样品前处理对测定含果粒酸奶中蛋白质的影响

杨丽花，杨 云，宋振娟，于建臣，张云鲜，刘丽云，张广福

蒙牛乳业（焦作）有限公司，河南焦作 454000

0 引言

蛋白质作为维持生命的重要基础物质之一，可为人体提供能量，维持细胞生长和更新，提高免疫力[1～4]。随着人们生活质量的提高，社会各界更关注食品营养健康问题。食品中蛋白质成分含量与人体健康有密切关系，因此，对蛋白质进行准确、可靠的前处理和测定尤为重要，相关检验人员必须严格落实工作[5～8]。

测定蛋白质方法有3 种：凯氏定氮法、分光光度法、燃烧法，其中凯氏定氮法使用最广泛、经典，是国家标准指定的方法之一[6，9]。测定含果粒酸奶中的蛋白质时，样品前处理需使用粉碎设备来打磨粉碎，使果粒破壁、混匀后测定其蛋白质含量。

目前含果粒酸奶的测定过程常出现蛋白质含量值偏高，留样再测结果偏差较大[10～13]。本研究使用不同型号、不同参数的捣碎机和不同规格的料理杯对同批次含果粒酸奶进行粉碎，对比蛋白质的测定数据，分析粉碎条件对蛋白质含量结果的影响，确定粉碎设备的参数及样本量，避免结果偏离，提升含果粒酸奶蛋白质测定的准确性。

1 试剂和仪器

1.1 试剂

硫酸铜（CuSO4·5H2O）、硫酸钾（K2SO4）、浓硫酸（H2SO4）。

1.2 试剂配制

硼酸溶液（1%）：称取10 g硼酸，加水溶解后稀释至1 000 mL。

氢氧化钠溶液（400 g/L）：400 g氢氧化钠溶于1 000 mL水中。

溴甲酚绿-甲基红混合指示剂溶液：称取0.07 g甲基红及0.1 g溴甲酚绿指示剂，溶于无水乙醇，定容至100 mL。

混合指示剂硼酸溶液（1∶100）：10 mL混合指示剂加入1 000 mL 1%硼酸溶液。

硫酸标准溶液[C（1/2H2SO4）=0.05 mol/L]。

1.3 仪器参数条件

电子天平：精度为0.1 mg。

凯氏定氮仪（全自动定氮仪）：加水稀释体积50 mL；氢氧化钠体积30 mL；延迟时间5 s；蒸馏强度90%。

消化炉：180 ℃消化10 min；220 ℃消化10 min；350 ℃消化10 min；420 ℃消化1 h。

尾气处理装置。

消化管、瓶顶移液器（移取硫酸，需调到所用刻度）。

2 分析步骤

半固体有果粒样品可用均质机、料理机或捣碎机等打磨均匀，制备过程应避免带入水分或其他杂质，制备好的样品选择合适密闭容器保存，避免水分挥发及杂质落入。称取充分混匀的样品0.5～2.0 g至消化管中，再加入硫酸铜、硫酸钾及浓硫酸于消化炉进行消化，当消化炉温度达420 ℃后，继续消化1 h，此时消化管中液体呈绿色透明状[14]，取出冷却后，于自动凯氏定氮仪（使用前加入氢氧化钠溶液、硫酸标准溶液、含有混合指示剂的硼酸溶液）上自动加液、蒸馏、滴定和记录滴定数据。

3 结果分析

3.1 使用1号捣碎机粉碎果粒酸奶的蛋白质测定结果

使用1号捣碎机粉碎样品，将250 mL料理杯用样品充满，设置转速为13 000 r/min，粉碎时间为2 min。粉碎后样品呈均匀状态，无泡沫，见图1。对该条件下粉碎的15 个样本进行蛋白质测定，称取0.5～2.0 g样品，加入催化剂及硫酸溶液，同时做空白试验，于消化炉进行消化，冷却后上机蒸馏，测定结果为2.40～2.51 g/100 g，数据范围正常，见表1。

表1 使用1号捣碎机的蛋白质测定结果

图1 使用1号捣碎机粉碎后的样品状态

3.2 使用2号捣碎机粉碎果粒酸奶的蛋白质测定结果

使用2号捣碎机粉碎样品，将250 mL料理杯用样品充满，设置转速为18 000 r/min，粉碎时间为2 min。粉碎后样品呈均匀状态，无泡沫，见图2。对该条件下粉碎的同批次15 个样本进行蛋白质测定，称取0.5～2.0 g样品，加入催化剂及硫酸溶液，同时做空白试验，于消化炉进行消化，冷却后上机蒸馏，测定结果为2.40～2.53 g/100 g，数据范围正常，见表2。

表2 使用2号捣碎机的蛋白质测定结果

表3 使用3号捣碎机的蛋白质测定结果

图2 使用2号捣碎机粉碎后的样品状态

3.3 使用3号捣碎机粉碎果粒酸奶的蛋白质测定结果

使用3号捣碎机粉碎样品，加入250 mL样品时，未将500 mL料理杯充满，上方有空气存在，设置转速为18 000 r/min，粉碎时间为2 min。粉碎后样品上方有大量气泡，见图3。对该条件下粉碎的同批次15 个样本进行蛋白质测定，称取0.5～2.0 g样品，加入催化剂及硫酸溶液，同时做空白试验，于消化炉进行消化，冷却后上机蒸馏，测定结果为2.46～2.92 g/100 g，数据范围偏高，见表6。

图3 使用3号捣碎机粉碎后的样品状态

3.4 3 种捣碎机的比较分析

3.4.1 不同捣碎机打碎样品时产生气泡不同

对同批次样品使用不同粉碎设备，样本量相同时，料理杯规格不同，粉碎状态也不同。料理杯充满时无气泡；料理杯未充满粉碎时，因有空气进入，导致气泡产生，见表4。

表4 不同捣碎机粉碎同批次样品的状态

3.4.2 粉碎过程产生气泡导致蛋白质结果偏高

上述条件下，对同批次样本测定蛋白质，发现无气泡产生的样本结果正常，最大值2.53 g/100 g，最小值2.40 g/100 g；有气泡产生的样本结果偏高，最大值2.92 g/100 g，最小值2.39 g/100 g（表5、图4）。

表5 不同捣碎机粉碎同批次样品的蛋白测定数据

图4 不同捣碎机粉碎同批次样品的蛋白测定数据分析图

结果显示，样品充满料理杯，没有进入空气的1号捣碎机和2号捣碎机结果相近，绝对差值在0.00～0.05 g/100 g；样品未充满料理杯，有空气进入的3号捣碎机使得蛋白质的测定结果偏高，绝对差值0.01～0.45 g/100 g，其中有5 组数据超出国标允许偏差（即获得2 次独立结果的绝对差值不超过算术平均值的10%）。

4 结论

由于含果粒酸奶样品未充满料理杯，粉碎时空气进入，形成的气泡不易破裂，气泡不会立即消失，而是越聚越多，使样品状态发生变化，导致蛋白质测定结果偏高。日常测定过程中要选择合适的粉碎设备，设定合适转速和时间（建议转速≥10 000 r/min，时间1～2 min）。粉碎时根据料理杯规格，选取匹配的样本量，或根据样本量选择合适规格的料理杯，使样品充满料理杯，避免粉碎过程引入空气，产生气泡使蛋白质结果偏离。