全 文 ： 2012, Vol. 33, No. 12 食品科学 ※分析检测196
微波程序消解 -电导率微量滴定法快速测定
贼小豆中的粗蛋白
高向阳，王惠荣，任婷婷
(河南农业大学食品科学技术学院，河南 郑州 450002)
摘 要：为建立一种快速测定食品中粗蛋白质的新型分析方法，选择郑州地区野生贼小豆为样品，用硫酸 -过氧化
氢混合溶液为消解剂，利用微波压力程序消解技术，将样品中的粗蛋白处理为NH 4+，用中性甲醛将 NH 4+转化为
H+后，用NaOH标准溶液以电导微量滴定法测定。结果表明：贼小豆样品中粗蛋白质含量均值为 23.41%，平行
测定的相对标准偏差为 1.5%(n=5)。与经典标准方法对照测定，经过 F值检验和 t值检验表明无显著性差异(置信度
为 9 5 % )。该法具有简便、灵敏、快速、准确、直观、无需对样品消解液进行蒸馏和使用指示剂等显著优点，
结果令人满意。
关键词：微波程序消解；电导率；微量滴定法；粗蛋白质；贼小豆
Rapid Determination of Crude Protein in Vigna minima Seeds by Microwave Programmed
Digestion-Conductivity Micro-titration
GAO Xiang-yang，WANG Hui-rong，REN Ting-ting
(College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)
Abstract ：A new analytical method to rapidly determine protein content in Vigna minima seeds was established in the present
study. Samples were digested with a sulfuric acid-hydrogen peroxide solution by microwave programmed digestion to convert
crude protein to NH4+. The NH4+ generated in the solution were further converted to H+ ions for conductivity micro-titration with
standard NaOH solution. The results showed that the average content of protein in wild Vigna minima seeds from Zhengzhou
was determined to be 23.41% with relative standard deviation (RSD) of 1.5% (n = 5). Compared with the classic standard
determination method, the conductivity micro-titration did not exhibit significant difference as analyzed by F-test and t-test at
95% confidence level. This method has the advantages of convenient operation, high sensitivity, quick determination, accurate
results and no requirements for indicators.
Key words：microwave program digestion；conductivity；micro-titration method；crude protein；Vigna minima
中图分类号：O657.11；O655.21；S58 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2012)12-0196-04
收稿日期：2012-02-16
基金项目：河南省重点学科建设基金项目(10466-X-082301)
作者简介：高向阳(1949—)，男，教授，主要从事食品分析、食品资源开发研究。E-mail：ndgaoxy@163.com
豆类中蛋白质具有很高的营养价值，且含量丰富，
是既安全又经济的植物蛋白资源 [ 1 - 2 ]。贼小豆( V i g n a
minima Roxb.)又名山绿豆，为豆科豇豆属(Vigna)的一年
生缠绕草本，产于我国北部、东南部至南部荒野、草
丛或树林中，日本、菲律宾亦有分布[ 3 ]。研究贼小豆
的有关报道较少，国外曾对贼小豆的蛋白质含量和氨基
酸组成作了初步探讨[4]，国内曾用浓度直读法间接测定
了贼小豆中的微量铝[5 ]。
