食品中蛋白质快速检测技术分析

◎ 徐小鸽，张明奇

（河南省产品质量监督检验院，河南 郑州 450000）

随着我国社会生活水平的提高，人们更加重视自身蛋白质的摄入量，而蛋白质的摄入主要通过食物的进食得以实现。各类食品安全事故的发生督促着相关部门对各类食品中蛋白质含量的检测工作的进行。本文将对食品中蛋白质检测的意义以及多个快速检测方法进行简要阐述。

1 食品中的蛋白质及其检测意义

人体机能正常运行都需要蛋白质的参与，因为蛋白质是组成人体细胞的重要部分。蛋白质的存在与生命现象紧密相关，因为蛋白质属于有机大分子，占据人体质量的18%左右，是人体生命活动的重要承担者。就蛋白质的形成而言，蛋白质具有2个特性。①蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成，由于氨基酸结构中含有-COOH和-NH2，所以其既有酸性又有碱性[1]。②蛋白质具有水溶性，蛋白质可溶于水、稀盐、稀酸或碱性溶液。少数与脂类结合的蛋白质则可溶解于乙醇、丁醇、丙醇等有机溶剂中。

近些年来，食品安全问题成为社会各界广泛关注的热点话题。由于蛋白质可为人体提供大量能量，人们在日常生活中可通过鸡蛋、牛奶、鱼类等食品来补充人体所需的蛋白质。因此，食品中蛋白质含量的检测工作显得尤为重要。对于检测人员而言，在实际工作中，应结合蛋白质的特性、结构，不断优化原有的检测方法，进而提升食品中蛋白质含量检测的准确性[2]。例如，在食品中蛋白质含量检测过程中，若检测方法不得当，则极可能引发蛋白质变性现象，并影响蛋白质折叠的自发性，进而引发食品安全问题。

2 食品蛋白质快速检测技术

2.1 纳氏试剂快速检测法

纳氏试剂快速检测法主要原理是将食品、硫酸、过氧化氢放置同一处进行加热消化，分解食品中的蛋白质，并将分解产生的氨和硫酸结合使其生成硫酸铵。纳氏试剂和硫酸铵在碱性条件下能够产生黄至棕色的化合物。检测食品中的蛋白质主要通过判断分析化合物色度的具体数值，由于其色度与氨氮含量成正比，因此可以将色度乘以换算系数，从而得出食品样品中的蛋白质含量[3]。纳氏试剂快速检测法具有简易操作、快速等特点，相对于其他快速测定法，更适用于批量样品测定。通过分析计算基于碱性条件下NH3-N与纳氏试剂反应生成的黄色化合物稳定物来检测食品中的蛋白质的纳氏试剂快速检测法与国标凯氏定氮法相比，测定结果并无明显差异，并且测定范围广、线性范围宽、精密度高、相对标准偏差极小、回收率高和仪器试剂使用简单，且易于基层普及，有利于在一般食品蛋白质检测需求中推广应用。

2.2 试纸条法

试纸条法是利用溴酚蓝在一定的酸度条件与蛋白质结合能够发生颜色变化的原理，通过分析颜色深浅和蛋白质含量之间的比例以及化学分析技术制作成试纸条，以快速准确地实现对蛋白质的检测。试纸条快速检测法有利于工商执法部门快速有效地将非蛋白质类的含氮物质剔除，满足国家标准对食品中蛋白质含量的严格规定与要求。

2.3 考马斯亮蓝法

1976年创立的考马斯亮蓝法是一项基于蛋白质和染料结合的原理现象设计的检测法，相较于其他的蛋白质测定法而言具有超过其他一系列检测方法的突出优点，因此在众多领域中得到广泛推广，甚至是目前众多蛋白质测定法中灵敏度最高的测定法。考马斯亮蓝法主要是在一定的蛋白质浓度范围内，将蛋白质和染料相结合，对微量蛋白含量进行定量测定的方法。考马斯亮蓝G250染料包含有棕红色、蓝色两种不同颜色，在酸性溶液中，其可凭借范德华力与蛋白质相融，让染料最大吸收峰的位置由465 nm变化成595 nm，溶液的颜色也由棕红色转换成蓝色。在相应蛋白质浓度范围内，蛋白质与染料结合与比尔定律相符。通过检测595 nm下的吸光度值，即可得到与其结合的蛋白质含量[4]。由于蛋白质和考马斯亮蓝结合后的复合物具有较高的消光系数，因此用于测定食品中的蛋白质时具有较高的灵敏度。考马斯亮蓝快速检测法具有以下3个优点。①灵敏度极高，甚至是福林－酚法的4倍。②检测快速且简便，通常只需要添加一种试剂就可以完成一个样品的测定，且其花费时间只需5 min左右。③干扰物质少，相较于其他的蛋白质测定法而言，类似于糖、蔗糖、甘油等一类的物质都不会成为考马斯亮蓝法的干扰来源。另外，考马斯亮蓝法也存在一些缺点。①由于各类蛋白质中的精氨酸、芳香族氨基酸等含量各不相同，考马斯亮蓝法用于各类蛋白质检测时会出现一定的偏差，在设计标准曲线过程中，一般设置γ-蛋白球为标准蛋白质，以此达到减少此方面偏差的目的。②考马斯亮蓝法会受到一系列物质的干扰，如氢氧化钠、去污剂、十二烷基磺酸钠等。③在蛋白质浓度偏高时，所制作的标准曲线会表现出一定的非线性，由此将无法采用比尔定律开展计算，而只能用标准曲线以检测未知蛋白质的浓度。④检测过程中，一些蛋白-染料复合物会附着于比色杯壁上，实验得到的该部分复合物吸附量不会对检测结果造成过多影响，实验结束后可运用乙醇进行清洗[5]。

