凱氏定氮儀對6種不同物質(zhì)蛋白質(zhì)的測定試驗(yàn)
凱氏定氮儀是實(shí)驗(yàn)室的常用設(shè)備，一般專用于食品、乳制品、飼料、農(nóng)副產(chǎn)品等的蛋白質(zhì)的測定。其中蒸餾部分是定氮儀的主要功能，本文通過對這部分的改進(jìn)和利用，擴(kuò)展了定氮儀新的新用途，發(fā)揮一機(jī)多用，讓我們更方便、快捷的用于檢測那些原本使用傳統(tǒng)方法來檢測的項(xiàng)目。如：揮發(fā)性鹽基氮、亞硫酸鹽、酒精、甲醛、揮發(fā)性酸、氨態(tài)氮以及精油、香精香料的萃取等。文章中還通過對比，匯總出凱氏法、直接蒸餾法測定各項(xiàng)目步驟和選用的各種試劑、指示劑。
凱氏定氮儀是通過測定樣品中氮的含量從而計(jì)算蛋白質(zhì)含量的儀器，這種方法是由丹麥化學(xué)家凱耶達(dá)爾（Johan Kjeldahl）1883 年發(fā)明的。可以測定種子、糧食、乳制品、飼料、飲料、土壤、農(nóng)副產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)以及化工、制藥行業(yè)的有機(jī)氮、化妝品中的尿素含量、環(huán)境分析的總氮等等。其中很重要的一步就是蒸餾，本文正是利用定氮儀的這部分裝置，匯總出能夠利用蒸餾法檢測的項(xiàng)目，為凱氏定氮儀擴(kuò)展了新的用途。蒸餾裝置是通過熱蒸氣對樣品蒸餾，將反應(yīng)后的蒸氣進(jìn)行冷凝收集，然后滴定計(jì)算。對全自動(dòng)定氮儀我們只需要利用直接蒸餾功能，將餾出液通過旁路收集到錐形吸收瓶里即可。對半自動(dòng)定氮儀（不含滴定功能）直接就可使用。所以我們用這種方法省去樣品消化過程，直接用于檢測揮發(fā)性鹽基氮、亞硫酸鹽、酒精含量、甲醛、揮發(fā)性酸、肥料中的氨態(tài)氮以及香精香料的萃取等。
1 揮發(fā)性鹽基總氮的測定
揮發(fā)性鹽基總氮是肉食品新鮮度的一個(gè)主要指標(biāo)，動(dòng)物性食品（如：肉、魚類）由于酶和細(xì)菌的作用，在腐敗過程中，使蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì)（三甲胺和二甲胺），可引起食物中毒。
此類物質(zhì)具有揮發(fā)性，在弱堿（氧化鎂）性下能與水蒸氣一起蒸餾，將氮轉(zhuǎn)化成氨，用硼酸吸收，標(biāo)準(zhǔn)酸HCL 滴定。計(jì)算出揮發(fā)性鹽基總氮量。我國食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，當(dāng)魚類揮發(fā)性鹽基氮的含量達(dá)到30mg/100g 時(shí)，即認(rèn)為是變質(zhì)。另外，在飼料工業(yè)的發(fā)酵過程，由于蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生一些易揮發(fā)的含氮物質(zhì)，這時(shí)揮發(fā)性鹽基氮含量會(huì)升高。例如：豆粕的揮發(fā)性鹽基總氮在發(fā)酵前含量在 30-50mg/100g,發(fā)酵后就會(huì)升高。由于魚粉等動(dòng)物蛋白，特別是劣質(zhì)魚粉的揮發(fā)性鹽基氮比較高，因此發(fā)酵豆粕類產(chǎn)品如果揮發(fā)性鹽基氮含量很高，可能是摻入劣質(zhì)魚粉等動(dòng)物蛋白或發(fā)酵過程中出現(xiàn)腐敗所致。檢測時(shí)用氧化鎂替代氫氧化鈉即可，其它步驟和凱氏法完全相同。
2 食品、飲料中亞硫酸鹽的測定
二氧化硫在食品工業(yè)特別是果汁、啤酒、紅酒、果脯、香腸、漢堡和蔬菜中被用作防腐劑，由于對健康的嚴(yán)重危害 EC 條例規(guī)定如果濃度 >10mg/kg 或10mL/L 必須進(jìn)行標(biāo)注。檢測時(shí)總的二氧化硫通過酸性（60% 磷酸）蒸氣蒸餾而被釋放，然后由過氧化氫溶液接收和氧化形成硫酸，用標(biāo)準(zhǔn) NaOH 滴定（檢出限 5mL/L）。樣品前處理需經(jīng)過搖動(dòng)或超聲震蕩除去二氧化碳。
3 酒中酒精含量的測定
白酒、紅酒中的酒精 , 可以直接通過蒸氣蒸餾2min,得到餾出液被收集后調(diào)整到固定體積，酒精的濃度用光密度計(jì)測量。通常濃度在 10% 的標(biāo)準(zhǔn)液回收率 >99.4%.
