CN104677774A - 商用玉米朊产品品质的快速分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种商用玉米朊产品品质的快速分析方法，属于产品品质分析方法领域；通过对玉米朊的水分含量、蛋白质含量、粗脂肪含量、灰分含量、色素含量分析以及蛋白质变性分析等，建立了一种较为全面的反映产品品质的方法，对指导玉米朊生产企业品质控制具有较高的适用价值，同时也为玉米朊相关理论研究提供了参考。

Description

商用玉米朊产品品质的快速分析方法

技术领域

本发明属于产品品质分析方法领域，尤其是商用玉米朊产品品质的快速分析方法。

背景技术

玉米朊产品因其具有良好的疏水性和成模性等特点，在食品、医药和化妆品等领域具有广阔的应用前景。当前，我国玉米朊生产与应用企业单位对该产品的品质评价主要以中国药典为依据，主要以产品性状、蛋白质含量、粗脂肪含量、水分含量、灰分含量、重金属含量以及微生物限度为评价指标。但药典方法存在两个不足之处：一是评价指标不够科学和完备，不同工艺生产的玉米朊产品或多或少地含有色素，而中国药典对玉米朊产品的色素含量分析有所欠缺。此外，药典中对于蛋白质的分析只是通过简单的凯氏定氮法确定蛋白质的含量，未对蛋白质的变性程度进行分析，不能真实反映玉米朊的品质；二是难以满足对产品品质有更高要求的客户提出的质量指标，尤其是无法满足对玉米朊的色泽和蛋白质品质有特殊需求的客户的要求。然而，玉米朊在生产过程中由于涉及高温浓缩处理以及干燥过程，操作不当的情况下，易造成蛋白质变性。

另外，以往对玉米朊的水分含量、重金属含量、色素含量等的分析均采用精密仪器，一般中小企业很难配置一整套精密仪器对玉米朊品质进行分析；同时，在生产玉米朊的过程中，蛋白质会发生不同程度的变性，而变性程度较小的玉米朊产品并不影响其实际使用效果，所以也可判定为合格产品，至今，如何快速界定玉米朊产品的变性程度以及该产品是否合格，工业界尚无量化指标。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种商用玉米朊产品品质的快速分析方法，提供了玉米朊中蛋白质变性分析方法与色素含量分析方法，该方法简单、快速；同时也建立了一套对玉米朊的产品品质分析的完整的方法。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种商用玉米朊产品品质的快速分析方法，其特征在于，包括水分含量分析、蛋白质含量分析、粗脂肪含量分析、灰分含量分析、重金属含量分析、色素含量分析、蛋白质变性分析；

所述蛋白质变性分析包括如下步骤：将玉米朊置于70％～95％的乙醇溶液中，震荡使其充分溶解，重复操作两次，搅拌，常温静置1～3h，观察溶液中沉淀情况：

溶液中无沉淀物，样品中蛋白质没有变性，玉米朊品质优秀；

溶液中无沉淀物，但有混浊，样品中蛋白质变性，玉米朊品质良好；

溶液中有沉淀物，沉淀物生成量占乙醇溶液体积的1/6以下，玉米朊品质合格；

溶液中有沉淀物，沉淀物生成量大于乙醇溶液体积的1/6，玉米朊品质不合格。

进一步，所述蛋白质变性分析实验中乙醇溶液中乙醇的质量分数为80～90％。

在上述方案中，所述蛋白质变性分析实验中玉米朊与乙醇的用量为每20～40mL乙醇溶液中分三次加入0.5～1g玉米朊、且三次加入的玉米朊质量相等。

在上述方案中，所述蛋白质变性分析实验中搅拌时间为5～10min。

在上述方案中，所述色素含量分析包括如下步骤：配制β-胡萝卜素标准溶液，以90％乙醇为参比溶液，在吸收波长为448nm下测定标准溶液的吸光度值，根据玉米朊的乙醇溶液的吸光度值计算玉米朊中色素含量。

