蛋白含量/氮含量测定方法及其适用对象
↑ 点击上方“微生物发酵”关注我们
01
-
总氮,总氮,简称为TN,总氮的定义是水中各种形态无机和有机氮的总量。包括NO3-、NO2-和NH4+等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮。
6.有机氮,是指与碳结合的含氮物质的总称。微生物发酵常用的有机氮源包括玉米浆,蛋白胨,酵母提取物,豆粕,氨基酸,尿素等。有机氮由氨基酸组成,根据水解程度可以分为:蛋白、胨、肽、氨基酸。发酵工业一般采取具有一定水解程度的胨作为氮源。
蛋白䏡:䏡蛋白胨又称朊间质蛋白胨,又叫蛋白胨,与普通蛋白胨的区别是其含有1%~2%的能被硫酸铵所沉淀的䏡氮。䏡蛋白胨是一种特殊的高营养的蛋白胨,富含高分子量的肽。
蛋白胨:是蛋白质分解产物,如将牛肉、酪蛋白、牛奶粉、白明胶、大豆蛋白、丝蛋白、血纤维蛋白等为原料,经不完全的水解工艺所得的产物。市售产品以淡黄至棕黄色粉剂为主。其平均分子量介于䏡和肽之间,约2000左右。
肽:一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基可以缩合成肽,形成的酰胺基在蛋白质化学中称为肽键。肽又可以分为2肽,寡肽,多肽等。
02
在科研工作中需要测定蛋白含量,总氮含量以及氨氮含量。科研工作者也建立了各种各样的氮含量的测定方法,但是由于其检测原理的不同,其适用范围也不一样,具体见下表:
方法 |
灵敏度 |
时间 |
原理 |
优缺点 |
适用范围 |
凯氏定氮法(Kjedahl法) |
灵敏度低,适用于0.2~ 1.0mg氮,误差为 ±2% |
费时 8~10小时 |
将蛋白氮转化为氨,用酸吸收后滴定 |
干扰较少,非蛋白氮会干扰有机氮的测定(可用三氯乙酸沉淀蛋白质而分离) |
用于标准蛋白质含量的准确测定;凯氏定氮法被国内外视为蛋白质含量的标准检验方法,可作为衡量其他蛋白质含量检测方法准确性的标准。干扰少;费时太长,不可测硝肽氮。 |
双缩脲法(Biuret法) |
灵敏度低1~20mg |
中速 20~30分钟 |
多肽键+碱性Cu2+®紫色络合物 |
干扰少,灵敏度低。 |
凡具有两个酰胺基或两个直接连接的肽键,或能过一个中间碳原子相连的肽键,这类化合物都有双缩脲反应。适用于快速氮不准确的蛋白含量测定。 |
紫外吸收法 |
较为灵敏50~100mg |
快速 5~10分钟 |
蛋白质分子中,酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸残基的苯环含有共扼双键,使蛋白质具有吸收紫外光的性质。吸收高峰在280nm处,其吸光度(即光密度值)与蛋白质含量成正比。此外,蛋白质溶液在238nm的光吸收值与肽键含量成正比。利用一定波长下,蛋白质溶液的光吸收值与蛋白质浓度的正比关系,进行蛋白质含量的测定。 |
受各种嘌吟和嘧啶;各种核苷酸的干扰 |
适于用测定与标准蛋白质氨基酸组成相似的蛋白质。 |
Folin-酚试剂法(Lowry法) |
灵敏度高~5mg |
慢速 40~60分钟 |
双缩脲反应;磷钼酸-磷钨酸试剂被Tyr和Phe还原 |
受硫酸铵;Tris缓冲液;甘氨酸;各种硫醇的干扰。耗费时间长;操作要严格计时;颜色深浅随不同蛋白质变化 |
同双缩脲法 |
考马斯亮蓝法(Bradford法) |
1~5mg |
快速5~15分钟 |
考马斯亮蓝染料与蛋白质结合时,其lmax由465nm变为595nm |
强碱性缓冲液;TritonX-100;SDS |
游离氨基酸、肽和低分子量蛋白质不会与考马斯染料试剂产生颜色。一般情况下,肽或蛋白质的质量必须大于 3,000 道尔顿才能被该试剂检出。在某些应用中,这是一个优点。 |
BCA法 |
0.5-20μg/mL |
BCA法基于双缩脲原理,碱性条件下蛋白质将Cu2+还原成Cu+,BCA鳌合Cu+作为显色剂,产生蓝紫色并在562nm有吸收峰,单价Cu+与蛋白质呈剂量相关性。 |
不易受一般浓度去污剂的干扰;抗干扰能力强。可受螯合剂,高浓度还原剂的影响。 |
单个氨基酸和二肽在双缩脲反应中不受影响,但三肽以及更大的多肽或蛋白质会发生反应,产生吸收峰位于 540 nm 的淡蓝色至篮紫色复合物。一个二价铜离子与附近四到六个多肽结合形成有色螯合物。产生的颜色强度与参与反应的肽键数目成正比。 |
|
杜马斯定氮 |
3-5min |
样品在高纯氧中充分燃烧的过程中,将氮元素转化为氮气或氮氧化物,再经过高温铜的还原,使所有的氮转化为 N 2 ,然后利用热导检测器检测 N 2 的含量来推算样品中氮含量。因此杜马斯定氮法也称为杜马斯燃烧法或燃烧定氮法。 |
快速,简洁 |
杜马斯燃烧法既能将有机氮转化为N2 ,又能将无机的硝态氮转化为 N 2。 国家标准GB5009.5-2016中规定 杜马斯定氮法仅适用于蛋白质大于10g/100g的固体样品。 |
|
其他方法 | 纳氏试剂分光光度法可用于测氨氮。甲醛滴定法测定氨基氮和氨氮。 |
推荐阅读
Recommended reading
-
碳氮比的概念和优化方法
碳氮比(C/ N) :严格意义上应是指在微生物培养基中所含的碳源中的碳原子摩尔数与氮源中的氮原子摩尔数之比。(周德庆微生物学教程),在这里,我认为对于既能做碳源又能做氮源的物质应该及计算碳源又计算氮源。很多情况我们简单用培养基的碳源和氮源的比值来替代,但这是不准确的。另外由于一些培养基成分中的碳源不易利用,碳氮比也有用还原性碳源和粗蛋白之间的比值来替代,比如下式碳氮比的计算,就是用葡萄糖中的碳元素的摩尔浓度比上总蛋白中氮元素的摩尔质量浓度。
넶3443 2021-09-09 -
【发酵基础】P1,P2,P3,千级、万级和十万级,关于微生物实验室的安全和洁净
넶2104 2020-05-08 -
-
【发酵基础】常用灭菌、消毒、除菌和防腐方法及其特征
染菌与控制是发酵圈永远绕不开的话题。降低染菌率是每一个发酵人应该认真学习和考虑的问题。而合理的应用灭菌、消毒和防腐方法是我们必备的技能。这也是我们在详细介绍发酵过程染菌防控之前需要介绍的内容之一。
넶744 2020-04-29 -
-