凱氏定氮法測定速凍調(diào)制食品蛋白質(zhì)過程探討

吳同輝

淮北市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所 安徽淮北 235000

隨著社會進步和生活節(jié)奏的加快，人們用于備餐、用餐的時間越來越少，由此產(chǎn)生了對食品便利性的需求。同時隨著家庭冰箱的普及與應(yīng)用，極大地推動了人們?nèi)粘ｏ嬍撤绞匠嘣姆较虬l(fā)展，這為速凍調(diào)制食品的廣泛普及與推廣提供了有利條件。

速凍調(diào)制食品是指以農(nóng)產(chǎn)品、畜禽肉、水產(chǎn)品、植物蛋白制品、果蔬類制品等為主要原料，經(jīng)調(diào)味加工處理后，運用速凍工藝，在低溫狀態(tài)下貯存、運輸、銷售的預(yù)包裝食品[1]。

速凍調(diào)制食品由于其食用方便、儲存時間長、不易變質(zhì)等特點，逐漸成為人們餐桌上不可或缺的食品。

1 速凍調(diào)制食品蛋白質(zhì)測定的重要性

蛋白質(zhì)是人類生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，是一切生命活動的主要承擔(dān)者。人體內(nèi)蛋白質(zhì)的種類有很多，功能也多種多樣，其含量大都在16%～20%之間，人體內(nèi)幾乎所有重要的組成部分都與蛋白質(zhì)有關(guān)聯(lián)。在日常生活中，人類尤其是兒童一旦缺乏蛋白質(zhì)的攝入，會直接引起人體營養(yǎng)不良、代謝功能紊亂、抵抗力下降等情況，嚴(yán)重的會損傷人體器官，甚至?xí)＜吧踩?/p>

由于市場上銷售的速凍調(diào)制食品的種類有很多，所以人們在選擇購買時要進行綜合考慮，既要考慮食品的價格，又要關(guān)注食品本身的營養(yǎng)價值。蛋白質(zhì)作為食品營養(yǎng)價值中的一項重要指標(biāo)，其含量常常作為人們選擇速凍調(diào)制食品的依據(jù)之一。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《SB/T 10379-2012速凍調(diào)制食品》，其中并未規(guī)定蛋白質(zhì)的測定方法，所以如何選擇蛋白質(zhì)測定方法至關(guān)重要。

實驗室中常用的蛋白質(zhì)測定方法有凱氏定氮法、分光光度法、燃燒法以及近紅外法等，其中最常用的方法是凱氏定氮法。標(biāo)準(zhǔn)《GB 5009.5-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》中提到，凱氏定氮法測定蛋白質(zhì)含量過程主要有樣品處理、消化、蒸餾、滴定四個步驟，下面就談?wù)剣鴺?biāo)凱氏定氮法測定速凍調(diào)制食品蛋白質(zhì)含量需要注意的這幾個方面。

2 國標(biāo)凱氏定氮法測定速凍調(diào)制食品蛋白質(zhì)含量的過程

2.1 樣品處理

檢驗人員在進行速凍調(diào)制食品處理時，所選擇的樣品應(yīng)具有代表性。體積較大的固體樣品應(yīng)用剪刀或粉碎設(shè)備制備成細(xì)小均勻的狀態(tài)，帶骨的樣品應(yīng)剔骨取可食用部分。由于速凍調(diào)制食品長時間低溫冷凍儲藏，樣品處理時間過長容易造成樣品表面積水，從而影響樣品蛋白質(zhì)測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此整個過程盡可能縮短取樣時間，快速取樣。

樣品稱量時，為保證最終滴定時所消耗的酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液處于有效范圍內(nèi)，稱樣量應(yīng)視樣品含氮量而定。含氮量較高的樣品，應(yīng)減少稱樣量，反之亦然。

速凍調(diào)制食品由于水分較大，稱量時易黏著于稱量紙表面，因此樣品稱好后應(yīng)與稱量紙一起置于定氮瓶底部，同時取相同規(guī)格的稱量紙作空白對照。將稱量好的樣品放入定氮瓶中時，切勿讓樣品黏著在定氮瓶的頸部，若出現(xiàn)黏著可用少量純水沖下，以免黏著在頸部的樣品無硫酸消化，而造成樣品中氮的損失。

2.2 消化

對于速凍調(diào)制食品而言，其糖、脂肪含量大多較高，消化過程中要注意濃硫酸的用量、催化劑的使用以及電爐的控制，以保證樣品消化完全、徹底、無損失。

2.2.1 濃硫酸的用量

當(dāng)樣品中的糖、脂肪含量較高，或稱樣量增加時，濃硫酸的用量也應(yīng)隨之增加。樣品中糖、脂肪含量過高，會使分解樣品所用濃硫酸的量增加，導(dǎo)致初始濃硫酸的量不足以正常生成硫酸銨而造成氮的損失。同時，硫酸減少，過多的硫酸鉀會提高定氮瓶中反應(yīng)溶液的溫度，也會引起氮的損失。