在上述方案中，所述水分含量分析为采用烘箱直接干燥法测定样品的水分含量；

蛋白质含量分析为采用凯氏定氮法对样品中的粗蛋白含量进行测定；

粗脂肪含量分析为将玉米朊置于索氏提取器中，连接接收瓶，提取后将接收瓶干燥，根据接收瓶质量m₀、玉米朊质量m₂、提取后干燥的接收瓶质量m₁计算样品中粗脂肪含量；

$X\%=\frac{m_1-m_0}{m_2}\×100$

灰分含量：首先将坩埚灼烧至恒重，试样经炭化后在550℃±25℃高温灰化至试样中的有机物完全挥发，称量计算残留物的重量；

重金属含量分析：对铅和砷的含量进行分析，样品经消化处理后，采用同参照液比色的方法对含量进行测定。

进一步，所述粗脂肪含量分析中接收瓶的质量为恒重后的质量。

在对玉米朊的色素含量分析中，采用分光光度法分析玉米朊的色素含量，弥补了药典对玉米朊产品色泽分析的不足，通过产品吸光值直观地反映产品的色泽；对玉米朊的蛋白质变性分析方法，与现代光学仪器分析方法相比，操作简单，所需仪器价格低廉，但同样可以达到分析蛋白质是否变性的目的，此方法结合蛋白质含量分析，可真实反映玉米朊产品的品质。

以上分析步骤简单，操作方便，所需仪器价格廉价，而所反映的产品品质较为全面，对指导玉米朊生产企业品质控制具有较高的适用价值，同时也为玉米朊相关理论研究提供了参考。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

玉米朊产品品质的快速分析方法：

水分含量分析：采用烘箱干燥法。首先将洗净的称量皿于烘箱中在100℃士5℃下干燥1～2h，然后再置于干燥器中冷却，称量质量(精确至0.1mg)，再置于烘箱中干燥30min至恒重，其质量记为m₀；

称量白色玉米朊和黄色玉米朊样品各3g～5g，准确记下质量m₁(精确至0.1mg)，将样品放入事先干燥好的称量皿中(质量为m₀)；然后，将装有样品的敞盖的称量皿置于烘箱中，从烘箱达到100℃士5℃时开始计时，保持120min士5min；迅速取出称量皿，加盖，置于干燥器中冷却至室温，称重，其质量记为m₂。

$X=\frac{m_1+m_0-m_2}{m_1}\×100\%$

式中：

X—样品中水分含量；

m₁—样品质量，单位为克；

m₀—称量皿的质量，单位为克；

m₂—干燥后样品和称量皿的总质量。

蛋白含量分析：采用凯氏定氮法。精确称量白色玉米朊和黄色玉米朊样品各0.2～2.0g，精确至0.001g；采用凯氏定氮法对样品中的粗蛋白含量进行测定。

$X=\frac{(V_1-V_2)\×c\×0.014}{m\×V_3/100}\×F\×100$

在重复性条件下获得的两次测定结果的绝对差值不超过算数平均值的10％；

式中：

X——试样中蛋白质的含量，单位为克每百克(g/100g)；

V₁——试液消耗硫酸或盐酸标准滴定液的体积，单位为毫升(mL)；

V₂——试剂空白消耗硫酸或盐酸标准滴定液的体积，单位为毫升(mL)；

V₃——吸取消化液的体积，单位为毫升(mL)；

C——盐酸标准滴定溶液浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；

0.0140——1.0mL盐酸[c(HCl)＝1.000mol/L]标准滴定溶液相当的氮的质量，单位为克(g)；

m——试样的质量，单位为克(g)；

F——氮换算为蛋白质的系数，取值为5.95。

粗脂肪含量分析：首先将接收瓶100℃士5℃干燥1～2h，干燥器中冷却，称量质量(精确至0.1mg)，再置于烘箱中干燥30min至恒重，其质量记为m₀；

称量白色玉米朊和黄色玉米朊样品各3g～5g，准确记下质量m₂(精确至0.1mg)；将滤纸包放入索式抽提器的抽提筒内，连接已干燥至恒量的接收瓶(质量为m₀)，由抽提器冷凝管上端加人无水乙醚至瓶内容积的三分之二处，于水浴上60℃加热，抽提8h；

