回收率測定用于凱氏定氮儀驗收的研究

◎張 聰，劉大偉，馬 莉，劉超群，許文濤

（中儲糧鎮(zhèn)江糧油有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

凱氏定氮法是分析有機化合物含氮量的常用方法，凱氏定氮儀的出現(xiàn)大大提高了檢驗效率，被廣泛的用于糧食、食品、飼料、藥品及土壤等中的氮含量、蛋白質(zhì)含量測定。在食品、飼料等行業(yè)凱氏定氮儀已成為必需品，在原料的驗收和產(chǎn)品建業(yè)過程中發(fā)揮著不可替代的作用。目前國內(nèi)尚未制定出對凱氏定氮儀的校準(zhǔn)驗收標(biāo)準(zhǔn)，為保證實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，通過分析儀器工作原理和粗蛋白檢測原理，對開始凱氏定氮儀進(jìn)行的消化系統(tǒng)和滴定系統(tǒng)進(jìn)行回收率測定，從而確定出檢定凱氏定氮儀簡單、快速的驗收方法。

1 原理

凱氏定氮法是在有催化劑的條件下，用濃硫酸消化樣品將有機氮都轉(zhuǎn)變成無機銨鹽，然后在堿性條件下將銨鹽轉(zhuǎn)化為氨，隨水蒸氣蒸餾出來并為過量的硼酸液吸收，再以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定，就可計算出樣品中的氮量。由于蛋白質(zhì)含氮量比較恒定，可由其氮量計算蛋白質(zhì)含量，故此法是經(jīng)典的蛋白質(zhì)定量方法。

2 儀器與試劑

2.1 儀器

福斯：8400凱氏定氮儀；福斯：消化爐；上海一恒：電熱鼓風(fēng)干燥箱（105℃）；賽多利斯：萬分位天平。

2.2 試劑

上海國藥：無水硫酸銅（AR）、硫酸鉀（AR）、硫酸（AR）、氫氧化鈉（AR）、硼酸（AR）、硫酸銨（GR）、色氨酸（BR）、鹽酸（AR）。

自制：去二氧化碳三級水；鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.1004 mol/L；氫氧化鈉溶液，40%；硼酸溶液，2%；硫酸銨（GR）標(biāo)準(zhǔn)品，氮含量為21.19%；色氨酸（BR）標(biāo)準(zhǔn)品，氮含量為13.71%。

3 回收率測定

3.1 蒸餾滴定系統(tǒng)的驗證

3.1.1 原理

利用硫酸銨含氮量穩(wěn)定、已知且不用消化的特點，可快速測定回收率，對凱氏定氮儀蒸餾系統(tǒng)進(jìn)行驗證。

3.1.2 測定方法

將在105℃干燥箱中烘至恒重的硫酸銨在干燥器中冷卻至室溫，在萬分位天平上稱取0.2 g（精確至0.0001 g）硫酸銨于干凈干燥的消化管中，安置于福斯凱氏定氮儀上，設(shè)定粗蛋白檢測程序進(jìn)行實驗。空白實驗以干凈的消化管進(jìn)行以上程序。

3.2 消化系統(tǒng)的驗證

3.2.1 原理

利用L-氨基酸的穩(wěn)定性，在與樣品相同實驗條件下對消化系統(tǒng)溫度控制和催化劑作用等蛋白消解速率的客觀因素進(jìn)行評估，并通過回收率情況對消化系統(tǒng)進(jìn)行驗證。

3.2.2 測定方法

將在105℃干燥箱中烘至恒重的L-色氨酸在干燥器中冷卻至室溫，在萬分位天平上稱0.1 g（精確至0.0001 g）L-色氨酸于干凈干燥的消化管中，加6.4g催化劑（6.0g硫酸鉀+0.4 g無水硫酸銅）及12ml濃硫酸搖勻，將消化管放置在福斯消化爐上，將溫度調(diào)至420℃±10℃加熱2 h。空白實驗：取與樣品相同量的催化劑和濃硫酸用同一方法做空白實驗。

3.2.3 實驗數(shù)據(jù)

L-氨基酸回收率測定數(shù)據(jù)見表1。

4 實驗結(jié)論

糧食和食品中的粗蛋白通過凱氏定氮法在催化劑和濃硫酸的作用下，將含氮有機物破壞生成無機的硫酸銨，然后在氫氧化鈉溶液的作用下蒸餾出氨氣，最后將氨氣冷凝通過硼酸吸收，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，通過酸的滴定量乘以換算系數(shù)，得出粗蛋白含量。從該原理可推算影響蛋白質(zhì)檢查準(zhǔn)確率的因素主要有兩方面：一是消化是否完全或有無損失；二是蒸餾是否完全或有無損失。通過以上研究可以通過硫酸銨來驗證滴定系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，L-色氨酸來驗證消化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，可以用來驗收凱氏定氮儀。

表1 L-氨基酸回收率測定數(shù)據(jù)

[1]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.飼料中粗蛋白測定方法（GB/T6432-1994）[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006.