阅读说明：本技术 一种食品中蛋白质含量的检测方法 (Method for detecting protein content in food ) 是由 刘芳 石林 赵玉民 靳会娟 张静茹 于 2020-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种食品中蛋白质含量的检测方法,属于食品检测技术领域,包含以下步骤：步骤S1：取样品与催化剂、消解液混合加热沸腾后,置于超声波震荡器中超声震荡；步骤S2：将步骤S1得到的样品溶液进行凯氏定氮法蒸馏；步骤S3：馏出液用0.1mol/L的盐酸溶液滴定,记录颜色变化时,盐酸溶液的用量。本发明采用超声波与凯氏定氮法相结合,能够快速准确测得食品中蛋白质的含量,与凯氏定氮法测得结果几乎一样,准确性高,速度快,具有积极的推广意义。(The invention discloses a method for detecting protein content in food, which belongs to the technical field of food detection and comprises the following steps of S1, mixing a sample with a catalyst and digestion liquid, heating, boiling, placing in an ultrasonic oscillator, ultrasonically oscillating, S2, distilling the sample solution obtained in the step S1 by a Kjeldahl method, and S3, titrating the distillate by 0.1 mol/L of hydrochloric acid solution, and recording the dosage of the hydrochloric acid solution when the color changes.)

一种食品中蛋白质含量的检测方法

技术领域

本发明涉及食品检测技术领域，具体涉及一种食品中蛋白质的检测方法。

背景技术

随着人们生活质量的不断提高以及对身体健康的重视程度越来越强，消费者对食品的适口性、营养等品质方面的需求也随之提高。蛋白质是生命的物质基础，是构成生物体细胞组织的重要成分，也是食品中重要营养指标。测定食品中蛋白质的含量，对于评价食品的营养价值，合理开发利用食品资源等均具有极其重要意义，可以为合理配膳提供数据，掌握食品的营养价值和品质的变化，保证不同人群对蛋白质的需要。食品中蛋白质的测定方法有：凯氏定氮法、水杨酸比色法、双缩脲比色法、福林一酚试剂法、紫外光吸收法等。目前最常用的方法是凯氏定氮法，该方法的步骤有消解、蒸馏和滴定，具有适用范围广、灵敏度较高、回收率较好、以及可不用昂贵仪器等优点，但操作费时，如遇到高脂助、高蛋白质的样品消解时间需 5 小时以上。因此，就检测时效而言，凯氏定氮法越来越难以满足市场的需求。

公开号为CN108205045A的专利文献公开了一种再生蛋白质纤维中蛋白质含量的检测方法。称取一定量烘至恒重的再生蛋白质纤维，放入消解管中，加入一定量的硫酸铜、硫酸钾和浓硫酸，然后在恒定温度的消解炉中消解一段时间，冷却后在自动凯氏定氮仪上进行测试，通过设置的蛋白质折算系数折算得到蛋白质的含量。

公开号为CN104122367A的专利文献公开了一种液体淀粉蛋白质含量快速检测技术，包括步骤：(1)消解：先用移液管吸取10毫升搅拌均匀的液体玉米淀粉，移入500毫升凯氏烧瓶或300毫升定氮试管中，依次加入10毫升硫酸铜、硫酸钾混合催化剂和25毫升浓硫酸和3粒玻璃珠；(2)蒸馏：待分解液冷却后，用蒸馏水冲洗玻璃漏斗及烧瓶瓶颈，并稀释至200毫升，将凯氏烧瓶移于蒸馏架上，在冷凝管下端接500毫升锥形瓶作接收器；(3)滴定：将锥形瓶内的液体用0.1mol/L硫酸标准溶液滴定，使溶液由蓝绿色变为灰紫色，即为终点；(4)同时做空白试验；(5)计算：X=〔(V1-V0)×C×0.014×6.25〕/〔m×(1-X1)〕×100%。

上述两种虽然在一定程度上提高了以往凯氏定氮法操作复杂、试验周期长等缺点，但是消解加热时间仍然较长，有待进一步改进。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种食品中蛋白质含量的检测方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种食品中蛋白质含量的检测方法，包含以下步骤：

步骤S1：取样品与催化剂、消解液混合加热沸腾后，置于超声波震荡器中超声震荡；

步骤S2：将步骤S1得到的样品溶液进行凯氏定氮法蒸馏；

步骤S3：馏出液用0.1mol/L的盐酸溶液滴定，记录颜色变化时，盐酸溶液的用量。

进一步的，所述步骤S1中，催化剂为硫酸铜、硫酸钾、浓度为98%的硫酸溶液、氧化汞混合而成，硫酸铜：硫酸钾：浓度为98%的硫酸溶液：氧化汞的重量份数比为1：7.5-8:35-40:0.07-0.1。