取下接收瓶，回收无水乙醚，待接收瓶内无水乙醚剩1mL～2mL时在水浴上蒸干，再于100℃士5℃干燥2h，放干燥器内冷却，0.5h后称量，重复以上操作直至恒重，此时的质量为m₁(精确至0.1mg)；

$X\%=\frac{m_1-m_0}{m_2}\×100$

式中：

X—试样中粗脂肪的含量，单位为克每百克(g/l00g)；

m₁—接收瓶和粗脂肪的质量，单位为克；

m₀—接收瓶的质量，单位为克；

m₂—试样的质量。

灰分含量分析：

(Ⅰ)坩埚的灼烧：取大小适宜的石英坩埚或瓷坩埚置马弗炉中，在550℃±25℃下灼烧0.5h，冷却至200℃左右，取出，放入干燥器中冷却30min，准确称量，重复灼烧至前后两次称量差不超过0.5mg为恒重；

(Ⅱ)称样：分别称取白色玉米朊或黄色玉米朊样品3g～10g(精确至0.0001g)；

(Ⅲ)测定：固体或蒸干后的试样，先在电热板上以小火加热使试样充分炭化至无烟，然后置于马弗炉中，在550℃±25℃灼烧4h；冷却至200℃左右，取出，放入干燥器中冷却30min，称量前如发现灼烧残渣有炭粒时，应向试样中滴入少许水湿润，使结块松散，蒸干水分再次灼烧至无炭粒即表示灰化完全，方可称量，重复灼烧至前后两次称量相差不超过0.5mg为恒重；

试样中灰分按下式计算：

$X_1=\frac{m_1-m_2}{m_3-m_2}\×100$

式中：

X₁——试样中灰分的含量，单位为克每百克(g/100g)；

m₁——坩埚和灰分的质量，单位为克(g)；

m₂——坩埚的质量，单位为克(g)；

m₃——坩埚和试样的质量，单位为克(g)。

表1 玉米朊样品中主要成分

注：蛋白质、粗脂肪、灰分含量均以干基计，n＝3；

玉米朊主要组成成分的含量分布见表1；黄色和白色玉米朊的蛋白质含量达到国家药典规定氮含量在13.1％-17.0％的要求；粗脂肪和灰分等杂质含量远低于药典规定的含量(8.0％和0.3％)。

重金属含量分析：

铅含量分析：

(Ⅰ)试验溶液的配置

1.分别取白色玉米朊或黄色玉米朊样品2g，置于磁制坩埚内；

2.慢慢盖上坩埚盖，置于电加热器上缓慢加热，然后于喷灯上加热碳化；

3.样品碳化后，置于室温下冷却；

4.加入硝酸2mL和硫酸5滴，置于电加热器上缓慢加热，直至不再生成白烟，然后置于喷灯上强热处理；

5.电加热炉中500-600℃温度下加热碳化；

6.冷却；

7.加入盐酸2mL，于水浴上蒸发干燥固化；

8.用3mL盐酸将残留物润湿，加入热水10mL，加温2min；

9.加入酚酞试液1滴，滴加氨水至溶液变成微红色；

10.加入稀醋酸2mL，用10mL水清洗坩埚，将滤液和洗液放入50mL奈氏管中；

11.加水至50mL，作为试验溶液；

(Ⅱ)参照液的配置

1.向磁制坩埚中加入硝酸2mL，硫酸5滴，盐酸2mL，于水浴上蒸发；

2.然后再移至砂浴上使其蒸发固化；

3.以下的操作同试验溶液(Ⅰ)的8～10同时进行；

4.精密量取铅标准液2mL，加入到步骤3的50mL奈氏管中；

5.加水至50mL，作为参照液；

(Ⅲ)判定法

1.向试验溶液和参照液中逐滴加入硫酸钠溶液，混合均匀；

2.放置5min后，采用白色背景，从奈氏管的上方或侧方观察溶液的颜色，进行比较；

3.试验溶液呈现的颜色不浓于参照液的颜色。

实验结果表明，两种玉米朊中铅含量在2ppm左右且差别不大，符合《中国药典》(2010版)和《美国药典/国家处方集》(USP34-NF29)对玉米朊中铅限量规定(≤20ppm)。