测定食品中蛋白质的通用方法为国家颁布的标准
法[ 6 ]，该法取样量较大，消耗试剂多，样品处理时间
长，操作繁琐且测定条件不易掌握[7]。微波密闭压力消
解样品，样品不污染环境也不被环境所污染，已广泛
应用于生物等样品的测定[8-10]。目前，测定蛋白质的新
方法有固定 pH法[11]、自由电子激光和质谱法和浓度直
读法[ 1 3 ]等，但微波压力消解样品，用电导率微量滴定
法测定食品中蛋白质的研究还未见文献报道。
本实验以郑州地区野生贼小豆为样品，利用微波密
闭压力程序消解技术，用硫酸和过氧化氢联合消解剂将
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样品蛋白质中的氮快速转化为NH4+，除去溶液中多余的
酸，调节 pH 值至 5.10后，加入中性甲醛溶液将 NH 4+
转化为等物质量的H+，用自制的高精度多功能环保型滴
定装置(专利号：ZL200620029829.5)，以NaOH标准溶
液进行滴定。以滴定过程中电导率值为纵坐标，以相
对应消耗 N aO H 标准溶液的体积为横坐标作图确定终
点，根据等物质量反应原则，计算样品中粗蛋白质的
含量。本法微波消解时不需用化学催化剂，电导滴定
不需用指示剂和其他吸收剂，样品和试剂用量少、成
本低廉、仪器简单、操作方便、测定速度快，大大
提高了工作效率，以此建立一种快速测定食品中粗蛋
白质的新型分析方法，为野生自然资源贼小豆的食用
营养特性和产品的进一步开发利用提供了基础数据和科
学参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
贼小豆采集于郑州市龙子湖高校园区，叶子呈圆卵
状，果实为灰黑色小豆，由河南农业大学生命科学学
院朱长山教授鉴定。贼小豆样品平行测定千粒质量均值
为 26.3313g(n=7)。
氢氧化钠( A R )、邻苯二甲酸氢钾( G R )、双氧水
(GR)；所用重蒸水为去离子重蒸水(pH(6.63± 0.02)、电
导率 1.183μS/cm(25℃))中性甲醛溶液：甲醛试剂(AR)以
酚酞为指示剂，用NaOH溶液滴至浅粉色，30s不褪色，
用前临时配制。
0.10mol/L NaOH标准溶液：先粗配0.10mol/L NaOH
溶液 250mL，然后用基准邻苯二甲酸氢钾准确标定，其
浓度为 0.1032mol/L。1mol/L NaOH溶液：称取 4.0g氢
氧化钠，用去离子水稀释至 1 00 mL，混匀备用。
1.2 仪器与设备
MDS-6微波消解 /萃取仪 上海新仪微波化学科技
有限公司；PXSJ-216离子分析仪(配有温度传感器) 上
海沪粤明科学仪器有限公司；DDSG-308A型电导率仪
(配有温度传感器) 上海双赢科学仪器有限公司；KDY-
08C消解炉、KDY-08C定氮仪 上海瑞正仪器设备有限
公司；DL-L-15高级台式封闭电炉；DHG-9143BS-Ⅲ电
热恒温鼓风干燥箱、电子分析天平等；自制高精度多功
能环保型滴定装置(专利号：ZL200620029829.5)，精度
为 0.001mL。所用玻璃仪器以自来水洗涤后，用体积分
数 10% 硝酸浸泡过夜，用去离子水、重蒸水洗净后投
入使用。
1.3 方法
1.3.1 样品预处理及千粒质量的测定
将约 1kg贼小豆样品除去不完整颗粒和杂质后，依
次用蒸馏水、重蒸水各洗 3 遍除去灰尘，在 60℃烘箱
中烘干，随机准确数取 1000颗完整籽粒于电子分析天平
上准确称取其质量，同时进行 7 次平行测定，取平均
值。测定千粒质量后的样品用粉碎机粉碎，用研钵研
磨全部过 8 0 目筛，装入广口瓶中备用。
1.3.2 样品水分的测定
样品测定蛋白质前，按照GB 5009.3— 2010《食品
中水分的测定方法》[1 3]测定水分的质量分数。
1.3.3 操作步骤
准确称取0.10g左右(称准至0.0001g)过80目筛的贼
小豆样品于聚四氟乙烯溶样杯中，加 4.00mL H2SO 4，
2.00mL H 2O 2，轻摇，加盖，置入高压溶样罐中，密
闭罐盖，放入微波炉中。按表 1 设定的程序消解完全
后，将消解液转移至烧杯，用重蒸水多次洗涤溶样罐，
洗涤液转入烧杯，于电热板上加热挥发至约 1mL左右，
定量移入 50mL容量瓶，用重蒸水定容，混匀，待测。
同时进行平行测定。
步骤 压强/MPa 时间/min 功率 /W
1 0.3 3 600
2 0.5 5 800
3 0.8 7 800
4 1.3 5 800
表 1 微波压力消解参数设定的程序
Table 1 Microwave pressure digestion parameter settings
用移液管移取 25.00mL样品消解定容液于 100mL
小烧杯中，在离子分析仪上用 1mol/L NaOH 溶液逐
滴滴加，调至 pH5.10后，加入 15.00mL中性甲醛溶
液，轻轻混匀。测定其电导率并记录后，用已标定
