测定奶粉中蛋白质的真实含量

凯氏定氮法测奶粉中真实蛋白质的含量

摘要

实验用凯氏定氮法测定奶粉中的蛋白质含量，将硫酸及催化剂与奶粉一同加热消化，使蛋白质分解，其中C、H形成CO2、H2O逸出，而氮以氨的形式与硫酸作用，形成硫酸铵留在酸液中。然后将消化液碱化，蒸馏，使氨游离，用水蒸气蒸出，被硼酸吸收。用标准盐酸溶液滴定所生成的硼酸铵，消耗的盐酸标准液计算出总氮量，再折算为粗蛋白含量。

关键词: 凯氏定氮法蛋白质消化蒸馏

1前言：劣质奶粉的出现严重地损害了人民群众的健康,劣质奶粉的主要特点是蛋白质含量远低于正常值。正是利用氮与蛋白质含量间的关系，实验室测定蛋白质的非直接性，一些不法人士钻了蛋白质中氮的含量。他们利用三聚氰胺含有很高的氮，将三聚氰胺残掺杂近奶粉中以提高奶粉的蛋白质含量。而长期饮用这些蛋白质含量极低的奶粉，首先会导致婴儿严重营养不良，随后会引起各种并发症，在外来细菌的侵袭之下，婴儿几乎完全丧失了自身的免疫能力，病情发展十分迅速，最后婴儿头部严重水肿，几乎看不清五官，全身皮肤也出现了大面积的高度溃烂，伤口长时间无法愈合，最后导致呼吸衰竭而死亡。因此，测定奶粉中蛋白质含量，对掌握其营养价值和品质的变化，保障人体的健康，合理配料，为乳制品深加工提供数据十分重要，此外，蛋白质分解产物对乳制品的色、香、味都有一定的作用，所以测定具有深远意义。

2实验目的

（1）学习凯氏定氮法的测定蛋白质的原理；

（2）掌握凯氏定氮法的操作技术，包括样品的消化处理、蒸馏、滴定及蛋白质含量的计算等。

3实验原理

各种天然有机物的含氮量通常用微量凯氏定氮法（micro-Kjeldahl method）来测定。当有机含氮化合物与浓硫酸共热消化，氮转化为氨，氨与硫酸结合成硫酸铵。消化产生

的硫酸铵在蒸馏过程中与强碱（40%氢氧化钠）反应，放出氨。氨被带指示剂的硼酸吸收后，用标准盐酸溶液滴定。根据标准盐酸的消耗量可以计算样品的总氮量。反应式如下：

消化：含氮有机物+H2SO4→CO2+H2O+NH3↑

2NH3+H2SO4→（NH4）2SO4

蒸馏：（NH4）2SO4+2NaOH→H2O+2NH3+ Na2SO4

2NH3+4HBO3（带指示剂）→（NH4）2B4O7+5 H2O

酒红色鲜绿色

滴定：（NH4）2B4O7+2HCL+5 H2O→2 NH4CL+4H3BO4

鲜绿色淡紫色

消化过程时间较长，为加速反应，在消化时常加入硫酸钾与硫酸铜混合粉末来促进。期中硫酸钾与硫酸作用生成硫酸氢钾，可以提高溶液的沸点（一般纯硫酸的沸点在340℃左右，而添加硫酸钾后可是温度提高到400℃以上），提高反应温度，从而加快有机物的分解。硫酸铜起催化作用。在凯式定氮中可用的催化剂的种类很多，出硫酸铜外，还有氧化汞、硒粉、二氧化钛等，但综合价格、效果及环境污染等因素，硫酸铜的应用最为广泛。