砷含量分析：

(Ⅰ)试验溶液的配置

1.分别取白色玉米朊或黄色玉米朊样品2g，置于磁制坩埚中；

2.加入硝酸镁的95％乙醇溶液10mL，置于通风橱中将乙醇点火燃烧；

3.用电加热器加热后，用喷灯缓慢加热灰化；

4.如果这种方法碳化物仍然有残留，冷却后加入少量硝酸润湿，然后强热灰化；

5.冷却后向残留物中加入盐酸3mL，水浴上加温溶解；

6.将此溶液装入发生瓶A中，用少量水清洗一起加入发生瓶中；

7.加入甲基橙试剂1滴，用氨水中和，至溶液由红变为黄色；

8.加入稀释后的盐酸5mL和碘化钾试液5ml，放置2-3min；

9.加入酸性氯化锡溶液5mL，室温放置10min；

10.加水至40mL；

11.吸收管中加入砷化氢吸收液5mL，将细管部一端放至吸收管的底部；

12.向排气管中塞入约30mm高的脱脂棉，用醋酸铅试液和水的等量混合液1mL，均匀润湿后，从下端吸引，除去过量的溶液；

13.加入砷分析用锌2g；

14.将发生瓶浸入到25℃的水中，放置1h；

15.将吸收液作为试验溶液；

(Ⅱ)参照液的配置

1.向发生瓶中加入砷标准液2mL；

2.按(Ⅰ)的8-14步骤操作；

3.将此吸收液作为参照液；

(Ⅲ)判定法

1.将吸收管取下，将试验溶液和参照液的颜色进行比较；

2.试验溶液呈现的颜色不浓于参照液的颜色。

实验结果表明：黄色和白色玉米朊玉米朊中砷含量均低于2ppm，符合《美国药典/国家处方集》(USP34-NF29)对玉米朊中砷限量规定(≤3ppm)。

蛋白质变性分析：(Ⅰ)试验操作方法

1)移取20-40mL乙醇溶液(70％、80％、90％、95％)置于50mL奈氏管中；

2)加入黄色玉米朊或白色玉米朊0.5-1.0g，震荡使其充分溶解；

3)玉米朊溶解后，重复操作2两次；

4)用震动式混频器搅拌5-10min，常温下静置1-3h，目视下沉淀物的发生；

(Ⅱ)判定结果

溶液中无沉淀物，样品中蛋白质没有变性，玉米朊品质优秀；

溶液中无沉淀物，但有混浊，样品中蛋白质变性，玉米朊品质良好；

溶液中有沉淀物，沉淀物生成量占乙醇溶液体积的1/6以下，玉米朊品质合格；

溶液中有沉淀物，沉淀物生成量大于乙醇溶液体积的1/6，玉米朊品质不合格。

玉米朊在提取与脱色过程中，长时间在乙醇溶液中的浸泡及加热操作不当，会使玉米朊变性而出现凝胶现象，变性后的玉米朊复溶于乙醇后会产生沉淀；对黄色和白色玉米朊进行乙醇溶解性试验，可以直观地反应出蛋白质变性程度；蛋白质变性程度小的玉米朊产品，不影响使用，仍可作为合格产品。

实验结果表明，采用70％、80％、90％、95％的乙醇复溶白色玉米朊和黄色玉米朊后，均无沉淀物；这表明，黄色玉米朊和白色玉米朊产品品质优秀。

色素含量分析：

(1)标准曲线的绘制

准确量取100μg/mLβ-胡萝卜素标准液100、200、300、400、500、600μL分别至10mL棕色容量瓶中，90％乙醇定容至刻度，以90％乙醇为参比溶液，测定该系列梯度溶液448nm吸收波长下吸光值；以β-胡萝卜素标准液浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。

