凱氏定氮儀的應(yīng)用
凱氏定氮法(Kjeldahl method,,全稱凱耶達爾定氮法,,簡稱凱氮法)是分析化學(xué)中一種常用的確定有機化合物中氮含量的檢測方法,。這種方法是由凱耶達爾(Johan Kjeldahl)在1883年發(fā)明的,。凱氏定氮法的普遍適用性,、性和可重復(fù)性已經(jīng)得到了的廣泛認(rèn)可,。它已經(jīng)被確定為檢測食品中蛋白質(zhì)含量的標(biāo)準(zhǔn)方法。
藥典中的凱氏定氮針對有機氮化合物,主要是指蛋白質(zhì),、核酸,、尿素以及大量合成的氮為負(fù)三價的有機氮化合物。它不包括疊氮化合物,、聯(lián)氮,、偶氮、腙,、硝酸鹽,、亞硝酸鹽、硝基,、腈,、肟和半卡巴腙類的含氮化合物。
在水處理領(lǐng)域,,一般認(rèn)為:
總氮=總凱氏氮+硝酸鹽氮+亞硝酸鹽氮
凱氏氮=有機氮+氨氮,。
應(yīng)用凱氏定氮法可對復(fù)合肥料中的總氮進行測定,GB8572-88,。
凱氏定氮法是目前分析有機化合物或混合物中含氮量常用的方法,,是測定試樣中總有機氮zui準(zhǔn)確和zui簡單的方法之一,被國內(nèi)作為法定的標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法,。凱氏定氮法適用范圍廣泛,,測定結(jié)果準(zhǔn)確,重現(xiàn)性好,,但操作較復(fù)雜,,工作量大。在此形勢下,,安全,、準(zhǔn)確、可靠,、省時,、省力自動化程度高的凱氏定氮儀面對國內(nèi)外的巨大需求有了飛速發(fā)展,。凱氏定氮儀是依據(jù)經(jīng)典凱氏定氮方法設(shè)計的自動測定系統(tǒng),根據(jù)蛋白質(zhì)中氮的含量恒定的原理,,通過測定樣品中氮的含量從而計算蛋白質(zhì)含量,。該儀器安裝、操作簡單,;適用于糧油檢測,、飼料分析、植物養(yǎng)分測試,、土肥檢測,、環(huán)保、醫(yī)藥,、化工等行業(yè)的分析,、教學(xué)及研究中主要用來檢測糧食、食品,、乳制品,、飲料、飼料,、土壤、水,、藥物,、沉淀物和化學(xué)品等中的氨氮、蛋白質(zhì)氮等含量,,是操作人員的理想工具,,同時利用定氮儀也可以測二氧化硫等物質(zhì),是實驗室比較重要的理化分析儀器,。
蛋白質(zhì)測定:國家標(biāo)準(zhǔn)方法中食品中蛋白質(zhì)測定,、飼料中粗蛋白質(zhì)的測定及植物油料粗蛋白質(zhì)的測定等;谷元蛋白的粉的測定,;用凱氏定氮法檢測脫脂奶粉中蛋白質(zhì)含量,;測定牛乳中蛋白質(zhì)含量的方法等。
氮的測定:國家標(biāo)準(zhǔn)中乳與乳制品中非蛋白氮含量的測定,、淀粉及其衍生物氮含量測定,、土壤中氮含量的測定、復(fù)混肥料中總氮含量測定,、肥料中銨態(tài)氮含量的測定,、尿素的測定方法等;定氮儀測定水中氨氮,、用定氮儀測定天然橡膠氮含量,、用自動凱氏定氮儀測定醬油中銨鹽含量等,。
揮發(fā)性鹽基氮測定:用全自動凱氏定氮儀測定金槍魚肉中揮發(fā)性鹽基氮含量、測定肉類中的揮發(fā)性鹽基氮,、魚粉中揮發(fā)性鹽基氮的測定,,測定水產(chǎn)品、肉及制品中的揮發(fā)性鹽基氮含量及不確定度評定等,。
其它方面:用凱氏定氮儀測定水發(fā)產(chǎn)品中甲醛的含量,、測定黃花菜中二氧化硫的含量、用全自動凱氏定氮儀測定己內(nèi)酰胺中揮發(fā)堿等,。
凱氏定氮儀的使用注意事項:
(1 )樣品前處理
樣品應(yīng)盡量選取具有代表性的,,大塊的固體樣品應(yīng)用粉碎設(shè)備打得細(xì)小均勻,
液體樣要混合均勻,。
(2 )模塊化消解裝置消化樣品
消化過程中,,首先確保濃硫酸量足夠,如樣品脂肪含量較高時,,應(yīng)適當(dāng)增加硫酸量,;其次對某些樣品炭化易產(chǎn)生泡沫,這時可采用消解爐曲線升溫或手動控制升溫,,讓消解溶液沸騰均勻后再提高消解溫度,,直至消化液呈透明藍(lán)綠色再消化0.5h或1h。因為炭化過程中,,升溫速度過快會使樣品溢出消化管或濺起粘 附在管壁導(dǎo)致無法消化*而造成氮損失,,影響結(jié)果準(zhǔn)確性。
