新型免水定氮儀測(cè)定畜禽肉中的蛋白質(zhì)含量

◎ 何麗媛，張紅剛，倪樹(shù)標(biāo)，羅國(guó)浪

（1.廣東省科學(xué)院測(cè)試分析研究所（中國(guó)廣州分析測(cè)試中心），廣東 廣州 510070；2.廣東省化學(xué)測(cè)量與應(yīng)急檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510070；3.廣東省食品營(yíng)養(yǎng)與安全快速檢測(cè)儀器工程技術(shù)研究中心，廣東 廣州 510070；4.廣州儀德精密科學(xué)儀器股份有限公司，廣東 廣州 510530）

隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)畜禽肉的需求越來(lái)越大，對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和品質(zhì)的要求也越來(lái)越高。畜禽肉的營(yíng)養(yǎng)成分包括肌肉組織中的蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸、礦物質(zhì)和維生素等[1]。高蛋白是人們對(duì)肉品品質(zhì)的新追求。因此，蛋白質(zhì)含量是畜禽肉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。目前，畜禽肉中蛋白質(zhì)含量檢測(cè)最主要的方法是凱氏定氮法，也是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法[2]?；趧P氏定氮法原理的傳統(tǒng)定氮儀，在檢測(cè)過(guò)程中需使用大量的自來(lái)水進(jìn)行冷凝，極不環(huán)保。免水定氮儀利用專利的新型冷凝器實(shí)現(xiàn)了免水冷凝，無(wú)需使用自來(lái)水就能達(dá)到1 ℃冷凝，使水蒸氣和氨氣瞬間被液化吸收，避免氨氣損失，確保結(jié)果的準(zhǔn)確性[3]。

本文選取硫酸銨作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，對(duì)市場(chǎng)上常見(jiàn)的兩種畜禽肉使用新型免水定氮儀進(jìn)行測(cè)定，研究該儀器性能的穩(wěn)定性和檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

1 材料與方法

1.1 材料

硫酸銨、五水硫酸銅、無(wú)水硫酸鉀、硫酸（密度為1.84 g·L-1）、硼酸、氫氧化鈉和乙醇（95%），廣州化學(xué)試劑廠；鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（0.100 0 mol·L-1）， 深圳市博林達(dá)科技有限公司；甲基紅指示劑、溴鉀酚綠指示劑，上海三愛(ài)思試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

免水定氮儀，中國(guó)廣州分析測(cè)試中心；萬(wàn)分位天平（BSM220.4），上海卓精電子科技有限公司；恒溫加熱消煮爐（JKXZ型），濟(jì)南精密科學(xué)儀器儀表有限公司。

1.3 溶液的配制

（1）硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)溶液（10 g·L-1）。準(zhǔn)確稱取 1.000 g硫酸銨溶于蒸餾水中，并定容至100 mL。

（2）硼酸溶液（27 g·L-1）。稱取27 g硼酸，加蒸餾水溶解后稀釋至100 0 mL。

（3）堿液（360 g·L-1）。稱取360 g氫氧化鈉加蒸餾水溶解后，放冷，并稀釋至1 000 mL。

（4）甲基紅乙醇溶液（1 g·L-1）。稱取0.1 g甲基 紅，溶于95%乙醇，用95%乙醇稀釋至100 mL。

（5）溴甲酚綠乙醇溶液（1 g·L-1）。稱取0.1 g溴甲酚綠，溶于95%乙醇，用95%乙醇稀釋至100 mL。

（6）混合指示液。1份甲基紅乙醇溶液與5份溴甲酚綠乙醇溶液臨用時(shí)混合。

1.4 方法

1.4.1 凱氏定氮法的測(cè)定原理

畜禽肉中的蛋白質(zhì)在催化加熱條件下被分解，產(chǎn)生的氨與硫酸結(jié)合生成硫酸銨。通過(guò)免水定氮儀自動(dòng)加入氫氧化鈉，硫酸銨堿化蒸餾使氨游離，用硼酸吸收后以鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，根據(jù)酸的消耗量計(jì)算氮含量，再乘以蛋白質(zhì)折算系數(shù)（肉與肉制品為6.25），即為蛋白質(zhì)的含量[3-4]。蛋白質(zhì)含量計(jì)算公式如下：

式中：X為試樣中蛋白質(zhì)的含量，g/100 g；V1為試液消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定液的體積，mL；V2為試劑空白消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定液的體積，mL；V3為吸取消化液（或硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)工作液）的體積，mL；c為鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度，mol·L-1；0.014 0為1 mL鹽酸[c（HCl）= 1.000 mol·L-1]標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)?shù)牡馁|(zhì)量，g；m為試樣的稱樣量，g，精確至0.001 g；F為氮換算為蛋白質(zhì)的系數(shù)，肉與肉制品的折算系數(shù)為6.25，當(dāng)只檢測(cè)氮含量時(shí)，不需要乘蛋白質(zhì)換算系數(shù)F；100為換算系數(shù)。

1.4.2 儀器的示值誤差和回收率測(cè)試方法

吸取10 mL硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)溶液至定氮管中，放入免水定氮儀中。同時(shí)將硼酸溶液、堿液、混合指示劑以及鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液加入儀器中。免水定氮儀中的運(yùn)行參數(shù)設(shè)置為加熱功率1 500 W、稀釋水0 mL、硼酸溶液25 mL、堿液100 mL、蒸餾時(shí)間5 min以及淋洗15 mL。啟動(dòng)儀器進(jìn)行測(cè)試，共測(cè)量6次取平均值，同時(shí)做試劑空白。

