thực hành sinh hóa định lượng protein

bài báo về định lượng protein đầy đủ chi tiết với phương pháp Kjeldahl, giải thích và trả lời các câu hỏi liên quan vấn đề ,Trong số nguyên tử này N chiếm tỉ lệ tương đối cao và khá ổn định (≈15÷17% khối lượng phân tử protein ) trong thành phần của protein (động vật, thực vật, vi sinh vật ). Tùy thuộc vào nguồn gốc protein động vật hay thực vật hay động vật, người ta sử dụng các hệ số trung bình protein để tình khối lượng protein như sau: Hệ số protein động vật là 6,25; thực vật là 5,96.

Bài 2: PROTIDE Định lượng Protein bằng phương pháp MicroKjeldahl

I.Cơ sở lý thuyết

- Protein được tạo thành từ các nguyên tử C,H,O,N,S,P…

- Trong số nguyên tử này N chiếm tỉ lệ tương đối cao và khá ổn định (≈15÷17% khối lượng phân tử protein ) trong thành phần của protein (động vật, thực vật, vi sinh vật ) Tùy thuộc vào nguồn gốc protein động vật hay thực vật hay động vật, người ta sử dụng các hệ số trung bình protein để tình khối lượng protein như sau: Hệ số protein động vật là 6,25; thực vật là 5,96

-Trường hợp đối với nguyên liệu có nhiều hợp chất N không phải protein, cần phải xác định riêng N protein và N phi protein Nhưng các phương pháp tách chiết protein thường phức tạp gây hao hụt protein, bời vậy trong thực tế, người ta sử dumgj phương pháp xác định N tổng số N phi protein, sau đó xác định N protein bằng hiệu số giữa

N tổng số và N phi protein

II Nguyên tắc.

Protein được tạo thành từ các nguyên tố ,C,H,O,N,S,P trong đó N nguyên tố chiếm tỉ lệ cao và tương đối ổn định, vì vậy người ta sẽ định lượng N

Để định lượng N thì vô cơ hóa nguyên liệu sau đó xác đinh N

Bản chất của phương pháp: Dưới tác dụng của nhiệt độ cao và acid vô cơ đặc, nguyên

tố N trong thành phần của Protein được biến đổi thành NH3 Định lượng NH3 bằng dung dịch acid theo các bước:

Vô cơ hóa nguyên liệu:

Protein, polypeptit, peptone H2SO4 (đ), (NH4)2SO4 + H2SO4 đ,dư hoặc

các hợp chất chứa N + +

Cất đạm : đẩy khỏi muối (NH4)2SO4 bằng một baze mạnh (ví dụ NaOH):

+ Ở bình cất:

(NH4)2SO4 + 2NaOH 2 OH +

+ Ở bình hứng : thu nhận bằng một acid mạnh H2SO4 có nồng độ xác định :

2 OH + 2 (NH4)2SO4 + + 2 O

Chuẩn độ : dùng nồng độ NaOH có nồng độ chính xác để trung hòa hết acid H2SO4 dư:

III Nguyên liệu và hóa chất.

-Vật phẩm có chứa nitơ( nước mắm đậu hủ, các loại thực phẩm )

-H2SO4 đậm đặc

-K2SO4 tinh khiết

-CuSO4 tinh khiết

-NaOH 30%: 150mg NaOH tinh thể đinh mức 500ml nước cất

-H2SO40.1N: 2.79 ml H2SO4 đậm đặc (d=1.84l)

-NaOH 0.1N

-Thuốc thử hỗn hợp

IV Cách tiến hành

Gồm 3 giai đoạn:

Vô cơ hóa mẫu:

cân 200mg nguyên liệu cho vào bình Kjeldahl

Thêm vào vài giọt nước cất + 10ml H2SO4 đậm đặc

Cho 200mg chất xúc tác K2SO4/CuSO4 =10/1 Đậy kín bình để 30phút

Đặt bình Kjeldahl nghiêng 450 trên hệ thống bình đun Kjeldahl đun với nhiệt độ tăng dần sau 30p đến dung dịch sôi đều (tránh >1000)

Dung dịch chuyển màu từ nâu sẫm-> nâu cánh gián -> vàng nhạt->trắng trong kết thúc giai đoạn vô cơ hóa

Giai đoạn cất đạm:

Tiến hành trên bộ cất đạm MicroKjeldahl

Sử dụng hệ chuẩn H2SO4 – NaOH

chuẩn bị nước bình đun: đổ nước cât 1 lần vào bình đun khi dung tích đạt 2/3 bình là

đủ

Hình 1: giai đoạn đun Bình hứng: cho vào bình tam giác 250ml: 10ml H2SO4 0.1N + 3 giọt thuốc thử hỗn hợp

Bình cất: cho vào bình 10ml dung dịch mẫu + 3 giọt thuốc thử + 20ml NaOH 30% 

dung dịch chuyển từ màu đỏ sang màu xanh lá mạ

Đóng khóa cất đạm trong 15phút, lôi cuốn khí NH3 qua ống sinh hàn xuống bình hứng, hạ bình hứng xuống cách đầu mút ống sinh hàn dùng quỳ tím thử dung dịch ở đầu ống sinh hàn Quỳ tím không đổi màu -> hoàn thành quá trình cất đạm

