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采用模块式消化、全自动凯氏定氮仪测定食品中蛋白质

       蛋白质为复杂的含氮有机化合物，是各种氨基酸以肽键连接而成，各类食品的蛋白质含量很不均匀，蛋白质含量是评价食物营养价值的重要指标之一。在食品中蛋白质含量测定方法中*常用*基本的方法是凯氏定氮法，在GB/T5009.5-2003中也将其定为法定检测方法，凯氏定氮法有常量凯氏氮法和微量凯氏定氮法。采用经典的凯氏定氮法比较费时费力，采用模块式消化、全自动凯氏定氮仪测定食品中的蛋白质，该方法比经典法快速，且数据准确可靠。

1 材料与方法
1．1 仪器与试剂
1．1．1主要仪器：KjeltecTM2300型全自动凯氏定氮仪，DS-20消化炉及排废装置(均为瑞典FOSSTECATOR公司生产)，样品磨，电子天平(准确至0.0001克)。1．1．2主要试剂：浓硫酸；硫酸钾；硫酸铜；盐酸标准溶液0.1027mol/L；氢氧化钠溶液400g/L；1％溴甲酚绿和0.7％甲基红混合指示剂；1％硼酸吸收溶液；硫酸铵；蔗糖。所用试剂均为上等品。
1．2 测定方法
称取适量样品放入消化管中，加入0.2g硫酸铜，6g硫酸钾及约12mL浓硫酸慢慢摇动将样品浸湿。把消化管放入已预热至42℃的加热模块中，将抽气泵打开到*大。5min后，关小抽气泵至酸雾刚好充满排废罩，在试管中形成冷凝环。约60min样品消化至透明蓝绿色液体，取出冷却至室温。将消化管放入2300型自动凯氏定氮仪，关上**门，待仪器自动蒸馏、滴定、计算并打印结果。

2 结果与讨论
2．1 精密度
取3种蛋白质含量不同的样品，每种样品平行测定6次，从测定结果可见，该仪器的精密度良好（见表1）。
表1 仪器精密度测定
样品名称蛋  白  质  含  量(g/100g)      平均值(g/100g)    相对标准差(RSD%)
纯牛奶 3.18    3.17 3.20    3.19 3.18    3.18 3.18    0.34
大豆 31.25    31.46 31.38    31.53 31.62    31.39 31.44    0.41
螺旋藻粉 67.54    67.78 67.58    67.64 67.69    67.82 67.68    0.16

2．2 准确度
做数次氮回收率测定，检验操作过程和设备的准确性。
2．2．1氮的损失：用0.12g硫酸铵和0.87g蔗糖的取样量，按样品准备步骤加入所有其他试剂，和样品分析一样的方法消化和蒸馏。结果见表2，从表中可知平均回收率达99.5％。
表2 氮的回收率
次数硫酸铵量(g)    理论氮含量(%) 实测氮含量(%)     回收率(%)
1 0.1206    21.21 21.10    99.48
2 0.1213    21.21 21.15    99.72
3 0.1223    21.21 21.09    99.43
4 0.1211    21.21 21.08    99.39
5 0.1228    21.21 21.11    99.53

2．2．2蒸馏和滴定效率：采用0.12g硫酸铵和0.67g蔗糖的取样量，省略消化步骤，用2300型自动定氮仪测定其氮含量，测定5次，平均回收率大家100.4%。
2．2．3消化效率：用0.1g盐酸赖氨酸和0.87g蔗糖的取样量，按样品准备步骤加入所有其他试剂，和样品分析一样的方法消化和蒸馏。结果见表3，表中可知回收率达99％。
表3 消化效率
次数盐酸赖氨酸量(g)    理论氮含量(%) 实测氮含量(%)     回收率(%)
1 0.1042    15.34 15.20    99.09
2 0.1049    15.34 15.21    99.15
3 0.1007    15.34 15.24    99.35
4 0.1024    15.34 15.19    99.02
5 0.1034    15.34 15.22    99.22

从这3个回收率可知，模块式消化、2300型全自动凯氏定氮仪有较高的准确度。
2．3 仪器法与经典法比较
2．3．1两种消化系统的比较：从表3可以看出，对于同一样品和称样量，模块式消化系统比传统消化系统，每个样品蒸发而损失的酸从14.4mL降低2.4mL（按一样品两个重复计算，下同）。酸用量减少一半，消化时间大大地缩短。且采用模块式消化系统DS-20一次性可以消化20个样品，大大提高工作效率。
表4 两种消化系统的比较
项目传统消化系统    模块式消化系统
需用的酸总量(ml) 30.0    10
蒸发损失的酸(ml) 7.2    1.2
消煮时间 2-3小时    45-60分钟
加热控制无控温，单个加热    带控温的模块式消化炉
2．3．2两种方法测定结果比较：分别用两种方法测定螺旋藻、姬松茸、纯牛奶、皮蛋和盐渍鱼籽的蛋白质，结果见表5（表中结果均为两次测定的平均值）。从表中可见，测定结果的误差均在允许范围内。
表5 两种方法测定食品蛋白质结果的比较
样品经典法(%)    仪器法(%) 2法偏差    相对偏差(%)
螺旋藻粉 71.25    71.69 0.44    0.31
姬松茸 32.58    32.26 -0.32    0.49
纯牛奶 3.23    3.31 0.08    1.22
皮蛋 13.12    13.36 0.24    0.91
盐渍鱼籽 25.78    26.01 0.23    0.44

3 结论
采用模块式消化系统大大地缩短消化时间，节约酸的用量，操作简便；用自动定氮仪测定食品中蛋白质与经典法比较，结果令人满意，且大大提高了分析速度。

4 注意事项
 消化时应注意，样品消化液必须含有过量的硫酸，以防止氨的损失。
    消化时间要掌握好，时间过长会引起氨的损失；消化时间不够，消化不完全也会导致总氮量偏低。
 对于高脂肪的物质（脂肪＞10％），所需酸的量要多2～3毫升，消化时间也相应长一些；或加入酸后，隔夜再消化。如果冒泡成问题，可以缓慢地加入3mL30～35％过氧化氢来减少冒泡，待过氧化氢反应后才能进行下一步操作。
    硫酸钾与硫酸用量的比值是消化成功的关键，它决定酸的沸点，也决定消化所需的时间。但比值不宜过大，一般比值为1:2。比值过大，沸点太高，生成的硫酸氢铵就分解放出氨，使氮损失。

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