更为先进的罗丹明 6G 生物探针[10]、高光谱遥感技术[11]等测定蛋白质含量的方法。基于凯氏定氮法的准确度和普遍性,本实验采用凯氏定氮法,并对蒸馏后产物的处理方法进行了改进,将蒸出液用纳氏试剂进行比色(以下称该法为凯氏比色法),快速确定氮含量,提高了定氮实验的准确性和可操作性,避免了凯氏定氮法中盐酸标准试剂浓度确定的麻烦操作、滴定过程终点不好控制等问题,大大减轻劳动强度与劳动时间。实验中利用NH4Cl作基准物,将改进法测定结果与实际氨氮加入量进行比较,结果表明改进法对测定蛋白质含量是可行的。

  1 实验部分

  1.1 实验仪器与药品
  凯氏定氮装置、101-1A 型数显式恒温干燥箱(上海阳光实验仪器有限公司)、液晶显示分析天平(上海天平仪器厂)、722分光光度计(上海天平仪器厂);干酪素(光谱纯)、纳氏试剂。
  1.2 实验步骤
  1.2.1 纳氏试剂比色法工作曲线确定
  称取3.819g在100℃条件下干燥过的无水NH4Cl,用去离子水定容至1 000ml,氨氮浓度为1.0mg/ml。取出10.00ml该溶液转入1 000ml容量瓶中定容,则此时氨氮浓度为0.01mg/ml,分别取此溶液0、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、7.00、10.00ml于50ml 比色管中,加无氨水至标线,先加入1.00ml酒石酸钾钠溶液充分摇匀,再加入1.5ml 纳氏试剂摇匀,10min后,以空白试剂为参比,用1cm比色皿在420nm处测定吸光度,绘制标准曲线。
  1.2.2 凯氏滴定法实验步骤
  1.2.2.1 消化
  准确称取2.000g干酪素,放入250ml凯氏烧瓶中,加入混合消化液(硫酸:双氧水:水=2:3:1)20ml,催化剂为1:1的硫酸钠和硫酸铜2g。将烧瓶置于电热套中加热消化,先低温加热,10min 后升温,使瓶内液体微沸至呈蓝绿色透明,继续保持微沸,待消化彻底,转移到容量瓶定容500ml,待用。以后每次取2ml液体测定。
  1.2.2.2 蒸馏
  将凯氏烧瓶按蒸馏装置连好,以5.0ml硼酸为吸收液,于其中加入3 滴甲基红-溴甲酚绿指示剂,从漏斗中加入40%的NaOH溶液2ml,边加边摇动凯氏瓶,直至瓶内液体变为深蓝色,再加热蒸馏至氨全部蒸出。
  1.2.2.3 滴定
  将上述馏出液用0.119 1mol/l盐酸标准溶液(无水碳酸钠滴定)滴定硼酸吸收液,至蓝色变为微红色即为终点。记录盐酸溶液的用量,同时做一空白对照组。
  1.2.3 结果计算
  凯氏滴定法滴定值计算公式:

  式中:C——标准盐酸浓度0.119 1mol/l;
  V1——滴定试样用标准盐酸体积(ml);
  V0——滴定空白样用标准盐酸体积(ml)。
  比色法吸光度值确定蛋白质含量公式:
  N%=(Y-K)X250/(bX样品重)X100%
  式中:Y——吸光度A420;
  K——工作曲线截距;
  b——工作曲线斜率。

  2 结果与讨论

  2.1 纳氏试剂比色法吸光度标准曲线
  y= 0.094 86+0.216 29x,R=0.999 35
  2.2 样品测定结果
  用凯氏滴定法和凯氏比色法分别测定5组干酪素样品,结果如表1。

  由表1中数据可知,5组测定结果的平均值相对偏差为1.395%,说明两种方法的测定结果的偏差较小,有很好的一致性。

 2.3 凯氏比色法准确性验证
  2.3.1 NH4Cl溶液氨氮含量测定
  将分析纯NH4Cl配成0.910 0g/l溶液,则溶液氮含量实际值为0.053 5g/l,用凯氏比色法测定该溶液的氮含量,从而考察凯氏比色法的准确性(见表2)。
  由2表中数据可知:凯氏比色法测定值的最大正偏差为0.000 88,最大负偏差为-0.000 48,方差为0.000 48,说明凯氏比色法测定数据的精密度比较好。同时,可以看出,凯氏比色法的测定值与NH4Cl溶液的实际氮含量偏差为+0.001 59,计算相对偏差为+2.971%,在可接受范围内,说明凯氏比色法的测定结果是准确可靠的。

  2.3.2 秸秆中粗蛋白含量测定
  玉米秸秆样品处理:准确称取粉碎秸秆样品,采用5种不同预处理方式(见表3),用凯氏比色法和凯氏滴定法比较测定结果(见表4),每组样品平行测定3次。

  由测定结果可以看出,凯氏比色法与凯氏滴定法测定秸秆中蛋白质含量的最大相对偏差为2.94%。

  3 结论
  凯氏滴定法操作过程中,用盐酸标准溶液滴定硼酸吸收液,而盐酸标准溶液浓度的确定以及吸收液滴定终点的确定对操作的要求都很高。实验中将硼酸吸收液用纳氏试剂比色原理进行纳氏试剂比色,大大减轻了工作难度,在对干酪素的测定过程中,凯氏滴定法与凯氏比色法的测定结果平均值相对偏差仅为1.38%。在凯氏比色法的准确性测定实验中,利用已知氮含量为0.0535g/l的NH4Cl溶液进行检验,实验测得值与实际值的相对偏差为+2.97%,在可接受范围内。另外,在玉米秸秆粗蛋白含量测定试验中,测定结果的最大相对偏差为2.94%。因此,凯氏比色法可以用于蛋白质含量的定量分析研究。

  参考文献(略)

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