(2)样品色素含量的计算

准确称取白色玉米朊或黄色玉米朊样品1～2g(精确值0.1mg)，用90％乙醇溶液定容至50mL，以90％乙醇为参比溶液，测定溶液448nm吸收波长下吸光值，根据标准曲线拟合的方程计算每毫克玉米朊样品中所含色素含量(10^-2μg/mg)。

玉米朊中色素主要是β-胡萝卜素(β-Carotene)、玉米黄素(Zeaxanthin)、叶黄素(Lutein)等几种类胡萝卜素组成的混合物；以β-胡萝卜素质量浓度为横坐标，吸光值为纵坐标，绘制出标准曲线；计算得出回归曲线方程为Y＝0.1376X-0.0075(R²＝0.999)，质量浓度在1.0～6.0μg/mL之间呈良好的线性关系。

经计算，黄色玉米朊和白色玉米朊的色素含量分别8.06×10^-2μg/mg和1.79×10^-2μg/mg(m色素/m蛋白质)。

以上指标的分析步骤简单，操作方便，所需仪器价格廉价，而所反映的产品品质较为全面，可作为相关企业的质检依据。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种商用玉米朊产品品质的快速分析方法，其特征在于，包括水分含量分析、蛋白质含量分析、粗脂肪含量分析、灰分含量分析、重金属含量分析、色素含量分析、蛋白质变性分析；

所述蛋白质变性分析包括如下步骤：将玉米朊置于70％～95％的乙醇溶液中，震荡使其充分溶解，重复操作两次，搅拌，常温静置1～3h，观察溶液中沉淀情况：

溶液中无沉淀物，样品中蛋白质没有变性，玉米朊品质优秀；

溶液中无沉淀物，但有混浊，样品中蛋白质变性，玉米朊品质良好；

溶液中有沉淀物，沉淀物生成量占乙醇溶液体积的1/6以下，玉米朊品质合格；

溶液中有沉淀物，沉淀物生成量大于乙醇溶液体积的1/6，玉米朊品质不合格。

2.如权利要求1所述的商用玉米朊产品品质的快速分析方法，其特征在于，所述蛋白质变性分析实验中乙醇溶液中乙醇的质量分数为80％～90％。

3.如权利要求1所述的商用玉米朊产品品质的快速分析方法，其特征在于，所述蛋白质变性分析实验中玉米朊与乙醇的用量为每20～40mL乙醇溶液中分三次加入0.5～1g玉米朊、且三次加入的玉米朊质量相等。

4.如权利要求1所述的商用玉米朊产品品质的快速分析方法，其特征在于，所述蛋白质变性分析实验中搅拌时间为5～10min。

5.如权利要求1～4中任意所述的商用玉米朊产品品质的快速分析方法，其特征在于，

所述色素含量分析包括如下步骤：配制β-胡萝卜素标准溶液，以90％乙醇为参比溶液，在吸收波长为448nm下测定标准溶液的吸光度值，根据玉米朊的乙醇溶液的吸光度值计算玉米朊中色素含量。

6.如权利要求1～5中任意所述的商用玉米朊产品品质的快速分析方法，其特征在于，

所述水分含量分析为采用烘箱直接干燥法测定样品的水分含量；

蛋白质含量分析为采用凯氏定氮法对样品中的粗蛋白含量进行测定；

粗脂肪含量分析为将玉米朊置于索氏提取器中，连接接收瓶，提取后将接收瓶干燥，根据接收瓶质量m₀、玉米朊质量m₂、提取后干燥的接收瓶质量m₁计算样品中粗脂肪含量；

$X\%=\frac{m_1-m_0}{m_2}\×100$

灰分含量：首先将坩埚灼烧至恒重，试样经炭化后在550℃±25℃高温灰化至试样中的有机物完全挥发，称量计算残留物的重量；

重金属含量分析：对铅和砷的含量进行分析，样品经消化处理后，采用同参照液比色的方法对含量进行测定。

7.如权利要求6所述的商用玉米朊产品品质的快速分析方法，其特征在于，所述粗脂肪含量分析中接收瓶的质量为恒重后的质量。