KDN-103A  HYP-308消化炉 上海纤检仪器有限公司
当前位置:首页 > 凯氏定氮法测定鱼蛋白质含量的干扰因素分析

凯氏定氮法测定鱼蛋白质含量的干扰因素分析

[导读]为了使凯氏定氮法更适于鱼蛋白质含量测定,针对鱼肉中非氨基酸态氮和鱼类氮换算蛋白质的系数进行 分析,并探讨凯氏定氮法测定鱼蛋白质的可行的改进措施。

凯氏定氮法是目前使用最为广泛、经典的蛋白质含 量测定方法,也是蛋白质检验的国家标准方法。该方 法操作简单,测定结果重复性和重现性好,广泛应用 于各种食品、饲料、水产等行业的蛋白质含量测定。 蛋白质中含有一定比例的氮元素,氮元素含量与蛋白质 的含量存在一定的转换关系,即氮换算蛋白质的系数, F[1]。凯氏定氮法首先测定样品中氮的质量,再乘以F 值即为样品中的蛋白质质量。 通常情况下,蛋白质含氮量在16% 左右,其 F 值 为6.25。但是,实际上不同来源的蛋白质的氨基酸组成 差别很大,含氮量的差别也很大,如乳制品、面粉、 花生的蛋白质含氮量分别为15.67%、17.54% 和18.32%, 则它们的F 值分别为6.38、5.70 和5.46[1]。对于鱼类蛋 白而言,国家标准中没有列出其F 值,研究人员普遍 引用肉及肉制品的F 值(6.25)来计算其蛋白质含量。但作 者在研究鱼肉蛋白过程中多次发现,按此系数计算所得 的蛋白质含量常常远高于鱼肉酸水解氨基酸的总量,鱼 蛋白粉的蛋白含量测定结果往往超过100%。最初作者 认为误差源自不准确的蛋白质系数(6.25),所以在现有的 文献基础上计算了鱼肉蛋白含氮量并推导了F 值,结果 显示鱼肉蛋白含氮量在14% 左右,绝大部分鱼蛋白的真 实F 值在7.0~7.5 之间。然而如果根据此系数计算鱼肉蛋白质含量则势必造成计算结果更大的偏离。经初步分 析,笔者判断该误差源自鱼肉中存在的非氨基酸态氮 (non-amino acid nitrogen,NAN),如氧化三甲胺及其 分解产物、尿素、生物碱等,它们的存在虚高了鱼肉 的蛋白质含量。 为了使凯氏定氮法能够准确的测定鱼肉及鱼肉制品 中的蛋白质含量,并客观、真实的评价鱼蛋白质的营养 价值,本文针对氮换算蛋白质系数和如何去除鱼肉中非 氨基酸态氮的干扰进行研究,并探讨可行的改进措施。
1 凯氏定氮法测定蛋白质的原理
蛋白质是含氮的有机化合物。食品与硫酸和硫酸 铜、硫酸钾一同加热消化,使蛋白质分解,分解的氨 与硫酸结合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离,用 硼酸吸收后,以硫酸或盐酸标准滴定液滴定,根据酸 消耗量乘以换算系数,即为蛋白质含量。蛋白质含量 的计算公式如式试样蛋白质含量测定值是否准确只 与两个因素相关,即试样氮的质量分数(w1)和氮换算蛋 白质的系数(F)。如要采用凯氏定氮法准确测定试样的真 实蛋白质含量,则必须已知正确的F 值并测定得出试样 真实的蛋白质的氮含量(排除非蛋白质氮干扰)。目前国 家标准和水产品行业标准的测定蛋白质的方法(凯氏定氮 法)中都没有专门为鱼类明确标示氮换算蛋白质的系数, 研究人员和水产行业相关从业人员普遍采用肉与肉制品 的换算系数(6.25)。为了改进测定鱼及鱼肉制品蛋白质含 量的凯氏定氮法,有必要针对蛋白质换算系数和如何去 除鱼肉中非氨基酸态氮的干扰展开深入的探讨。
2 凯氏定氮法在鱼蛋白测定中遇到的问题分析
2.1 鱼类氮换算蛋白质的系数 基于文献报道的40种鱼类的肌肉氨基酸分析结果[3-36], 按照公式(3)计算得到了40 种鱼类的氨基酸态氮(aminoacid nitrogen,AN)含量,根据公式(4)推导出了40 种鱼 类的F 值(表 1)。由表1 可见,40 种鱼的F 值均高于目 前常采用的6.25,除淡水鱼鲂、罗非鱼和瓣结鱼F 值在 6.7 左右,淡水石首鱼F 值为7.9 外,绝大部分鱼类的 F 值在7.0~7.5 之间。
表 2 和表3 统计数据显示,鲻鱼不同部位、军曹 鱼不同生长阶段以及文昌鱼不同性别对氨基酸态氮含量 (AN)的影响很小,F 值变异系数均小于1%;3 种海水 鱼(黄颡鱼、石斑鱼、鲻鱼)在不同生长方式(野生/ 饲养) 下氨基酸态氮含量的变异系数均小于1.5%。表4 所示的 绝大部分海水鱼的肌肉和卵的氨基酸态氮含量的变异系 数小于1.5%。由此可见,同一种属鱼类的不同性别、 不同部位、不同组织、不同生长阶段、不同生长方式 以及肌肉与卵的氨基酸态氮含量的变异程度很小,F 值 非常接近。由此初步推断,同一种属鱼类的F 值相对 固定,在凯氏定氮法测定鱼类蛋白质含量时,同种属 鱼类采用相同氮换算蛋白质的系数是可行的。

