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嘉峪檢測網(wǎng) 2019-02-21 19:59
蛋白質(zhì)作為七大營養(yǎng)素之一,具有提供能量、構(gòu)成機(jī)體組織以及調(diào)節(jié)生理活動(dòng)等重要生理功能。人體所需蛋白質(zhì)主要從食物中攝取,因此,食品中蛋白質(zhì)含量常作為評(píng)價(jià)食品營養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。國標(biāo)GB 5009.5-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》中關(guān)于食品中蛋白質(zhì)的檢測方法主要分為凱氏定氮法和杜馬斯定氮法兩種。
那么,這兩種檢測方法有何異同呢?
1、發(fā)展歷史
凱氏定氮法是由丹麥化學(xué)家凱道爾于1883年率先提出,由于設(shè)備要求簡單,自提出后便成為蛋白質(zhì)測定的經(jīng)典方法,廣泛運(yùn)用于蛋白質(zhì)檢測中。
杜馬斯定氮法是由法國化學(xué)家杜馬斯在1831年提出,雖然該法比凱氏定氮法早半個(gè)世紀(jì)提出,但由于當(dāng)時(shí)設(shè)備條件難以滿足杜馬斯定氮法的要求,限制了其發(fā)展。直到上個(gè)世紀(jì)六十年代初,德國賀立士公司生產(chǎn)出世界上第一臺(tái)杜馬斯法快速定氮儀后,杜馬斯定氮法才重新回到人們的視線。隨著儀器的發(fā)展演變,杜馬斯定氮儀也不斷更新,也成為蛋白質(zhì)的主要檢測方法之一。
2、實(shí)驗(yàn)原理
相同點(diǎn)
兩種方法都是基于食品中蛋白質(zhì)含量與食品中氮含量的比例關(guān)系換算的。如乳中蛋白質(zhì)與氮含量的比值為6.38,大豆中蛋白質(zhì)與氮含量的比值為5.71,普通食品中蛋白質(zhì)與氮含量的比值為6.25。因此,兩種方法均是通過測定食品中氮含量后再根據(jù)換算系數(shù)得到食品中蛋白質(zhì)含量。
不同點(diǎn)
凱氏定氮法:樣品在高溫濃硫酸的消化作用下,將樣品中的有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為無機(jī)銨,待消化液冷卻后,加入過量的堿,使無機(jī)銨轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性的氨,再將氨蒸出后,利用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,最后根據(jù)消耗的鹽酸標(biāo)液體積推算樣品中的氮含量。
杜馬斯定氮法:樣品在高純氧中充分燃燒的過程中,將氮元素轉(zhuǎn)化為氮?dú)饣虻趸?,再?jīng)過高溫銅的還原,使所有的氮轉(zhuǎn)化為N2,然后利用熱導(dǎo)檢測器檢測N2的含量來推算樣品中氮含量。因此杜馬斯定氮法也稱為杜馬斯燃燒法或燃燒定氮法。
3、適用范圍
凱氏定氮法通過硫酸高溫消化,只能將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為無機(jī)銨,而對(duì)于硝態(tài)氮(如硝酸鹽、亞硝酸鹽)則不能轉(zhuǎn)化。因此凱氏定氮法適用于不含硝態(tài)氮的食品、農(nóng)產(chǎn)品、化妝品、醫(yī)藥等。
杜馬斯燃燒法既能將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為N2,又能將無機(jī)的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2。因此,杜馬斯的應(yīng)用更為廣泛。
4、其他方面
在蛋白質(zhì)檢測中,凱氏定氮法往往會(huì)產(chǎn)生大量的硫酸蒸汽以及堿性廢液,需要高成本的回收費(fèi)用來減少環(huán)境破壞;相反,杜馬斯燃燒法產(chǎn)生的廢氣主要為N2、CO2、H2O等,對(duì)環(huán)境基本無害,符合綠色環(huán)保的要求。
此外,凱氏定氮法檢測一個(gè)樣品的時(shí)間大約2-5小時(shí),而杜馬斯定氮法只需3-8分鐘。
然而,由于凱氏定氮法儀器簡單,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),稱樣量從幾十毫克到幾十克不等,不僅能滿足高蛋白質(zhì)含量的樣品檢測,也能滿足低蛋白質(zhì)含量的樣品檢測。而杜馬斯定氮儀由于儀器的限制,稱樣量一般不超過2g。因此,對(duì)樣品的制樣均勻性要求較高。而且對(duì)于低蛋白質(zhì)含量的樣品,由于稱樣量的限制,準(zhǔn)確性不如凱氏定氮法。
因此,國家標(biāo)準(zhǔn)GB5009.5-2016中規(guī)定杜馬斯定氮法僅適用于蛋白質(zhì)大于10g/100g的固體樣品。
5、發(fā)展前景
在儀器高速發(fā)展的今天,自動(dòng)化發(fā)展成為儀器發(fā)展的主要方向之一,既能提高準(zhǔn)確性,又能節(jié)約人工成本、提高工作效率。
目前,凱氏定氮儀已經(jīng)很少見原始的玻璃儀器裝置,更多的為半自動(dòng)凱氏定氮儀或全自動(dòng)凱氏定氮儀。而自動(dòng)進(jìn)樣器的推廣使得測定蛋白質(zhì)時(shí)需要的人工更少,儀器更加先進(jìn)化。杜馬斯定氮儀本身全自動(dòng),僅需將樣品設(shè)置好后即可自動(dòng)測定,更為便捷。
隨著時(shí)代的發(fā)展,擁有更好的密封系統(tǒng)和更精密的檢測器的杜馬斯定氮儀,其準(zhǔn)確性也不斷提高。
有文獻(xiàn)研究表明[1-3]:杜馬斯定氮儀在檢測蛋白質(zhì)含量小于10g/100g的乳制品等食品時(shí),具有與凱氏定氮法相同或更好的準(zhǔn)確性和精密度。歐盟、美國等發(fā)達(dá)國家和國際組織,也將杜馬斯定氮法列入食品安全標(biāo)準(zhǔn)中,甚至將杜馬斯定氮法作為蛋白質(zhì)檢測的仲裁方法。杜馬斯定氮法綠色環(huán)保的特性,也使得杜馬斯定氮法在蛋白質(zhì)檢測的道路上具有更好的發(fā)展前景。

來源:SMQ