4 揮發(fā)性酸含量的測定
揮發(fā)性酸是厭氧消化過程的中間產(chǎn)物，將樣品用磷酸酸化后，從中蒸發(fā)出揮發(fā)性酸，再用酚酞為指示劑，用 NaOH 滴定流出液。
5 食品中游離甲醛含量的測定
吊白塊學(xué)名甲醛次硫酸氫鈉，易溶水，半透明白色物，高溫下具有很強(qiáng)的還原性，遇酸堿分解，有漂白作用可用作增白劑，常被非法添加到食品加工中，如腐竹、豆制品等。該物 60℃以上分解有害物質(zhì)，120℃分解為甲醛、二氧化硫、硫化氫毒氣，使人過敏、刺激腸道，10g 能使人致死。原理：樣品經(jīng)酸（磷酸）化后，次硫酸氫鈉甲醛中的甲醛被釋放出來，經(jīng)水蒸氣蒸餾，收集后的吸收液中的甲醛與乙酰丙酮及胺離子反應(yīng)生成黃色物質(zhì)（3,5- 二乙酰基 -1,4-二氫盧剔啶），在 435nm 有吸收，用分光光度計(jì)測定甲醛含量。檢測時(shí)最好選用較大的（750mL）蒸餾瓶蒸餾樣品，防治樣品的漂浮物被蒸氣帶出，同時(shí)控制好蒸汽量不要太大。
6 肥料中氨態(tài)氮含量的測定
氨態(tài)氮是指樣品中的 NH3中的 N 元素。有機(jī)肥和無機(jī)肥中的氨態(tài)氮，在堿性水蒸氣中分解為氨，硼酸吸收后用鹽酸滴定就可計(jì)算出氮的含量。實(shí)際上就是不需消化樣品的凱氏法。若在蒸餾時(shí)適當(dāng)加些不含 MgO 的碳酸鹽效果更好。測定步驟和凱氏法一樣。
以上匯總了凱氏定氮儀的新應(yīng)用，其具體分析方法可參考國標(biāo)的內(nèi)容。通過表 1 的對比可以方便看出各步驟之間的關(guān)系。
在實(shí)際應(yīng)用中我們可以根據(jù)情況對不同廠家的儀器進(jìn)行改進(jìn)，來符合我們的應(yīng)用要求。例如：用可控硅器件改變蒸汽發(fā)生器的加熱功率和速率，來控制蒸氣量，平穩(wěn)蒸餾過程讓反應(yīng)更充分；選擇合適的蒸餾管，消除蒸餾過程樣品的漂浮和掛壁現(xiàn)象等，這樣測得的結(jié)果就會(huì)更準(zhǔn)確。對于像精油、香精香料的萃取也可以借鑒蒸餾裝置進(jìn)行制備。
