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如何测定蛋白质中的氮元素含量

有货之家 有货之家 发表于2024-11-14 03:56:07 浏览504 评论0

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这是最经典的方法了——微量凯氏法

如何测定蛋白质中的氮元素含量

一、原理

植物组织中的有机氮化物包括蛋白氮和非蛋白氮。非蛋白氮主要是氨基酸和酰胺,以及少量无机氮化物,是可溶于三氯乙酸溶液的小分子。可加入三氯乙酸,使其最终浓度为5%,将蛋白质沉淀出来,分别测定总氮、蛋白氮或非蛋白氮通常只测定总氮或蛋白氮。将植物材料与浓硫酸共热,硫酸分解为二氧化硫、水和原子态氧,并将有机物氧化分解成二氧化碳和水而其中的氮转变成氨,并进一步生成硫酸铵。为了加速有机物质的分解,在消化时通常加入多种催化剂,如硫酸铜、硫酸钾和硒粉等。消化完成后,加入过量NaOH,将NH4+转变成NH3,通过蒸馏把NH3导入过量的硼酸溶液中,再用标准盐酸滴定,直到硼酸溶液恢复原来的氢离子浓度。滴定消耗的标准盐酸摩尔数即为NH3的摩尔数,通过计算,可得出含氮量。

蛋白质是一类复杂的含氮化合物,每种蛋白质都有其恒定的含氮量,(约在14%~18%,平均约含氮16%)所以,可用蛋白氮的量乘以6.25(100/16=6.25),算出蛋白质的含量。若以总氮含量乘以6.25,就是样品的粗蛋白含量。试样中若含有硝态氮时,首先要使硝态氮还原为铵态氮,可加入水杨酸和硫代硫酸钠,使硝态氮与水杨酸在室温下作用生成硝基水杨酸,再用硫代硫酸钠粉使硝基水杨酸转化为铵盐。由于水杨酸与硫代硫酸钠会消耗一部分硫酸,所以消化时的硫酸用量要酌情增加。

二、材料、仪器设备及试剂

(一)材料:各种干燥、过筛(60~80目)的植物样品

(二)仪器设备:1. 消化管2. 微量凯氏定氮蒸馏装置一套(图17)3. 三角烧瓶4.微量滴定管5. 量筒6. 容量瓶7. 烧杯8. 移液管等。

三、实验步骤

(一)样品提取分离:准确称取烘至恒重的样品0.1000g~0.5000g(依样品含氮量而定,含氮1~3mg宜),置10ml离心管中,加入5ml5%三氯乙酸,90℃水浴中浸提15min,不时搅拌,取出后用少量蒸馏水冲洗玻棒,待溶液冷却后,4000rpm离心15min,上清液弃去。并用5%三氯乙酸洗沉淀2~3次,离心,弃去上清液,最后用蒸馏水将沉淀无损地洗入铺有滤纸的漏斗上,去掉滤液后,将沉淀和滤纸在50℃下烘干,用于蛋白氮的测定。

(二)样品的消化:取4支消化管编号。1号管直接放入称好的材料用于测定总氮,2号管放入上述烘干的滤纸和沉淀,用于蛋白氮的测定,3号管放入同样滤纸一张、4号管不加任何样品作为空白对照,注意将样品放入消化管底部。向各消化管加浓硫酸5ml,混合催化剂0.3g~0.5g,将样品浸泡数h或放置过夜后,在管口盖一小漏斗,放在远红外消煮炉上加热消化。开始时温度可稍低,以防止内容物上升至管口。泡沫多时,可从小漏斗加入2~3滴无水乙醇。到管口出现白色雾状物时,泡沫已不再产生此时可逐渐升温,使内容物达到微沸。直到消化液变为清澈透明为止。消化过程中,若在消化管上部发现有黑色颗粒时,应小心地转动消化管,用消化液将它冲洗下来,以保证样品消化完全。消化过程约需2~3h。

(三)定容消化完毕待溶液冷却后,沿管壁仔细加入10ml左右无氨蒸馏水,以冲洗管壁,再将消化液小心转入100ml容量瓶中。以无氨水少量多次冲洗消化管,洗涤液并入容量瓶。冷却后用无氨水定容至刻度,混匀备用。

(四)蒸馏及滴定 以下几步进行:

1.仪器的洗涤:先经一般洗涤后,还要用水蒸气洗涤。可按下列方法进行蒸气洗涤。先在蒸气发生器中加入2/3体积的蒸馏水(事先加入几滴浓硫酸,使其酸化,加入甲基红指示剂,并加入少许沸石或毛细玻璃管以防止爆沸)。打开漏斗下的夹子,用电炉或酒精炉加热至沸腾,使水蒸气通入仪器的各个部分,以达到清洗的目的。在冷凝管下端放置一个三角瓶接收冷凝水。然后关紧漏斗下的夹子,继续用蒸气洗涤5min。冲洗完毕,夹紧蒸气发生器与收集器之间的连接橡胶管,蒸馏瓶中的废液由于减压而倒吸进入收集器,打开收集器下端的活塞排除废液。如此清洗2~3次,再在冷凝管下端换放一个盛有硼酸-指示剂混合液的三角瓶,使冷凝管下口完全浸没在液面以下0.5cm处,蒸馏1~2min,观察三瓶内的溶液是否变色。如不变色,表示蒸馏装置内部已洗干净。移去三角瓶,再蒸馏1~2min,用蒸馏水冲洗冷凝管下口,关闭电炉,仪器即可供测定样品使用。

2.标准硫酸铵测定为了熟悉蒸馏和滴定的操作技术,并检验实验的准确性,找出系统误差,常用已知浓度的标准硫酸铵测试三次。在三角瓶中加入20ml硼酸-指示剂混合液,将此三角瓶承接在冷凝管下端,并使冷凝管的出口浸入溶液中。注意在加样前务必打开收集器活塞,以免三角瓶内液体倒吸。准确吸取2ml硫酸铵标准溶液,加到漏斗中。

四、结果计算

样品中总氮量(%)=0.010×(V3—V0)×100×14/(W×1000×10)×100×氮的回收率

样品中蛋白氮含量(%)=0.0100×(V1-V2-V0)×100×14/(W×5×1000)×100×氮的回收率

回收率(%)=0.0100×(V-V0)×14/(2.0×0.6×100)×100