儀器示值誤差計(jì)算公式如下[5]：

式中：δ為相對(duì)誤差；為硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)溶液氮含量的平均值，g/100 g；XS為硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)溶液氮含量的標(biāo)稱值，g/100 g。

回收率計(jì)算公式如下[5]：

式中：K為回收率，%；為硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)溶液氮含量的平均值，g/100 g；XS為硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)溶液氮含量的標(biāo)稱值，g/100 g。

1.4.3 儀器的重復(fù)性測(cè)試方法

按照1.4.2中的方法，共測(cè)定10個(gè)硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)溶液樣品，計(jì)算儀器的重復(fù)性。重復(fù)性以相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算公式如下[5]：

式中：RSD為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差；S為標(biāo)準(zhǔn)偏差；為硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)溶液氮含量的平均值，g/100 g。

標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算公式如下：

式中：S為標(biāo)準(zhǔn)偏差；Xi為樣品的各次測(cè)量值；為樣品的算術(shù)平均值；N為樣品總數(shù)或測(cè)量次數(shù)。

1.4.4 畜禽肉樣品的測(cè)定方法

準(zhǔn)確稱取粉碎后充分混勻的畜禽肉試樣0.6～0.8 g （精確至0.001 g）至定氮管中，再加入0.2 g五水硫酸銅、6 g無(wú)水硫酸鉀及10 mL硫酸，輕搖定氮管混勻，管上放置小漏斗進(jìn)行回流，再放置于消化爐中進(jìn)行消化。先于250 ℃小心加熱30 min，待內(nèi)容物全部炭化，泡沫完全停止后，升溫至420 ℃，并保持瓶?jī)?nèi)液體微沸，至液體呈藍(lán)綠色并澄清透明后，再繼續(xù)加熱1 h。取出定氮管冷卻后，放入免水定氮儀中。同時(shí)將硼酸溶液、堿液、混合指示劑以及鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液加入儀器中。免水定氮儀的運(yùn)行參數(shù)設(shè)置為加熱功率1 500 W、 稀釋水10 mL、硼酸溶液25 mL、堿液50 mL、蒸餾時(shí)間5 min以及淋洗70 mL。啟動(dòng)儀器進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)做試劑空白。

2 結(jié)果與分析

2.1 儀器示值誤差和回收率

按1.4.2方法利用硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)試免水定氮儀的示值誤差和回收率，結(jié)果見(jiàn)表1。免水定氮儀的示值誤差為0.5%，回收率為101%，符合《全（半）自動(dòng)凱氏定氮儀》（GB/T 33862—2017）中示值誤差不超過(guò)1%，回收率在99%～101%的要求[5]。免水定氮儀準(zhǔn)確度高，回收率也滿足定氮儀標(biāo)準(zhǔn)的要求。

表1 免水定氮儀的示值誤差和回收率結(jié)果表

2.2 儀器重復(fù)性

按1.4.3方法測(cè)試免水定氮儀的重復(fù)性，結(jié)果見(jiàn)表2。 免水定氮儀的重復(fù)性（RSD值）為0.27%，符合《全（半）自動(dòng)凱氏定氮儀》（GB/T 33862—2017）中相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于0.5%的要求，儀器性能穩(wěn)定可靠[5]。

表2 免水定氮儀的重復(fù)性結(jié)果表

2.3 畜禽肉樣品的測(cè)定

按1.4.4方法測(cè)定豬肉和豬肝中的蛋白質(zhì)含量，結(jié)果見(jiàn)表3和表4。豬肉中的蛋白質(zhì)含量為22.7 g/100 g，檢測(cè)6個(gè)平行樣的RSD值為0.67%，精密度＜1.7%；豬肝中的蛋白質(zhì)含量的平均值為21.3 g/100 g，檢測(cè) 6個(gè)平行樣的RSD值為0.83%，精密度＜1.9%。結(jié)果顯示，使用免水定氮儀測(cè)定畜禽肉中的蛋白質(zhì)含量，重復(fù)性好，精密度也符合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。豬肉和豬肝中的蛋白質(zhì)含量都超過(guò)了20 g/100 g，屬于含量高且優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)，易于人體吸收。

表3 豬肉中蛋白質(zhì)含量測(cè)定結(jié)果表

表4 豬肝中蛋白質(zhì)含量測(cè)定結(jié)果表

3 結(jié)論

使用硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)試免水定氮儀的各項(xiàng)性能指標(biāo)，結(jié)果顯示，其示值誤差為0.5%，回收率為101%，重復(fù)性為0.27%，示值誤差和重復(fù)性結(jié)果均優(yōu)于《全（半）自動(dòng)凱氏定氮儀》（GB/T 33862—2017） 的要求，回收率也符合標(biāo)準(zhǔn)要求。使用免水定氮儀測(cè)定畜禽肉中的蛋白質(zhì)含量，豬肉和豬肝的蛋白質(zhì)含量均超過(guò)20 g/100 g，RSD值＜1%，精密度小于2%，符合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，檢測(cè)效果好。該儀器用標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)量時(shí)的RSD值為0.27%，但實(shí)際樣品測(cè)量時(shí)的RSD值＞0.5%，這是由于測(cè)量實(shí)際樣品時(shí)在稱樣、消解等前處理環(huán)節(jié)引入了誤差。免水定氮儀實(shí)現(xiàn)了免水冷凝，既環(huán)保經(jīng)濟(jì)，又能保證測(cè)定過(guò)程氨氣無(wú)損失，儀器性能指標(biāo)優(yōu)越，穩(wěn)定性好，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，迎合了當(dāng)前全球水資源匱乏的大趨勢(shì)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。