3 其他食品中蛋白质的常用检测技术

3.1 凯氏定氮法

凯氏定氮法是先对食品中的总含氮量进行检测，然后将检测获取的数据与蛋白质换算系数相乘，进而得到食品中的蛋白质含量。由于受到当时科技水平的局限，凯氏定氮法检测结果存在较大误差，究其原因在于检测结果中还涉及诸如核酸、含氮类脂、生物碱和叶啉等非蛋白质氮化合物，而此类纯度偏低的蛋白质可称之为“粗蛋白质”[6]。对凯氏定氮法的应用原理而言，主要是含氮的有机物与浓硫酸经加热处理后，其中的碳、氢等元素被氧化成二氧化碳和水逸出，过程中，有机氮转化成氨，并进一步与硫酸结合形成硫酸铵，这一过程通常称作“消化”。由于这一反应过程相对缓慢，一般需要添加硫酸钾以提升反应液的沸点，并以硫酸铜作为催化剂，以推动反应的进行，进而达到消化终点。另外，浓碱可促使消化液中的硫酸铵分解，游离出氨，随水蒸气蒸馏出并被过量的硼酸溶液吸收，硼酸与氨结合后，溶液中的氢离子浓度会不断下降，进而选取标准盐酸或硫酸进行滴定，结合标准酸的消耗量计算待测物中的总氮量，与蛋白质系数相乘即可得到蛋白质的含量。

随着现代科技的不断发展，凯氏定氮法凭借其适用范围广、灵敏度高等优势，使凯氏定氮法在食品蛋白质含量检测中得到了广泛推广。但凯氏定氮法也存在一些不足之处。例如，凯氏定氮法的操作方法较为繁杂，不仅要求检测人员具备良好的专业素养，另外还对其体能提出了一定要求。此外，凯氏定氮法需要的装置也十分复杂，不仅组装难度大，而且检测成本也偏高。

3.2 杜马斯定氮法

相较于凯氏定氮法，杜马斯定氮法大约早提出了50年，然而因为早期设备条件不足以支持杜马斯定氮法的开展，在一定程度上影响了它的发展。杜马斯定氮法主要是指在有高氧环境下，对样品进行高温燃烧，使氮元素转化成氮气或氮氧化合物，氮氧化合物被氧化铜还原为氮气，最终通过热导检测装置对氮气含量进行检测，计算得出样品中的氮含量。基于这一反应，人们又将杜马斯定氮法称作杜马斯燃烧法或者燃烧定氮法[7]。杜马斯定氮法不仅可将有机氮转化成氮气，还可将无机硝态氮转化成氮气。因而，杜马斯定氮法相较于传统的检测技术，有着更为广泛的应用空间。通过研究人员对杜马斯定氮法的不断优化与改良，提升了该检测方法的检测效率，使检测结果更为科学、准确。值得一提的是，杜马斯定氮法要求检测人员具备过硬的检测操作能力，并做到紧随时代发展，加强自我学习，不断提高检测的效率、科学性、可靠性。

3.3 蛋白质电化学检测法

蛋白质电化学检测法主要由两种方法构成。①蛋白芯片法以蛋白质为研究对象，其原理在于将制备好的已知蛋白样品，如酶、抗原、抗体等，固定在经化学处理的固相载体上，蛋白质与载体表面结合，同时仍保留蛋白质的物理及化学性质。结合该部分生物分子的特性，依托蛋白质芯片技术可有效捕获与之特异性结合的待测蛋白，经洗涤、纯化，进一步开展确认及生化分析[8]。②蛋白质电化学免疫传感器法，是指结合蛋白质抗原与抗体的反应情况，进行特异性分析，并结合各项集成器件运行情况的具体分析，有效识别蛋白质抗原与抗体，以保证电化学传感器原件的准确连接和化学物质浓度信号的有效转变。为实现对蛋白质电化学检测法的有效应用，要求检测人员在操作实践中，具备利用线性扫描伏安法对电化学信号开展科学检测的能力，从而切实保证检测结果的准确性和检测效率。

4 结语

综上所述，食品安全事故的频发警醒着人们更加注重食品安全问题，要求相关部门重视食品中各项营养物质含量的测定。随着科学技术的发展，越来越多的检测方法得以完善和广泛应用，在极大程度上满足了当今社会对食品中蛋白质含量测定的需求。