凱氏定氮儀對6種不同物質蛋白質的測定試驗

　　凱氏定氮儀是實驗室的常用設備，一般專用于食品、乳制品、飼料、農副產品等的蛋白質的測定。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和利用，擴展了定氮儀新的新用途，發揮一機多用，讓我們更方便、快捷的用于檢測那些原本使用傳統方法來檢測的項目。如：揮發性鹽基氮、亞硫酸鹽、酒精、甲醛、揮發性酸、氨態氮以及精油、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算蛋白質含量的儀器，這種方法是由丹麥化學家凱耶達爾（Johan Kjeldahl）1883 年發明的。可以測定種子、糧食、乳制品、飼料、飲料、土壤、農副產品中的蛋白質以及化工、制藥行業的有機氮、化妝品中的尿素含量、環境分析的總氮等等。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目，為凱氏定氮儀擴展了新的用途。蒸餾裝置是通過熱蒸氣對樣品蒸餾，將反應后的蒸氣進行冷凝收集，然后滴定計算。對全自動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，直接用于檢測揮發性鹽基氮、亞硫酸鹽、酒精含量、甲醛、揮發性酸、肥料中的氨態氮以及香精香料的萃取等。

　　1 揮發性鹽基總氮的測定

　　揮發性鹽基總氮是肉食品新鮮度的一個主要指標，動物性食品（如：肉、魚類）由于酶和細菌的作用，在腐敗過程中，使蛋白質分解而產生氨以及胺類等堿性含氮物質（三甲胺和二甲胺），可引起食物中毒。

　　此類物質具有揮發性，在弱堿（氧化鎂）性下能與水蒸氣一起蒸餾，將氮轉化成氨，用硼酸吸收，標準酸HCL 滴定。計算出揮發性鹽基總氮量。我國食品衛生標準中規定，當魚類揮發性鹽基氮的含量達到30mg/100g 時，即認為是變質。另外，在飼料工業的發酵過程，由于蛋白質分解而產生一些易揮發的含氮物質，這時揮發性鹽基氮含量會升高。例如：豆粕的揮發性鹽基總氮在發酵前含量在 30-50mg/100g,發酵后就會升高。由于魚粉等動物蛋白，特別是劣質魚粉的揮發性鹽基氮比較高，因此發酵豆粕類產品如果揮發性鹽基氮含量很高，可能是摻入劣質魚粉等動物蛋白或發酵過程中出現腐敗所致。檢測時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，由于對健康的嚴重危害 EC 條例規定如果濃度 >10mg/kg 或10mL/L 必須進行標注。檢測時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，用標準 NaOH 滴定（檢出限 5mL/L）。樣品前處理需經過搖動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整到固定體積，酒精的濃度用光密度計測量。通常濃度在 10% 的標準液回收率 >99.4%.

　　4 揮發性酸含量的測定

　　揮發性酸是厭氧消化過程的中間產物，將樣品用磷酸酸化后，從中蒸發出揮發性酸，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

　　吊白塊學名甲醛次硫酸氫鈉，易溶水，半透明白色物，高溫下具有很強的還原性，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，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：樣品經酸（磷酸）化后，次硫酸氫鈉甲醛中的甲醛被釋放出來，經水蒸氣蒸餾，收集后的吸收液中的甲醛與乙酰丙酮及胺離子反應生成黃色物質（3,5- 二乙酰基 -1,4-二氫盧剔啶），在 435nm 有吸收，用分光光度計測定甲醛含量。檢測時最好選用較大的（750mL）蒸餾瓶蒸餾樣品，防治樣品的漂浮物被蒸氣帶出，同時控制好蒸汽量不要太大。

　　6 肥料中氨態氮含量的測定

　　氨態氮是指樣品中的 NH3中的 N 元素。有機肥和無機肥中的氨態氮，在堿性水蒸氣中分解為氨，硼酸吸收后用鹽酸滴定就可計算出氮的含量。實際上就是不需消化樣品的凱氏法。若在蒸餾時適當加些不含 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用，其具體分析方法可參考國標的內容。通過表 1 的對比可以方便看出各步驟之間的關系。

　　在實際應用中我們可以根據情況對不同廠家的儀器進行改進，來符合我們的應用要求。例如：用可控硅器件改變蒸汽發生器的加熱功率和速率，來控制蒸氣量，平穩蒸餾過程讓反應更充分；選擇合適的蒸餾管，消除蒸餾過程樣品的漂浮和掛壁現象等，這樣測得的結果就會更準確。對于像精油、香精香料的萃取也可以借鑒蒸餾裝置進行制備。