好的 0.1032mol/L NaOH标准溶液滴定，准确记录加中性
甲醛溶液后标准溶液的滴定体积与其对应的电导率值，
每次滴定体积控制在 0.20～0.50mL之间。以测得的电导
率值(κ)为纵坐标，以NaOH标准溶液的滴定体积为横坐
标作图，电导微量滴定法的滴定曲线如图 1 所示。
图 1 电导微量滴定法的滴定曲线
Fig.1 Conductivity micro-titraction curve
V终点
0 1 2 3 4 5 6
30
25
20
15
10
5
0
电
导
率
/(
m
S/
cm
)
消耗NaOH标准溶液体积 /mL
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由图 1 可知，滴定曲线由两条直线组成，每条直
线只需进行 5～7个点的测定，即可以准确进行绘制。两
条直线延长线交点所对应的消耗标准溶液的体积(V 终点)，
即为滴定终点。按公式(1)计算贼小豆干基样品中粗蛋白
的相对含量。

V终× c× 0.1401×5.71
ω/%＝———————————— (1)

m×(1－ω0)
式中：ω为干基样品中蛋白质的质量分数；V 终点为
滴定终点消耗NaOH标准溶液的体积 /mL；c为NaOH标
准溶液的物质的量浓度 /(mol/L)；0.01401为1mmol NaOH
标准溶液相当于氮的质量 /g；5.71为氮换算为蛋白质的
系数；m 为称取样品的质量 /g；ω0为样品中水分的质
量分数 / %。
2 结果与分析
2.1 样品千粒质量的测定
按 1.3.1节步骤测定样品的千粒质量，结果见表 2。
测定值/g 测定平均值/g RSD/%
千粒质量
26.5018 26.2043 26.0609
26.1150 26.3313 0.75
26.4489 26.4478 26.5407
表 2 千粒质量的测定结果
Table 2 Average thousand-grain weight of Vigna minima seeds
由表 2可知，贼小豆的千粒质量平均值为 26.3313g，
平行测定的 RSD为 0.75%。
2.2 样品水分含量的测定
按照国标方法[13]测定贼小豆中水分的质量分数，平
行测定 3 次，按公式(2 )进行计算，干基样品的测定结
果见表 3。

m1－m2
ω0/%＝—————×100 (2)

m2－m1
式中：ω0为样品中水分的质量分数；m 1为称量瓶
和试样干燥前的质量 /g；m2为称量瓶和试样干燥后的质
量 / g；m 3 为称量瓶的质量 / g。
由表 3可知，贼小豆干基样品中水分的质量分数为
9.12%相对标准偏差 RSD为 0.17%。
2.3 酸消解体系和料液比的选择
实验采用H2SO4＋H2O2混酸消解体系，经反复实验
表明：样品粒度为 80目，取样量为 0.10g左右时，用
4.00mL H2SO4＋ 2.00mL H2O2混合消解液，按如表1所示程
序，功率由 600～800W消解 30min，消解效果比较理想。
2.4 消解液中过量酸的影响
消解过程中添加的氧化性混合酸过量太多，加入甲
醛后可以发生氧化还原反应而额外消耗甲醛，且调节
pH5.10时会消耗大量的氢氧化钠溶液，影响后续实验步
骤和终点的确定。故用电热板在通风橱中按 1.3.3节方法
除去过量酸，用去离子水定容至 50mL容量瓶中，备用。
2.5 滴定时溶液 pH值的确定
由于样品中蛋白质转化的等物质量的NH4+是较弱共
轭酸(Ka＝ 5.6× 10-10)，不能直接用NaOH标准溶液准确
滴定。经预实验计算，除去样品消解液中过量的 H2SO4
时，用NaOH溶液将消解液滴至 pH5.10，溶液中的NH4+
不与NaOH反应，此时可用中性甲醛将NH4+转换为等物
质量的 H + 后滴定，转换反应为：
6HCHO＋NH4+ ＝(CH2)6N4+＋ 4H+＋6H2O
因此，控制消解液 pH5.10时进行电导法测定。
2.6 甲醛用量的确定
按1.3.3节操作步骤分别向25.00mL样品消解定容液
中加入 3.00、5.00、10.00、15.00、20.00mL的甲醛转
化样品后测定粗蛋白，同时进行 3 次平行测定，取平
均值。实验表明：加入甲醛 15.00mL时，粗蛋白的测
定结果最大且稳定，实验确定加入中性甲醛的体积为
15.00mL。
2.7 温度的影响
温度对电导率的测定有较大的影响，所用电导率仪
辅助有温度传感器。测定时，只要将温度传感器浸入
待测定试液中，温度的影响即可通过仪器自动校正。
2.8 滴定终点的确定
滴定终点前，由于溶液中的 H +离子具有较高的无
限稀释摩尔电导率[14]，导电能力较强，滴加NaOH标准
溶液后，快速与 OH －定量反应，生成导电性弱的 H2O，
溶液电导率随NaOH溶液的加入量增加而线性降低，到
达终点时，溶液的电导率最低。终点后，由于过量OH －