因此，當(dāng)硫酸被過多消耗，或樣品中糖、脂肪含量較高時，要適當(dāng)增加濃硫酸的用量。

2.2.2 催化劑的使用

樣品消化時，加入的硫酸銅是消化反應(yīng)過程中的催化劑，也是消化液蒸餾過程堿性反應(yīng)的指示劑。硫酸鉀是為了提高消化反應(yīng)溶液的溫度，縮短樣品消化的時間。

2.2.3 電爐的控制

通過調(diào)節(jié)電爐旋鈕，控制消化反應(yīng)的溫度和時間。開始消化時，檢驗人員應(yīng)將定氮瓶以45°角斜支于石棉網(wǎng)上，小火加熱，使火力集中在定氮瓶底部，待內(nèi)容物全部碳化且泡沫完全停止后，逐步升溫至380～420℃，并保持瓶內(nèi)液體微沸。整個消化過程要避免使用強火，以免消化液飛濺至定氮瓶瓶壁上甚至溢出瓶外。同時檢驗人員要時常轉(zhuǎn)動定氮瓶，便于冷凝酸液將黏著在瓶壁上的樣品洗下并促進其消化完全[2]。

檢驗人員要合理控制消化時間，待消化液呈藍綠色并澄清透明后，再繼續(xù)加熱0.5～1h即可。消化過程中要避免消化時間過長造成硫酸被大量消耗，使已生成的硫酸銨發(fā)生分解而釋放出氨，同時也要防止消化時間過短而引起消化反應(yīng)不完全的情況。

對于糖、脂肪含量較高的樣品，由于消化時易產(chǎn)生大量泡沫，檢驗人員在加入硫酸銅、硫酸鉀、硫酸后，再加入少量辛醇、幾滴過氧化氫、硅油或液體石蠟，可消除泡沫。對于消化結(jié)束后不易得到澄清消化液的樣品，可將定氮瓶從電爐上取下放冷后，緩慢加入2～3mL 30%過氧化氫加快其消化[3]。

2.3 蒸餾

蒸餾前，檢驗人員要仔細(xì)檢查凱氏定氮蒸餾裝置的氣密性。向水蒸氣發(fā)生器中依次加入2/3的純水、少量硫酸、幾滴甲基紅-乙醇溶液，同時加入幾粒玻璃珠以防止純水暴沸。蒸餾時，小玻杯要用棒狀玻塞塞緊并水封，以防止定氮蒸餾裝置漏氣造成氨的逸出。

2.3.1 氫氧化鈉溶液

蒸餾時，檢驗人員要合理控制40%氫氧化鈉溶液的加入量。過少會使反應(yīng)溶液呈藍色而蒸餾不完全，過多會造成試劑的浪費。

40%氫氧化鈉溶液的用量是根據(jù)樣品消化時濃硫酸的消耗量而定的，在保證完全中和消化液中剩余濃硫酸的基礎(chǔ)上，繼續(xù)加入40%氫氧化鈉溶液，使定氮瓶內(nèi)的氫氧化鈉溶液的濃度維持在0.9～1.0mol/L，以確保樣品消化液中的(NH4)2SO4全部轉(zhuǎn)化為NH4OH[4]。

2.3.2 硼酸吸收液

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，2%硼酸吸收液的體積用量為10mL。實際上由于硼酸酸性較弱，蛋白質(zhì)測定實驗對硼酸體積的要求并不嚴(yán)格，檢驗人員可以直接用量筒量取，這樣既可免去移液管的使用，又可省去標(biāo)定堿液的操作。

蒸餾時，硼酸吸收液的溫度不得超過40℃，否則會減弱對氨的吸收作用，這時檢驗人員可以通過加大冷凝管的進水量或?qū)⑽找航邮掌恐糜诶渌≈械姆绞奖苊獍钡囊莩鯷5]。蒸餾結(jié)束后，檢驗人員可用pH試紙檢查餾出液的方法來判斷樣品中的氨是否被完全蒸出。

2.4 滴定

蛋白質(zhì)滴定過程中常用的標(biāo)準(zhǔn)酸滴定溶液有鹽酸或硫酸。為保證蛋白質(zhì)測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，標(biāo)準(zhǔn)酸滴定溶液必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 601-2016化學(xué)試劑標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的制備》中規(guī)定的方法進行配制和標(biāo)定[6]。

常用的混合指示劑有甲基紅-亞甲基藍指示劑、甲基紅-溴甲酚綠指示劑兩種。前者滴定終點顏色為灰藍色，后者滴定終點顏色為淺灰紅色[7]。

3 結(jié)語

實驗室檢驗人員在使用凱氏定氮法測定速凍調(diào)制食品蛋白質(zhì)含量時，應(yīng)嚴(yán)格依照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的流程進行樣品處理、消化、蒸餾、滴定操作，才能保證最終蛋白質(zhì)測定結(jié)果的真實性、可靠性。同時，檢驗人員應(yīng)當(dāng)注意凱氏定氮法并不適用于添加無機含氮物質(zhì)、有機非蛋白質(zhì)含氮物質(zhì)的速凍調(diào)制食品蛋白質(zhì)的測定，此時要選擇其他方法開展蛋白質(zhì)的測定工作。