食品侦探系列 | 侦探们竭尽全力地证明了牛奶中蛋白质测定的方法!


来源:瑞士步琦BUCHI


欢迎来到 “夏洛葱” 和他的食品侦探们”博客!


在该博客中,我们可以赏读到多个章节专门介绍负责检测食品中分析物的五位食品侦探——夏洛葱、蛋克力、梅苹果、牛南希和玉米老伯;跟随这五位侦探处理各种案件,解决食品分析方面的各类难题;了解他们如何掌握检测和确定分析物的方法,如各类食品中的蛋白质和脂肪;了解他们如何充分利用检测工具和技术,包括脂肪提取和凯氏蛋白测定等经典方法,以及近红外等现代方法。


他们在旅程中也会互相培训各种优化方法的课程:我们可以与他们一起学习优化脂肪提取、蛋白质测定、近红外分析等技术的技巧,以用于各种与食品有关的应用。这五位侦探如何开始从事他们的职业?他们每个人给团队做出了哪些贡献?


接下来请看每位侦探的身世。


夏洛葱·福尔摩斯在十几岁的时候就已经闯出名气,这要归功于他的敏锐头脑和侦查天赋。他最擅长通过对睡着的厨师进行仔细的泪痕分析来发现谁刚刚切开了洋葱社区的另一个成员。通过偷听他的父母讨论一起臭名昭著的食品欺诈案,夏洛葱-福尔摩斯受到启发,正式开始做一个食品侦探,主要工作是在本应只含有碎牛肉的千层面中混入马肉。夏洛葱-福尔摩斯对食品分析中使用的所有方法都非常了解。


蛋克力是一个典型的比利时食品侦探,既理性又以鸡蛋自我为中心。蛋克力由一只母鸡和一只公鸡所生,这两只鸡开办了自己的私家侦探事务所。蛋克力有着严肃的外表和敏锐的目光,能够发现最微小的细节。蛋克力的人生使命是试图证明比利时美食优于其他美食,拥有更好、更健康的食材。他致力于美化宣传比利时洋葱汤,这让夏洛葱-福尔摩斯大为震怒,因为他不赞成在汤中使用自己的表兄弟。这一争论点导致这两位侦探之间经常发生同事间的争吵和“友好”的摩擦。但应该指出的是,他和夏洛葱-福尔摩斯同样精通食品分析中使用的所有方法。


梅苹果是该团队中经验最丰富的食品侦探。她依稀记得,她是在追捕一只试图吃掉她妹妹部分身体的黄蜂时,对侦探调查事业产生了兴趣。就像葡萄酒一样,梅苹果的头脑似乎也随着年龄的增长而越来越好。她在使用如她一样经典的参考方法时特别自信。梅苹果非常喜欢甜食,她是所有水果类制品无可争议的专家,如果汁、酱汁和水果派,甚至包括苹果派。


牛南希很年轻,但她并不是一块生牛排。这位少女给团队带来了一股新鲜空气和现代气息。从她记事起,这位充满热情的侦探就对自己的身世感到好奇,并一直试图追踪她所来自的牛群,她试图通过对她遇到的每一头牛做仔细和有条不紊的测试来实现这一目标。但瑞士有很多牛,所以为了挣钱和改进她的检测方法,她欣然加入了食品侦探事务所。耐心不是她的专长,但近红外技术无疑是。


玉米老伯是一位研究痕迹分析和罕见案件的专家。他一直被未知事物所吸引,因为他在一个农场长大,经常受到玉米麦田怪圈的影响。他至今为这种神秘的现象所困惑,他热衷于各种外来的、奇怪的未解之谜。他经常为团队提供最特别的想法和解决方案,是近红外分析的忠实粉丝。



今年万圣节,侦探们得到了一个非常好的案件,既一位客户请求他们帮助测定牛奶中的蛋白质。玉米老伯中尉带领团队使用凯氏定氮技术测量了两种不同牛奶样品中的酪蛋白含量。但检测结果是给客户惊喜还是惊吓了?请继续往下阅读,我们拭目以待吧!