Rửa đầu ống sinh hàn với nước cất 2 lần

Hình 2 : giai đoạn cất đạm

Giai đoạn chuẩn độ:

chuẩn lượng dư H2SO4 0.1N bằng NaOH 0.1N -> dung dịch chuyển màu tím đỏ-> xanh lá mạ-> quá trình kết thúc

Hình 3: giai đoạn chuẩn độ

V Báo cáo kết quả và giải thích kết quả

Tính kết quả

Cứ 1ml H2SO4 0.1N tương đương với 1.4mg nitrogen Từ đó ta có công thức tính hàm lượng protein:

Trong đó:

P: hàm lượng protein co trong mẫu đem phân tích (%)

V3: số ml H2SO4 0.1N trung hòa lượng NH3 bị đẩy ra sau khi cất đạm(ml)

f: Hệ số điều chỉnh nồng độ kiềm N2/N1

V3.1,4.f.V

VC.g

1.1,4.1.100.100.6,25

10.200

=43.75%

N2: Nồng độ đương lượng của kiềm

N1: Nồng độ đương lượng của H2SO4 0.1N

V: Số ml dung dich mẫu pha loãng.(100ml)

Vc: Số ml dung dịch mẫu cất đạm

g: Số mg nguyên liệu đem vô cơ hóa(200g)

F: Hệ số chuyển nitrogen thành protein

Giải thích kết quả:

Ta có: V3 thu được =Vđầu -Vchuẩn độ(10-9=1ml) Đây là hàm lượng H2SO4 phản ứng hết với lượng NH4OH có trong mẫu

Hệ số chuyển đổi của protein động vật 6.25

Kết quả thu được 43,75% chứng tỏ hàm lượng protein thô trong mẫu chiếm khoảng 43,75%

VI Trả lời câu hỏi:

1 tóm tắt quá trình định lượng protein bằng phương pháp Microkjeldalh

Vô cơ hóa nguyên liệu:

Protein, polypeptit, peptone H2SO4 (đ), (NH4)2SO4 + H2SO4 đ,dư hoặc

các hợp chất chứa N + +

-Cất đạm : đẩy khỏi muối (NH4)2SO4 bằng NaOH:

+ Ở bình cất:

(NH4)2SO4 + 2NaOH 2 OH +

+ Ở bình hứng : thu nhận bằng một acid mạnh H2SO4 có nồng độ xác định :

2 OH + 2 (NH4)2SO4 + + 2 O

-Chuẩn độ : dùng nồng độ NaOH có nồng độ chính xác để trung hòa hết acid H2SO4 dư:

2 phương trình phản ứng xảy ra trong giai đoạn vô cơ hóa:

Protein, polypeptit, peptone H2SO4 (đ), (NH4)2SO4 + H2SO4 đ,dư

hoặc các hợp chất chứa N K2SO4/CuSO4 + +

Protein được tạo thành từ các nguyên tố ,C,H,O,N,S,P trong đó N nguyên tố chiếm tỉ lệ cao Nên sau quá trình vô cơ hóa sản phẩm chủ yếu sẽ là (NH4)2SO4 , các thành còn lại chiếm tỉ lệ thấp hơn là CO2, SO2 vì trong phân tử protein có chứa C,O

3 phương trình phản ứng trong giai đoạn cất đạm:

-Cất đạm : đẩy NH3 khỏi muối (NH4)2SO4 bằng NaOH :

+ Ở bình cất:

(NH4)2SO4 + 2NaOH 2NH4 OH +

+ Ở bình hứng : thu nhận NH3 bằng một acid mạnh H2SO4 có nồng độ xác định :

2 NH4 OH + 2 H2SO4 (NH4)2SO4 + H2SO4 + 2 O

4.Vai trò của thuốc thử:

thuốc thử dùng để xác định hàm lượng phản ứng của các chất bazơ và acid

giúp chúng ta nhận biết được phản ứng qua màu sắc, đã hoàn thành,hay từng giai đoạn để xác định được chính xác hơn hàm lượng sử dụng

5 Công thức tính

P: hàm lượng protein co trong mẫu đem phân tích (%)

V3: số ml H2SO4 0.1N trung hòa lượng NH3 bị đẩy ra sau khi cất đạm (ml)

f: Hệ số điều chỉnh nồng độ kiềm N2/N1 0.1/0.1=1

N2: Nồng độ đương lượng của kiềm NaOH 0.1N

N1: Nồng độ đương lượng của H2SO4 0.1N

V: Số ml dung dich mẫu pha loãng.(100ml)

Vc: Số ml dung dịch mẫu cất đạm:10ml

g: Số mg nguyên liệu đem vô cơ hóa (200g)

F: Hệ số chuyển nitrogen thành protein 6.25

6 Cấu tạo của bộ chưng cất đạm

Gồm 4 bộ phận chính:

-hệ thống bình đun

-bình xả

-bình cất

-ống sinh hàn

V3.1,4.f.V

VC.g

7 Những lưu ý khi sử dụng bộ chưng cất đạm:

Nếu lượng dd H2SO4 0.1N quá ít thì cho thêm một ít nước cất để tránh mất đạm

Khi cho dd mẫu vào phiễu thì mở khóa từ từ cho dung dịch chảy xuống bình cất, tráng lại phễu của bình cất bằng nước cất 2 lần Đóng phễu

Khi cho NaOH 30% phải giữ một ít nước trên phễu tránh ngăn NH3 bốc ra