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