这是一个美丽的早晨,红叶在秋日低沉的阳光下闪闪发光。侦探们聚集在货运自行车的后备箱里,夏洛葱踩着脚踏载着他们去拜访一位客户。当他们把车开进一个牛奶场时,他们高兴地喋喋不休。客户很高兴地向他们展示她的奶牛,并让他们品尝新鲜牛奶。他们坐在她的花园里,吃着新鲜的馅饼,周围是装满南瓜和新鲜苹果的篮子,开始讨论这个案子。



侦探们向她保证,他们将展示最适合她的技术。他们骑上自行车返回办公室,夏洛葱抱怨说,在他们吃了那么多馅饼之后,车骑起来困难得多了,侦探们都笑着为他加油。


接下来发生的事情对夏洛葱来说是难以预料的。这五名侦探都想负责牛奶中蛋白质的测定,随后发生了一场激烈的争吵。蛋克力坚称他最了解牛奶,因为鸡蛋是白色的,牛奶也是。梅苹果反驳他,说没有什么比牛奶和苹果派更好的了。而牛南希想要轮到她,因为事实上大部分牛奶都来自于她的亲戚。


夏洛葱决定通过测验解决争论。




所以玉米老伯中尉被授予了这个案子!尽管他更像是一名 NIR分析专家,但他很乐意深入研究牛奶中蛋白质测定的经典参考方法。


在快速翻阅他的教科书和一个凯氏定氮法知识库后,他首先给出了该方法的总体观点。他们将通过添加乙酸溶液从测试样品中沉淀酪蛋白。他们将用硫酸消化滤液,将氮转化成硫酸铵。用 NaOH 碱化成氨后,将样品中的氨用水蒸汽蒸馏到硼酸接收器中,再用盐酸溶液滴定。最后,酪蛋白含量将是总氮含量与非酪蛋白氮含量之间的差值。后者将根据滴定液体积和样品重量计算。


身为凯氏定氮法专家的梅苹果赞许地点点头,然后五人便着手实施牛奶中蛋白质测定的计划。首先,他们购买了两种类型的样品:全脂超高温灭菌牛奶和半脱脂超高温灭菌牛奶。


经过一段时间后,他们注意到样品管不透明且呈绿色。梅苹果建议在步骤 2 上再消化 30min,这样就解决了问题。他们让样品冷却到环境温度,然后进行蒸馏和滴定,以测定牛奶中蛋白质含量。


食品侦探们使用蒸汽蒸馏装置进行凯氏定氮分析,使用以下参数进行蒸馏:




最后,他们准备计算牛奶中蛋白质的测定结果,首先用以下公式计算氮的百分比:



玉米老伯中尉高兴地拍了拍手,是时候看看结果了!那就先考查牛奶中酪蛋白的测定结果。


首先,他们查看全脂牛奶样品:




其中,样品的平均空白体积为0.298 ml(n=4),测得的总氮含量为0.519%,以此来计算酪蛋白含量。

 

然后,他们考查了半脱脂牛奶样品的数据:




其中,样品的平均空白体积为0.298 ml(n=4),测得的总氮含量为0.515%,以此来计算酪蛋白含量。


很快,他们将牛奶中蛋白质测定结果与标准方法VDLUFA VI C30.4进行了比较:



他们注意到对催化剂的选择没有影响,并注意到他们的方法比标准方法需要更少的水来消解样品。与标准方法相比,他们在过滤步骤前将体积和重量增加了一倍,但这样做只是为了获得足够的滤液以在必要时消化样品一式两份。样品与所用化学品的比率与官方方法相等。


总而言之,使用消化装置和凯氏定氮系统测定牛奶中的蛋白质为团队提供了可靠且可重复的结果,其相对标准偏差较低,与文献值相对应(Souci Fachmann Kraut, CRC Press, 第7版, 2008年)。


侦探们高兴地骑着自行车回到奶牛场,将他们的实验结果告知客户。她很高兴找到了一种测定牛奶中蛋白质的好方法,可以将其提交给当地的检测实验室了。侦探们告别农场主后爬回货运自行车后备箱。夜幕降临,夏洛葱费力地踩着脚踏自行车前行着,四名调查员蜷缩在温暖的毯子下,仰望夜空,凝视银河,这是非常成功的一天。

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