进一步的，所述步骤S1中，消解液为质量分数为35%的过氧化氢溶液。

进一步的，所述步骤S1中，样品：催化剂：消解液的重量份数之比为1：12-15:20-25。

进一步的，所述步骤S1中，超声震荡的时间为15-30min。

进一步的，所述步骤S1中，沸腾时间为8-10min。

蛋白质作为食品中重要的理化指标，准确测定食品中蛋白质的含量，了解食品的质量具有十分重要的意义，可以为合理配膳提供数据，掌握食品的营养价值和品质的变化，保证不同人群对蛋白质的需要。蛋白质测定方法众多，我们现在所采用的蛋白质的检测方法是经典的常量凯氏定氮法，它是测定总有机氮的最准确和操作较简便的方法之一。具有适用范围广、灵敏度较高、回收率较好、以及可不用昂贵仪器等优点，但操作费时，如遇到高脂助、高蛋白质的样品消解时间需 5 小时以上。为了加快检测效率，本领域的技术人员对消解过程进行改进。如，公开号为CN107356702A的专利文献公开了一种蓖麻种子或蓖麻饼粕中粗蛋白质的检测方法，包括向待测样品中加入硫酸铜、硫酸钾、浓硫酸，充分混匀，使待测样品完全被浓硫酸浸湿；再加入过氧化氢，加热，充分消解后，检测所得消解液中粗蛋白质含量。张少华，蛋白质快速检测与方法改进讨论[J]，中文科技期刊数据库自然科学，2018,1:129，针对凯氏法消解时间长，设计了蛋白质混合消解液及混合催化剂以提高消解速度。样品与浓硫酸和催化剂一同加热消解，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和硫酸结合成硫酸铵。然后加碱蒸馏，使氨蒸出，用硼酸吸收后再以标准盐酸或硫酸溶液滴定。根据标准酸消耗量可计算出蛋白的含量。但是这些研究改进，操作复杂，加热消解时间长。为改变上述不足，目前有许多快速测定蛋白质的方法，如：双缩脲法、紫外分光光度法、染料结合法、水杨酸比色法、折光法、旋光法及近红外光谱法等。但这些方法在灵度、适用范围等方面均存在不同程度的局限性，且易受环境及自身因素的干扰。因此，亟需研究一种新的消解方法，保证凯氏定氮法检测的准确性，同时缩短消解时间，提高检测效率。

本发明的有益效果是：本发明样品与消解液和催化剂一同加热消解，使食品中有机物分解，其中的碳，氢被氧化为二氧化碳和水逸出，蛋白质中的氮转化为氨并与硫酸结合生成硫酸铵留在硫酸中，然后按照凯氏定氮法加碱蒸馏，使氨蒸出，用硼酸吸收后，再以硫酸或盐酸标准滴定液滴定，根据标准滴定溶液的消耗量乘以系数，即蛋白质含量。

本发明消解过程中，先将样品和催化剂、消解液加热沸腾，使蛋白质分解，碳，氢被氧化为二氧化碳和水逸出。然后通过超声震荡，加速有机氮转化为氨和硫酸结合成硫酸铵。本发明的消解方法，减少了凯氏定氮法中消解过程的加热时间，降低能源消耗，提高消解效率。超声波消解样品的能力强，利用超声能量，提高反应速率，频率为15-20KHz。

消解液过氧化氢溶液，加快有机物氧化。催化剂为硫酸铜、硫酸钾、浓度为98%的硫酸溶液、氧化汞混合而成，硫酸铜、硫酸钾提高消解温度，加快有机物分解，氧化汞与过氧化氢协同作用，加快有机物氧化，缩短消解时间。

本发明采用超声波与凯氏定氮法相结合，能够快速准确测得食品中蛋白质的含量，与凯氏定氮法测得结果几乎一样，准确性高，速度快，具有积极的推广意义。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种鸡蛋中蛋白质含量的检测方法，包含以下步骤：

步骤S1：将鸡蛋煮熟后去壳，用组织捣碎机捣碎、混匀，取样品与催化剂、消解液混合加热沸腾后，置于超声波震荡器中超声震荡，频率为15-20KHz；催化剂为硫酸铜、硫酸钾、浓度为98%的硫酸溶液、氧化汞混合而成，硫酸铜：硫酸钾：浓度为98%的硫酸溶液：氧化汞的重量份数比为1：7.5: 38:0.07；

消解液为质量分数为35%的过氧化氢溶液；

样品：催化剂：消解液的重量份数之比为1：12: 20；

超声震荡的时间为15min；沸腾时间为9min；

步骤S2：将步骤S1得到的样品溶液进行凯氏定氮法蒸馏；将凯氏烧瓶与蒸馏装置接好，塞紧瓶口，冷凝管下端插入吸收瓶液面下(吸收瓶内预先装入50重量份数2%硼酸溶液及混合指示剂5滴)；放松夹子，通过漏斗加入40%氢氧化钠溶液，至瓶内溶液变为深蓝色或产生黑色沉淀，夹紧夹子加热蒸馏，至氨全部蒸出，将冷凝管下端提离液面，用蒸馏水冲洗管口，继续蒸馏1分钟，即可停止加热；其中，混合指示剂为甲基红溴甲酚绿混合指示剂：1份0.1%甲基红乙醇溶液与5份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液临用时混合；

