凯氏定氮法与三聚氰胺事件---教案(冯应斌)
第十一章 胺
+
实验室中常常利用胺的盐易溶于水而遇强碱又重新游离 析出的性质来分离和提纯胺。 胺(特别是芳胺)易被氧化，而胺的盐则很稳定。 医药上 常将难溶于水的胺类药物制成盐,以增加其水溶性和稳定性。
NH2
NH2 HCl
+
COOCH2CH2N(C2H5)2
COOCH2CH2N(C2H5)2 HCl
相应于氢氧化铵和铵盐的四烃基取代物, 分别称 为季铵碱和季铵盐。
CH3
+ -
CH3 CH3－N－CH2CH2OH OH CH3
+
CH3CH2-N-CH(CH3)2 Cl CH3
季铵盐
胆碱 (季铵碱)
如果NH4+中4个H原子没有完全被烃基取代， 则不属于季铵类化合物，而是胺的盐类。
CH3CH2NH3+ Cl－ 或写为 CH3CH2NH2 · HCl 氯化乙铵（或：乙胺盐酸盐）——伯胺的盐
O S NC2H5 Na+(溶) O
O S N(C2H5)2(不溶) O
(C2H5)2NH
由伯胺生成的磺酰胺氮上的氢受磺酰基吸电子影响呈弱酸 性，可与碱成盐而溶于水；仲胺形成的磺酰胺氮上无氢，不与 碱成盐而呈固体析出。常利用此反应鉴别伯、仲、叔胺三类胺, 称为Hinsberg (兴斯堡)试验法。
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脂肪胺 > 氨 > 芳香胺
影响碱性强弱的因素
胺的碱性强弱是电子效应、空间效应和溶剂 化效应共同综合作用的结果。
诱导效应：胺的氮原子上所连的烷基增多，斥电子能力增强， 氮原子上电子云密度升高，碱性增强。 3o 胺 > 2o 胺 > 1o 胺
凯氏定氮法与三聚氰胺事件25页PPT
2009.10.20 乳制品安全标准（征求意见稿）
美国培安 运用生物科学领域的iTAG“氨基酸 分子标签”技术，给蛋白质贴上“标签”， 在样品中直接测量真蛋白质含量
速度快 ，2分钟
新标准 新方法
GB/T 21704-2019乳与乳制品中非蛋白氮含量的测定 （2019.7.1实施）
GB/T22388-2019原料乳与乳制品中三聚氰胺检测方法 (2019.10.7实施)
注意事项
所用试剂均不含氮 消化和缓、保证彻底，如：摇动、消泡、至透明蓝
绿色 蒸馏装置保证气密性 硼酸温度﹤40℃，否则影响吸收 蒸馏完毕，下端提离，蒸馏水冲洗，再蒸1min
全自动凯氏定氮仪
蒸馏时间：2 ~ 4分钟 蒸馏仪内置蒸汽发生器。自动的稀释、自动加碱、 自动加硼酸，可编程控制 自动排废液：消化管废液、接收杯滴定废液。自动 清洗接收杯。 蒸馏过程可编程，储存20个程序。 各种安全保护：蒸馏管位置、安全门位置、蒸汽发 生器过温，冷却水流动保护。（加热条件下，保持和缓沸腾）
2NH2(CH2)COOH+13H2SO4 ＝(NH4)SO4+CO2+12SO2+16H2O
加速消化，加入：硫酸钾、硫酸铜
K2SO4+H2SO4 ＝2KHSO4 2KHSO4 ＝K2SO4=H2O↑+SO3↑
(加速水分逸出，硫酸钾浓度增大，故沸点升高)
凯氏定氮法的改进
可根据蛋白质遇酸沉淀的特性，用三氯乙酸 处理样品，让真正的蛋白质形成沉淀，过滤 后分别测定沉淀和滤液中氮含量，就可知蛋 白质的真正含量和冒充蛋白质的含量。
其他测定蛋白质的方法：
