凯氏定氮仪对6种不同物质蛋白质的测定试验

时间：2024-11-15

凯氏定氮仪是实验室的常用设备，一般**于食品、乳制品、饲料、农副产品等的蛋白质的测定。其中蒸馏部分是定氮仪的主要功能，本文通过对这部分的改进和利用，扩展了定氮仪新的新用途，发挥一机多用，让我们更方便、的用于检测那些原本使用传统方法来检测的项目。如：挥发性盐基氮、亚盐、酒精、甲醛、挥发性酸、氨态氮以及精油、香精香料的萃取等。文章中还通过对比，汇总出凯氏法、直接蒸馏法测定各项目步骤和选用的各种试剂、指示剂。
凯氏定氮仪是通过测定样品中氮的含量从而计算蛋白质含量的仪器，这种方法是由丹麦化学家凯耶达尔（Johan Kjeldahl）1883 年发明的。可以测定种子、粮食、乳制品、饲料、饮料、土壤、农副产品中的蛋白质以及化工、制药行业的**氮、化妆品中的尿素含量、环境分析的总氮等等。其中很重要的一步就是蒸馏，本文正是利用定氮仪的这部分装置，汇总出能够利用蒸馏法检测的项目，为凯氏定氮仪扩展了新的用途。蒸馏装置是通过热蒸气对样品蒸馏，将反应后的蒸气进行冷凝收集，然后滴定计算。对全自动定氮仪我们只需要利用直接蒸馏功能，将馏出液通过旁路收集到锥形吸收瓶里即可。对半自动定氮仪（不含滴定功能）直接就可使用。所以我们用这种方法省去样品消化过程，直接用于检测挥发性盐基氮、亚盐、酒精含量、甲醛、挥发性酸、肥料中的氨态氮以及香精香料的萃取等。
1 挥发性盐基总氮的测定
挥发性盐基总氮是肉食品新鲜度的一个主要指标，动物性食品（如：肉、鱼类）由于酶和细菌的作用，在过程中，使蛋白质分解而产生氨以及胺类等碱性含氮物质（**胺和二甲胺），可引起食物中毒。
此类物质具有挥发性，在弱碱（氧化镁）性下能与水蒸气一起蒸馏，将氮转化成氨，用硼酸吸收，标准酸HCL 滴定。计算出挥发性盐基总氮量。我国食品卫生标准中规定，当鱼类挥发性盐基氮的含量达到30mg/100g 时，即认为是变质。另外，在饲料工业的发酵过程，由于蛋白质分解而产生一些易挥发的含氮物质，这时挥发性盐基氮含量会升高。例如：豆粕的挥发性盐基总氮在发酵前含量在 30-50mg/100g,发酵后就会升高。由于鱼粉等动物蛋白，是劣质鱼粉的挥发性盐基氮比较高，因此发酵豆粕类产品如果挥发性盐基氮含量很高，可能是掺入劣质鱼粉等动物蛋白或发酵过程中出现所致。时用氧化镁替代氢氧化钠即可，其它步骤和凯氏法相同。
2 食品、饮料中亚盐的测定
在食品工业是果汁、啤酒、红酒、果脯、香肠、汉堡和蔬菜中被用作防腐剂，由于对健康的严重危害 EC 条例规定如果浓度 >10mg/kg 或10mL/L 进行标注。检测时总的通过酸性（60% 磷酸）蒸气蒸馏而被释放，然后由接收和氧化形成，用标准 NaOH 滴定（检出限 5mL/L）。样品前处理需经过摇动或超声震荡除去二氧化碳。
3 酒中酒精含量的测定
白酒、红酒中的酒精 , 可以直接通过蒸气蒸馏2min,得到馏出液被收集后调整到固定体积，酒精的浓度用光密度计测量。通常浓度在 10% 的标准液回收率 >99.4%.
4 挥发性酸含量的测定
挥发性酸是厌氧消化过程的中间产物，将样品用磷酸酸化后，从中蒸发出挥发性酸，再用酚酞为指示剂，用 NaOH 滴定流出液。
5 食品中游离甲醛含量的测定
吊白块学名甲醛次氢钠，易溶水，半透明白色物，高温下具有很强的还原性，遇酸碱分解，有漂白作用可用作增白剂，常被非法添加到食品加工中，如腐竹、豆制品等。该物 60℃以解有害物质，120℃分解为甲醛、、硫化氢毒气，使人过敏、刺激肠道，10g 能使人致死。原理：样品经酸（磷酸）化后，次氢钠甲醛中的甲醛被释放出来，经水蒸气蒸馏，收集后的吸收液中的甲醛与乙酰及胺离子反应生成黄色物质（3,5- 二乙酰基 -1,4-二氢卢剔啶），在 435nm 有吸收，用分光光度计测定甲醛含量。检测时好选用较大的（750mL）蒸馏瓶蒸馏样品，防治样品的漂浮物被蒸气带出，同时控制好蒸汽量不要太大。
6 肥料中氨态氮含量的测定
氨态氮是指样品中的 NH3中的 N 元素。**肥和无机肥中的氨态氮，在碱性水蒸气中分解为氨，硼酸吸收后用盐酸滴定就可计算出氮的含量。实际上就是不需消化样品的凯氏法。若在蒸馏时适当加些不含 MgO 的碳酸盐效果更好。测定步骤和凯氏法一样。
以上汇总了凯氏定氮仪的新应用，其具体分析方法可参考国标的内容。通过表 1 的对比可以方便看出各步骤之间的关系。
在实际应用中我们可以根据情况对不同厂家的仪器进行改进，来符合我们的应用要求。例如：用可控硅器件改变蒸汽发生器的加热功率和速率，来控制蒸气量，平稳蒸馏过程让反应更充分；选择合适的蒸馏管，蒸馏过程样品的漂浮和挂壁现象等，这样测得的结果就会更准确。对于像精油、香精香料的萃取也可以借鉴蒸馏装置进行制备。
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