用于测定氮和蛋白质的凯氏定氮法分析

依据凯氏定氮法的氮/蛋白质分析与之前一样是分析法中的一种参考方法。由于用途广泛,该方法可应用于广泛领域,比如食品分析法、饲料分析法、土壤或水分析法。除用途广泛外,该方法也具有极高的精密度。由于称量大,它在强异质试样材料中是凯氏定氮法的不二之选。凯氏定氮法由克达尔在 1883 年发明,沿用至今。它主要可分为 3 个重要工序:

  • 通过酸化分解试样
  • 用水蒸汽蒸馏分解液
  • 滴定蒸馏物并计算结果

在传统应用领域采用手动实验室加热器以及分解圆底烧瓶和蒸馏锥形瓶。通过使用分解块和集成有滴定的水蒸汽蒸馏系统令这一方法完全自动化,可显著提高试样处理量。同时提高了分析可重复性,整个工作过程对于实验员来说更加安全。在下面的示意图中展示了采用自动分析系统的凯氏分析法怎样逐步发挥作用。

氮和蛋白质分析的自动参考法

第 1 步 - 称量试样

在不含氮的纸上称量试样

第 2 步 - 向玻璃器皿中转移试样

将称重器皿和试样放到分解玻璃器皿中

第 3 步 - 分解

添加用于提高沸点的盐和 KJELCAT Cu (K2SO4 + CuSO4) 等催化剂

第 4 步 - 分解

添加浓缩的硫酸

第 5 步 - 分解

在沸腾温度下分解试样,持续 60 至 180 分钟

CnHmNx + H2SO4 → n CO2 + ½ m H2O + ½ x (NH4)2SO4 (solv)

 

第 6 步 - 蒸馏

用水稀释,以便在后续添加氢氧化钠溶液时抑制剧烈反应

第 7 步 - 蒸馏

添加氢氧化钠溶液以释放氨气,在 VAPODEST 等现代化蒸馏设备中自动进行

NH4+ + OH-NH3↑ + H2O

第 8 步 - 蒸馏

通过水蒸汽蒸馏以及收集冷凝的氨气与水的混合物,在硼酸中蒸发氨气

NH3 + H3BO3NH4+ + H2BO3-

第 9 步 - 滴定

用硫酸或盐酸滴定,通过直接测量 pH 值或指示溶液量化测定氮

NH4+ + H2BO3- + HCl → NH4CL + H3BO3

第 10 步 - 计算

计算氮含量:

% N = (1.4007 ∗ ceq ∗ (V - Vb)) / E

ceq - 标准溶液的 H+ 离子浓度:盐酸 c = 0.1 mol/l

可选方案:硫酸 ceq = 0.1 mol/l

V - 试样标准酸溶液消耗量 (ml)

Vb - 空白试样滴定溶液消耗量 (ml)

E - 称量 (g)

 

计算蛋白质含量:

% 原蛋白质 = % N * PF

原蛋白质因数(PF)示例:

6,38牛奶、奶酪、奶粉、乳制品
6,25肉、鱼、家禽、鸡蛋、蔬菜、水果、各种粮食、玉米、豆类、饲料
5,95米饭
5,71黄豆
5,7小麦和面粉
5,4油菜籽、坚果

 

重要:此处所列蛋白质因数为常用示例。视约束蛋白质结果的规定而定,在如各种粮食、坚果、油菜籽或所列试样的各种成份中可能出现偏差。

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