(3 )上機測定
儀器稀釋水采用中性去離子水,;蒸汽發(fā)生瓶內(nèi)的水必須保持酸性,;硼酸吸收液配制時應(yīng)用中性去離子水,避免堿性物質(zhì)的混入,,盛裝硼酸吸收液的容器應(yīng)刷洗干凈,;堿液應(yīng)用中性去離子水配置;滴定用的標(biāo)準(zhǔn)酸必須按照標(biāo)準(zhǔn)配制和標(biāo)定,。上機測試樣品前,,應(yīng)打開儀器預(yù)熱,放一支消化管空蒸一次,,排除蒸餾管路中的 空氣,。蒸餾時必須加堿,加入堿的作用一是中和硫酸,,二是使溶液處于強堿性,,這樣才 能使(NH4)2SO4變成NH3被硼酸吸收,通常是消化取用濃硫酸的四倍體積(40%NaOH)。硫酸銅可作為催化劑,并在蒸餾時作堿性反應(yīng)指示劑,氫氧化鈉是否足量.可借助硫酸銅在堿性條件下生成的褐色沉淀或深藍(lán)色的銅氨絡(luò)離子指示,。若溶液的顏色不改變,,則說明所加的堿液不足。蒸餾是否*,,半自動凱氏定氮儀可用精密pH試紙測冷凝管的冷凝液來確定,,中性說明已蒸餾*。全自動凱氏定氮儀目前主要是以蒸餾體積與設(shè)置時間 (經(jīng)驗值)確保蒸餾*,。蒸餾結(jié)束后,,滴定主要是是分為人工滴定和機器自動滴定計算和打印實驗結(jié)果。要求操作者根據(jù)實際情況,,按照要求操作,。
凱氏定氮儀使用的優(yōu)缺點:
按照凱氏定氮原理設(shè)計的凱氏定氮儀運用化學(xué)、物理學(xué),、電學(xué),、自動控制等方面新技術(shù)采用可以批量處理樣品,簡單易于操作,,對食品,、農(nóng)作物、肥料,、土壤,、水等物質(zhì)中的氮、蛋白質(zhì)含量進行定量測定,,其結(jié)果可靠,,且能夠滿足高通量檢測要求,基本能夠客觀的反映出樣品含蛋白質(zhì)水平,。同時還可以應(yīng)用于揮發(fā)性鹽基氮,二氧化硫燈物質(zhì)的測定,,應(yīng)用范圍廣,。
凱氏定氮法的主要缺陷是方法的特征性差,得到的測量結(jié)果只能代表樣品中所有含氮化合物的總量,,不能準(zhǔn)確表示蛋白質(zhì)的含量,,這是因為在消化過程中除蛋白質(zhì)中的氮轉(zhuǎn)化成(NH4)2SO4外,一些非蛋白質(zhì)類的含氮化合物(如生物堿,、尿素,、三聚氰胺等)也能轉(zhuǎn)化成 (NH4)2SO4,計算氮的含量時,,認(rèn)為所有的氮都來源于蛋白質(zhì),,因此測定結(jié)果比實際值偏高,所以凱氏定氮儀也存在此問題。因此,,使用凱氏定氮法這一技術(shù)的前提便是:樣品是真正的蛋白質(zhì)樣品,,沒有被 造假。參照此前提,,技術(shù)便能準(zhǔn)確為人服務(wù),。
隨著社會的進步,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,。國內(nèi)的分析儀器行業(yè),,也開始蓬勃發(fā)展起來,以前我國僅能生產(chǎn)半自動型,,且技術(shù)含量低,,可靠性差,水平落后,,自動定氮儀只能依賴進口,,并且價格昂貴。如今,,我們已經(jīng)生產(chǎn)出半自動,,全自動定氮儀、肥料定氮儀,。全自動定氮儀的技術(shù)含量zui高,,滴定系統(tǒng)采用官的方批準(zhǔn)的顏色法滴定系統(tǒng)(AOAC, EPA, DIN, ISO,GB等明文規(guī)定),柱塞泵采用高精度直線步進電機推進保證結(jié)果準(zhǔn)確性,。
綜上所述,,隨著科技的進步,科研人員的努力,,凱氏定氮儀已邁上一個新的臺階,,并在食品中蛋白質(zhì)的測定中定為國家標(biāo)準(zhǔn)方法(GB50095-2010食品中蛋白質(zhì)的測定);而其它一些改進法有待進一步接受實踐檢驗和完善,。在保證準(zhǔn)確度的前提下,,凱氏定氮儀的改進向簡便、,、系統(tǒng)化,、自動化、智能化等方向迅猛發(fā)展,,以滿足各行業(yè)的不同需求,。