步骤S3：将上述馏出液用0.1mol/L盐酸标准溶液直接滴定至由蓝色变为微红色即为终点，记录盐酸溶液用量，同时做一试剂空白(除不加样品外，从消解开始操作完全相同)，记录空白实验消耗盐酸标准溶液的体积。

样品中蛋白质(%)=C×(V1-V2) ×m_氮×100/{1000×F×m×(1-m_水)}

式中：C—盐酸标准溶液的浓度，N

V₁—滴定样品吸收液时消耗盐酸标准溶液体积，mL；

V₂—滴定空白吸收液时消耗盐酸标准溶液体积，mL；

m—样品质量，g；

m_氮—氮的摩尔质量,14.01g/mol；

m _水—样品水分含量,%；

F—氮换算为蛋白质的系数。

实施例2

本实施例提供一种燕麦麸中蛋白质含量的检测方法，包含以下步骤：

步骤S1：将样品燕麦麸与催化剂、消解液混合加热沸腾后，置于超声波震荡器中超声震荡，频率为15-20KHz；催化剂为硫酸铜、硫酸钾、浓度为98%的硫酸溶液、氧化汞混合而成，硫酸铜：硫酸钾：浓度为98%的硫酸溶液：氧化汞的重量份数比为1：8： 39:0.1；

消解液为质量分数为35%的过氧化氢溶液；

样品：催化剂：消解液的重量份数之比为1：15: 25；

超声震荡的时间为15min；沸腾时间为9min；

步骤S2：将步骤S1得到的样品溶液进行凯氏定氮法蒸馏；将凯氏烧瓶与蒸馏装置接好，塞紧瓶口，冷凝管下端插入吸收瓶液面下(吸收瓶内预先装入50重量份数2%硼酸溶液及混合指示剂5滴)；放松夹子，通过漏斗加入40%氢氧化钠溶液，至瓶内溶液变为深蓝色或产生黑色沉淀，夹紧夹子加热蒸馏，至氨全部蒸出，将冷凝管下端提离液面，用蒸馏水冲洗管口，继续蒸馏1分钟，即可停止加热；其中，混合指示剂为甲基红溴甲酚绿混合指示剂：1份0.1%甲基红乙醇溶液与5份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液临用时混合；

步骤S3：将上述馏出液用0.1mol/L盐酸标准溶液直接滴定至由蓝色变为微红色即为终点，记录盐酸溶液用量，同时做一试剂空白(除不加样品外，从消解开始操作完全相同)，记录空白实验消耗盐酸标准溶液的体积。

样品中蛋白质(%)=C×(V1-V2) ×m_氮×100/{1000×F×m×(1-m_水)}

式中：C—盐酸标准溶液的浓度，N

V₁—滴定样品吸收液时消耗盐酸标准溶液体积，mL；

V₂—滴定空白吸收液时消耗盐酸标准溶液体积，mL；

m—样品质量，g；

m_氮—氮的摩尔质量,14.01g/mol；

m _水—样品水分含量,%；

F—氮换算为蛋白质的系数。

实施例3

本实施例提供一种牛奶中蛋白质含量的检测方法，包含以下步骤：

步骤S1：将样品牛奶与催化剂、消解液混合加热沸腾后，置于超声波震荡器中超声震荡，频率为15-20KHz；催化剂为硫酸铜、硫酸钾、浓度为98%的硫酸溶液、氧化汞混合而成，硫酸铜：硫酸钾：浓度为30%的硫酸溶液：氧化汞的重量份数比为1：7.6: 35:0.07；

消解液为质量分数为35%的过氧化氢溶液；

样品：催化剂：消解液的重量份数之比为1：12: 20；

超声震荡的时间为17min；沸腾时间为8min；

步骤S2：将步骤S1得到的样品溶液进行凯氏定氮法蒸馏；将凯氏烧瓶与蒸馏装置接好，塞紧瓶口，冷凝管下端插入吸收瓶液面下(吸收瓶内预先装入50重量份数2%硼酸溶液及混合指示剂5滴)；放松夹子，通过漏斗加入40%氢氧化钠溶液，至瓶内溶液变为深蓝色或产生黑色沉淀，夹紧夹子加热蒸馏，至氨全部蒸出，将冷凝管下端提离液面，用蒸馏水冲洗管口，继续蒸馏1分钟，即可停止加热；其中，混合指示剂为甲基红溴甲酚绿混合指示剂：1份0.1%甲基红乙醇溶液与5份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液临用时混合；