微量凯氏定氮法蒸馏样品时每次适合0.2~1.0 mg的氮含量。

4.实验设备

凯氏烧瓶、移液管、酸式滴定管、电炉、容量瓶、凯氏定氮蒸馏装置

5实验材料和试剂

材料奶粉一包

试剂浓硫酸（AR）；硫酸钾-硫酸铜混合物（K2SO4：CuSO4·5H2O=3:1 、6:1或10:1）；40%氢氧化钠溶液；2%硼酸溶液；0.01 mol/L 标准盐酸（要标定）；甲基红-溴甲酚绿混合指示剂：5份0.2%溴甲酚绿溶液（含95%乙醇）与一份0.2%甲基红乙醇溶液混合；2%硼酸指示剂混合液（2%硼酸溶液100mL，加混合指示剂1mL）。

6操作步骤

6.1消化

称取0.1~0.5g样品于50mL干燥的凯氏烧瓶内，加入硫酸钾-硫酸铜混合粉末0.3~0.5g，再加入浓硫酸5mL。用消化炉加热，在通风橱中消化，瓶口加一小漏斗。先以

文火加热，避免泡沫飞溅，不能让泡沫上升到瓶颈，待泡沫停止发生后，加强火力保持瓶内液体沸腾。时常转动烧瓶使样品全部消化完全，直至消化液清澈透明。

另取凯氏烧瓶一个，不加样品，其它操作相同，作为空白试验，用以测定试剂中可能含有的微量含氮物质，以对样品进行校正。

将凯氏烧瓶中的待测样品及空白消化液冷却后，分别转入100mL的容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度，备用。

6.2蒸馏

按下图所示安装微量凯氏定氮装置。将微量凯氏定氮蒸馏仪洗涤，先用自来水清洗，再用蒸汽蒸洗至流出液不能使带指示剂的硼酸明显变色。关闭电源，放空蒸馏瓶中的热水，待蒸馏瓶冷至室温后加样品蒸馏。

取一只三角瓶，加入硼酸-知识剂混合液10mL,置于冷凝管端口下，为防止蒸出的氨气逃逸至空气中，冷凝管口应浸没在硼酸液面之下，以保证氨的吸收。吸取稀释消化液2~10mL（控制每个蒸馏样品的含氮量在0.2~1.0mg内），置于蒸馏装置的反应室中，加入40%氢氧化钠溶液10mL，将进样夹夹紧，再在漏斗中加一些蒸馏水，作为水封，检查各夹子是否有漏水漏气现象，确保不漏时，开冷却水，开始进行样品的蒸馏。

加热蒸气发生器，沸腾后，三角瓶中的硼酸-指示剂混合液接收蒸馏出的氨，当出馏液使硼酸由酒红色变为鲜绿色时开始计时，继续蒸馏5~10min后，让硼酸液面离开冷凝管端口，再蒸馏1~2分钟后，再用少许蒸馏水冲洗冷凝管口。移开硼酸吸收瓶，关闭电源，清洗蒸馏器，准备下一个样品的蒸馏。空白样品的蒸馏按同样操作进行。

6.3滴定

样品和空白均蒸馏完毕后，用0.01moL/L标准盐酸滴定，至硼酸-指示剂混合液由绿色变回淡紫色，即为滴定终点，记录消耗标准盐酸溶液的体积数（mL）。

1.安全管

2.导管

3.汽水分离管

4.样品入口

5.塞子

6.冷凝管

7.吸收瓶

8.隔热液套

9.反应管10.蒸汽发生瓶

7结果和计算

7.1数据记录

项目第一次第二次第三次

样品消化液（mL）

滴定消耗盐酸标准溶液

（mL）

消耗盐酸标准溶液平均值

（mL）

7.2结果计算

样品中的含氮量（%）=（V2-V1）×c×14×N×100/(1000×m)

样品中的粗蛋白含量（%）=（V2-V1）×c×14×6.25×N×100/(1000×m)

其中，V2：滴定样品消耗的标准盐酸溶液的体积（mL）；

V1：滴定样品消耗的标准盐酸溶液的体积（mL）；

c：标准盐酸溶液的浓度（mol/L）；m：样品的质量（g）；

14：氮原子的相对摩尔质量；6.25：蛋白质与氮的换算系数；

N：消化样品的稀释倍数[N=消化液定容的体积（mL）/蒸馏时所取消化液（mL）的体积]。

8注意事项