2.2 鱼类非氨基酸态氮含量(NAN)分析 如上所述,非氨基酸态氮是凯氏定氮法测定鱼蛋白 质的另一主要干扰因素。从表5 和表6 统计数据可见, 鱼类的非氨基酸态氮含量(NAN)差异巨大。30 种不同种 属的鱼类(海水鱼类和淡水鱼类)的非氨基酸态氮的含量差 别在2%~30%,并且同一种属鱼类的非氨基酸态氮含量 的变异性也很大(变异系数多在50% 左右)。虽然统计样 本量有限,但是由表6 可以看出,同一种属鱼类所处不同育成方式(野生/ 饲养)其非氨基酸态氮含量也会产生明 显差别;鲻鱼不同部位的非氨基酸态氮含量差别很大; 雌雄文昌鱼非氨基酸态氮含量也有差别。
鲜活鱼类的非氨基酸态氮主要是肌肉内的氧化三甲 胺、尿素、嘌呤和嘧啶碱基、咪唑化合物、胍基化 合物以及甜菜碱类化合物。鱼死后贮藏过程中在微生物 和酶的作用下还会分解蛋白质,产生小分子的氨及胺类 化合物使鱼体的非氨基酸态氮含量升高,其生成量与鱼 体的腐败程度有相关性[37]。由上述分析可得出一个结 论:不同种属鱼类,或同种属的鱼类(海水鱼类或者淡 水鱼类),其非氨基酸态氮含量都存在巨大差异。特别是,鱼类还会因为贮藏过程而导致鱼体非氨基酸态氮的 含量差异。鱼类非氨基酸态氮含量的不确定性为鱼肉蛋 白质含量测定带来了一定的困难。如果要采用凯氏定氮 法准确测定鱼肉蛋白质含量,则首先要排除非氨基酸态 氮的干扰。
3 改进措施的探讨
鲜活鱼类的非氨基酸态氮(氧化三甲胺、尿素、嘌 呤和嘧啶碱基、咪唑化合物、胍基化合物以及甜菜碱 类化合物)和鱼死后贮藏过程中在微生物和酶的作用下产 生的氨及胺类化合物具有挥发性,可采用挥发性盐基氮 的测定方法(GB/T 5009.44—2003《肉与肉制品卫生标准 的分析方法》 [38])由凯氏定氮装置在碱性溶液中将这类碱 性含氮物质蒸馏出来,以硼酸溶液回收。回收的非氨 基酸态氮含量采用凯氏定氮的方法测定,计算非氨基酸 态氮的含量。4 结  论
通过对30 种鱼类中非氨基酸态氮含量的分析,证 实非氨基酸态氮是凯氏定氮法测定鱼蛋白质含量的主要 干扰因素。通过对40 种鱼类氮换算蛋白质的系数的统计 分析发现当前所普遍采用的F值(6.25)与其真实F值(7.0~ 7.5)相差很大,这给氮换算鱼蛋白质含量时带来了一定 的误差。本文还简述了采用挥发性盐基氮检测方法测定 鱼肉中非氨基酸态氮的措施:在测定的总氮数值基础上 扣除其非氨基酸态氮含量,再以真实F 值换算鱼蛋白质 含量,测定结果将更加可靠。

相关文章