步骤S3：将上述馏出液用0.1mol/L盐酸标准溶液直接滴定至由蓝色变为微红色即为终点，记录盐酸溶液用量，同时做一试剂空白(除不加样品外，从消解开始操作完全相同)，记录空白实验消耗盐酸标准溶液的体积。

样品中蛋白质(%)=C×(V1-V2) ×m_氮×100/{1000×F×m×(1-m_水)}

式中：C—盐酸标准溶液的浓度，N

V₁—滴定样品吸收液时消耗盐酸标准溶液体积，mL；

V₂—滴定空白吸收液时消耗盐酸标准溶液体积，mL；

m—样品质量，g；

m_氮—氮的摩尔质量,14.01g/mol；

m _水—样品水分含量,%；

F—氮换算为蛋白质的系数。

实施例4

本实施例提供一种花生仁中蛋白质含量的检测方法，包含以下步骤：

步骤S1：将样品花生仁与催化剂、消解液混合加热沸腾后，置于超声波震荡器中超声震荡，频率为15-20KHz；催化剂为硫酸铜、硫酸钾、浓度为98%的硫酸溶液、氧化汞混合而成，硫酸铜：硫酸钾：浓度为30%的硫酸溶液：氧化汞的重量份数比为1：7.8: 40:0.08；

消解液为质量分数为35%的过氧化氢溶液；

样品：催化剂：消解液的重量份数之比为1：13: 22；

超声震荡的时间为30min；沸腾时间为10min；

步骤S2：将步骤S1得到的样品溶液进行凯氏定氮法蒸馏；将凯氏烧瓶与蒸馏装置接好，塞紧瓶口，冷凝管下端插入吸收瓶液面下(吸收瓶内预先装入50重量份数2%硼酸溶液及混合指示剂5滴)；放松夹子，通过漏斗加入40%氢氧化钠溶液，至瓶内溶液变为深蓝色或产生黑色沉淀，夹紧夹子加热蒸馏，至氨全部蒸出，将冷凝管下端提离液面，用蒸馏水冲洗管口，继续蒸馏1分钟，即可停止加热；其中，混合指示剂为甲基红溴甲酚绿混合指示剂：1份0.1%甲基红乙醇溶液与5份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液临用时混合；

步骤S3：将上述馏出液用0.1mol/L盐酸标准溶液直接滴定至由蓝色变为微红色即为终点，记录盐酸溶液用量，同时做一试剂空白(除不加样品外，从消解开始操作完全相同)，记录空白实验消耗盐酸标准溶液的体积。

样品中蛋白质(%)=C×(V1-V2) ×m_氮×100/{1000×F×m×(1-m_水)}

式中：C—盐酸标准溶液的浓度，N；

V₁—滴定样品吸收液时消耗盐酸标准溶液体积，mL；

V₂—滴定空白吸收液时消耗盐酸标准溶液体积，mL；

m—样品质量，g；

m_氮—氮的摩尔质量,14.01g/mol；

m _水—样品水分含量,%；

F—氮换算为蛋白质的系数。

对照组1按照GB 5009.5-2016测鸡蛋中蛋白质的含量。

对照组2按照GB 5009.5-2016测燕麦麸中蛋白质的含量。

对照组3按照GB 5009.5-2016测牛奶中蛋白质的含量。

对照组4按照GB 5009.5-2016测花生中蛋白质的含量。

对比例1

本对比例提供一种鸡蛋中蛋白质的含量的检测方法，同实施例1，但与实施例1不同的是，本对比例中，催化剂中缺少氧化汞。

对比例2

本对比例提供一种燕麦麸中蛋白质的含量的检测方法，同实施例2，但与实施例2不同的是，本对比例中，步骤S1未进行超声波震荡，沸腾时间为24min。

对比例3

本对比例提供一种鸡蛋中蛋白质的含量的检测方法，同实施例3，但与实施例3不同的是，本对比例中，缺少消解液。

对比例4

本对比例提供一种鸡蛋中蛋白质的含量的检测方法，同实施例4，但与实施例4不同的是，本对比例中，样品：催化剂：消解液的重量份数之比为1：10: 28。

表1 实施例和对比例蛋白质含量的检测结果

由表1可以看出，本发明与国标GB 5009.5-2016测得的蛋白质含量基本一致，可见本发明食品检测准确性高，消解过程只需半个小时左右，速度快，效率高。对比例1省略氧化汞，对比例2未进行超声波震荡，对比例3省略消解液，对比例4调整样品、消解液和催化剂的比例，测得的蛋白质的含量均偏低，说明相同时间内调整本发明的成分、含量及方法，未能消解完毕，说明本申请工艺和配方适配性好。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。