凯氏定氮法原理
8页1、2008 年 09 月 25 日 星期四19:52三鹿奶粉事件让全国人民知道了 三聚氰胺, 食品中蛋白质含量的现行国家标准和国际通行测定方法是经典 凯氏定氮法, 三少 作为一名分析人员,现在将 凯氏定氮法原理,方法步骤和计算方法 写出来,看看 凯氏定氮法在 蛋白质含量中的缺陷。何为凯氏定氮法?简单地说,凯氏定氮法是一种检测物质中“氮的含量”的方法。蛋白质是一种含氮的有机化合物,食品中的蛋白质经硫酸和催化剂分解后,产生的氨能够与硫酸结合,生成硫酸氨,再经过碱化蒸馏后,氨即成为游离状态,游离氨经硼酸吸引,再以硫酸或盐酸的标准溶液进行滴定,根据酸的消耗量再乘以换算系数,就可以推算出食品中的蛋白含量。一. 凯氏定氮法原理 凯氏定氮法首先将含氮有机物与浓硫酸共热,经一系列的分解、碳化和氧化还原反应等复杂过程,最后有机氮转变为无机氮硫酸铵,这一过程称为有机物的消化。为了加速和完全有机物质的分解,缩短消化时间,在消化时通常加入硫酸钾、硫酸铜、氧化汞、过氧化氢等试剂,加入硫酸钾可以提高消化液的沸点而加快有机物分解,除硫酸钾外,也可以加入硫酸钠、氯化钾等盐类类提高沸点,但效果不如硫酸钾。硫酸铜起催化剂的
2、作用。凯氏定氮法中可用的催化剂种类很多,除硫酸铜外,还有氧化汞、汞、硒粉、钼酸钠等,但考虑到效果、价格及环境污染等多种因素,应用最广泛的是硫酸铜。使用时常加入少量过氧化氢、次氯酸钾等作为氧化剂以加速有机物氧化。消化完成后,将消化液转入凯氏定氮仪反应室,加入过量的浓氢氧化钠,将 NH4+转变成 NH3,通过蒸馏把 NH3驱入过量的硼酸溶液接受瓶内,硼酸接受氨后,形成四硼酸铵,然后用标准盐酸滴定,直到硼酸溶液恢复原来的氢离子浓度。滴定消耗的标准盐酸摩尔数即为NH3的摩尔数,通过计算即可得出总氮量。在滴定过程中,滴定终点采用甲基红- 次甲基蓝混合指示剂颜色变化来判定。测定出的含氮量是样品的总氮量,其中包括有机氮和无机氮。反应式如下:1. 有机物中的氮在强热和 CuSO4,浓 H2SO4作用下,消化生成( NH4) 2SO4反应式为: H2SO4=SO2+H2O+OR. +O=NH32NH3+H2SO4=(NH4)2SO42. 在凯氏定氮器中与碱作用,通过蒸馏释放出 NH3 ,收集于 H3BO3 溶液中反应式为: 2NH4+OH-=NH3+H2ONH3+H3BO3=NH4+H2BO3-3. 再
3、用已知浓度的 HCI 标准溶液滴定,根据 HCI 消耗的量计算出氮的含量,然后乘以相应的换算因子,既得蛋白质的含量。反应式为: H2BO3-+H+=H3BO3蛋白质是一类复杂的含氮化合物,每种蛋白质都有其恒定的含氮量 约在 1418,平均为 16(质量分数) 。凯氏定氮法测定出的含氮量,再乘以系数,即为蛋白质含量。凯氏定氮装置图1. 安全管 2. 导管 3. 汽水分离管 4. 样品入口 5. 塞子6. 冷凝管 7. 吸收瓶 8. 隔热液套 9. 反应管 10. 蒸汽发生瓶本文为三少综合整理所得,转载请注明源自二. 方法和步骤 (一)消化1、准备 6 个凯氏烧瓶,标号。1、2、 3 号烧瓶中分别加入适当浓度的蛋白溶液,样品要加到烧瓶底部,切勿沾在瓶口及瓶颈上。再依次加入硫酸钾- 硫酸铜接触剂,浓硫酸, 30%过氧化氢。 4、5、6 号烧瓶作为空白对照,用以测定试剂中可能含有的微量含氮物质,对样品测定进行校正。4、5、6 号烧瓶中加入蒸馏水代替样液,其余所加试剂与 1、2、3 号烧瓶相同。2、将加好试剂的各烧瓶放置消化架上,接好抽气装置。先用微火加热煮沸,此时烧瓶内物质炭化变黑,并产生大量
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