的较强导电性，溶液的电导率随NaOH的加入量增加而
线性增加，因此，如图 1中两条直线延长线的交点即为
滴定终点。
2.9 对照测定结果
平行测定值 平均测定值 RSD
9.11 9.12 9.14 9.12 0.17
表 3 贼小豆水分测定的平均值 (n ＝ 3，干基)
Table 3 Average water content in Vigna minima seeds (n＝ 3, dry basis)
%
方法 样本平行测定值
测定均值 标相对标
准偏差 准偏差
国标法 23.41 23.37 23.01 23.12 23.15 23.21 0.17 0.73
电导微量滴定法 23.33 23.22 22.97 23.65 23.86 23.41 0.35 1.5
表 4 对照测定结果
Table 4 Determination results of crude protein in control samples
%
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该法和国标法[ 6]对照测定，各进行 5次平行测定，
干基样品中蛋白质的质量分数如表 4 所示。
由表 4可知，国标法测得粗蛋白均值为 23.21%相
对标准偏差为 0.73%，电导微量滴定法测得粗蛋白质均
值为 23.41%相对标准偏差为 1.5%，经过 F值检验和 t值
检验表明，两种方法测定结果间无显著性差异，结论
的置信度为 95%。
3 结 论
微波程序消解样品技术与自制的国家专利滴定装置
结合，用强碱性标准溶液对试液进行电导率微量滴
定，建立了测定郑州地区野生贼小豆中粗蛋白质量分
数的新方法。该法消解时不需要催化剂，滴定时不需
用指示剂，无需对试液进行蒸馏和使用吸收剂，所用
样品量、试剂量和标准溶液量少，仪器便宜，操作简
单，成本低廉，分析速度快。用密闭压力法消解，样
品不污染环境也不被环境所污染。贼小豆样品 5次平行
测定粗蛋白的均值为 23.41%，相对标准偏差为 1.5%。
与国标法对照测定，经过 F值检验和 t值检验表明，两
种方法间无显著性差异，结论的置信度为 95%，为粮食
等食品中蛋白质的测定提供了技术参考，有一定的推广应
用价值。
参 考 文 献 ：
[1] 陈振家, 贾彦军. 大豆蛋白质的研究进展[J]. 畜牧兽医科技信息, 2005
(10): 62-63.
[2] 刘顺湖, 周瑞宝, 盖钧镒. 中国野生和栽培大豆蛋白质及油脂含量
的比较分析[J]. 大豆科学, 2009, 28(4): 566-573.
[3] 中国科学院编辑委员会. 中国植物志[M]. 北京: 科学出版社, 2004: 285.
[4] GOPINATHAN M C, BABU C R, CHATTERJEE S R, et al. Nutri-
tional potential of Vgna minima (Roxb.) Owi and Oashi: Ⅰ. Seed
protein content and amino acid composition[J]. Plant Foods for Human
Nutrition,1987, 36(4): 345-355.
[5] 宋晓寒, 韩帅, 高向阳, 等. 微波消解 -浓度直读法快速间接测定贼
小豆中的微量铝[J]. 河南科学, 2011, 29(7): 795-798.
[6] 卫生部. GB 5009.5— 2010 食品安全国家标准: 食品中蛋白质的测
定[S]. 北京: 中国标准出版社, 2010.
[7] 高向阳, 黄进慧, 张震芳, 等. 微波消解 -恒 pH滴定法快速测定粮食
中的粗蛋白[J]. 粮食储藏, 2008, 37(5): 33-35.
[8] 杨晨阳, 任志秋. 微波消解 -凯式定氮法在大豆蛋白质含量测定中的
应用[J]. 粮食储藏, 2011, 40(3): 50-52.
[9] 问思恩. 微波压力消解石墨炉原子吸收光谱法测定鱼肉中砷[J]. 中
国卫生检验杂志, 2006,16(1): 62-63.
[10] 宋晓寒, 高向阳, 李向军. 微波程序消解 -ICP-AES同时测定栾果皮和
栾果肉中 14种元素[J]. 天然产物研究与开发, 2011, 23(6): 1118-1121.
[11] 朱盈蕊, 高向阳, 马紫英. 固定 pH法连续测定齿果酸模中的总酸度
和粗蛋白[J]. 食品科学, 2011, 32(22): 204-208 .
[12] 王坤, 吴伶俐, 高向阳, 等. 微波消解 -浓度直读法快速测定食品中
的蛋白质[J]. 食品科学, 2008, 29(9): 441-443.
[13] 卫生部. GB 5009.3— 2010 食品安全国家标准: 食品中水分的测定
[S]. 北京: 中国标准出版社, 2010.
[14] 高向阳. 新编仪器分析[M]. 3版. 北京: 科学出版社, 2009.