氮素代謝在植物 的新陳代謝中占主導地位。植物組織中有機氮化物的含量隨著植物的生理狀況及環境條件的不同而發生變化。所以測定其含量,對研究植物的氮素吸收、運輸和代謝規律,以及確定農產品的品質、營養價值等具有一定意義。
一、原理
植物組織中的有機氮化物包括蛋白氮和非蛋白氮。非蛋白氮主要是氨基酸和酰胺,以及少量無機氮化物,是可溶于三氯乙酸溶液的小分子 。可加入三氯乙酸,使其最終濃度為5%,將蛋白質沉淀出來,分別測定總氮、蛋白氮或非蛋白氮;通常只測定總氮或蛋白氮。將植物材料與濃硫酸共熱,硫酸分解為二氧化硫、水和原子態氧,并將有機物氧化分解成二氧化碳和水;而其中的氮轉變成氨,并進一步生成硫酸銨。為了加速有機物質的分解,在消化時通常加入多種催化劑,如硫酸銅、硫酸鉀和硒粉等。消化完成后,加入過量NaOH,將NH4+轉變成NH3,通過蒸餾把NH3導入過量的硼酸溶液中,再用標準鹽酸滴定,直到硼酸溶液恢復原來的氫離子濃度。滴定消耗的標準鹽酸摩爾數即為NH3的摩爾數,通過計算,可得出含氮量。
蛋白質是一類復雜的含氮化合物,每種蛋白質都有其恒定的含氮量,(約在14%~18%,平均約含氮16%)所以,可用蛋白氮的量乘以6.25(100/16=6.25),算出蛋白質的含量。若以總氮含量乘以6.25,就是樣品的粗蛋白含量。試樣中若含有硝態氮時,首先要使硝態氮還原為銨態氮,可加入水楊酸和硫代硫酸鈉,使硝態氮與水楊酸在室溫下作用生成硝基水楊酸,再用硫代硫酸鈉粉使硝基水楊酸轉化為銨鹽。由于水楊酸與硫代硫酸鈉會消耗一部分硫酸,所以消化時的硫酸用量要酌情增加。
二、材料、儀器設備 及試劑
(一)材料:各種干燥、過篩(60~80目)的植物樣品
(二)儀器設備:1. 消化管;2. 微量凱氏定氮蒸餾裝置一套(圖17);3. 三角燒瓶;4.微量滴定管;5. 量筒;6. 容量瓶;7. 燒杯;8. 移液管等。
三、實驗步驟
(一)樣品提取分離:準確稱取烘至恒重的樣品0.1000g~0.5000g(依樣品含氮量而定,含氮1~3mg宜),置10ml離心管中,加入5ml5%三氯乙酸,90℃水浴中浸提15min,不時攪拌,取出后用少量蒸餾水沖洗玻棒,待溶液冷卻后,4000rpm離心15min,上清液棄去。并用5%三氯乙酸洗沉淀2~3次,離心,棄去上清液,最后用蒸餾水將沉淀無損地洗入鋪有濾紙的漏斗上,去掉濾液后,將沉淀和濾紙在50℃下烘干,用于蛋白氮的測定。
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