凯氏定氮实验的原理与操作方法
凯氏定氮实验的原理与操作方法测定原理待测天然含氮有机物与浓硫酸共热时，被氧化成为二氧化碳和水，而氮转变成氨，氨再与硫酸结合生成硫酸铵。
为了加速有机物质的分解反应，在消化时常加入促进剂，硫酸铜可用作催化剂，硫酸钾或硫酸钠可提高消化液的沸点，氧化剂如过氧化氢也能加速反应。
操作方法样品处理测定某一固体样品中蛋白质的含量都是按100克物质的干重中所含蛋白质的克数来表示。
因此在定氮前应先将固体样品中的水分除去。
步骤：先将样品磨细，在已称重的称量瓶中称入一定量样品，然后置105度（100度无法除去非游离水）的烘箱内干燥2小时后称重，以后每1小时再称重，直至2次称重数不变为止。
若样品属于液体物质，可取一定体积经适当稀释后，取一定量进行消化。
消化根据样品量的多少选择适宜的凯氏烧瓶4个（此处以50毫升为例），其中2个为对照。
向烧瓶内加入准确称量的样品，注意要把样品加至烧瓶底部，切勿沾在瓶口及瓶颈上。
另外2个作空白对照，好对样品进行校正。
在每个烧瓶中加入约300毫克硫酸钾-硫酸铜混合物（硫酸钾：五水硫酸铜=3：1、6：1或10：1均可），再用量筒加入3毫升浓硫酸。
将上述4个凯氏烧瓶放在通风良好处（最好在通风橱中进行）加热消化。
先用小火加热至沸腾。
此时会产生大量泡沫，应特别注意不能让黑色物质上升到烧瓶颈部，否则将严重影响分析结果。
当混合物停止冒泡，蒸汽与二氧化硫也均匀地放出时，将火焰调节到保持瓶内液体微微沸腾。
假若发现瓶颈上有黑色颗粒，应小心地将烧瓶倾斜振摇，用消化液将其洗下。
在消化过程中要时常转动烧瓶，使全部样品都浸在消化液中。
当消化液呈清澈淡蓝色时即告消化结束。
时间一般在5~6小时！若样品中含赖氨酸或组氨酸较多时，消化时间需要延长1~2倍。
因为这两种氨基酸中的氮在短时间内不易消化完全。
蒸馏采用改良式凯氏定氮仪。
1、洗涤蒸馏仪：用硼酸指示剂（取100毫升2%硼酸溶液，滴加混合指示剂约1毫升，摇匀后呈紫红色即可；混合指示剂：50毫升0.1%甲烯蓝乙醇+200毫升0.1%甲基红乙醇，存于棕色瓶中）检测是否清洗干净。
凯氏定氮法(讲义)
蛋白质含量(%) ＜5% 5-30 % ＞30 %
样品量(mg) 1000～5000 500～1500 200～1000
样品制备注意事项
Á 固体粉末样品:称量时最好使用折成船形的 定量滤纸称量；样品转移至消化管时应缓 慢将样品放入，防止样品粘附到消化管的 瓶颈处，加入催化剂和浓硫酸，混均。
Á 液体样品：准确吸一定量的样品，移入至 消化管中，转移样品时移液管应放至消化 管的下部，防止样品粘、溅到消化管的瓶 颈处，加入几滴浓硫酸，在砂浴或电炉上 将水份蒸发到近干，不得焦化。加入催化 剂和浓硫酸，混均。
二氧化硫使氮还原为氨，本身则被氧化为三氧化硫，氨随之与 硫酸作用生成硫酸铵留在酸性溶液中。
H2SO4＋2NH3 ＝ (NH4)2SO4
样品的分解条件
（1）K2SO4或Na2SO4
（2）催化剂 ：CuSO4
：提高溶液的沸点
C＋ 2CuSO4 → Cu2SO4 ＋ SO2↑＋ CO2↑ Cu2SO4 ＋ 2H2SO4 → 2CuSO4 ＋ 2H2O ＋ SO2↑
Á 蒸馏器的回收率应保证控制在99.5～101% 范围内。
消化系统的校正
Á 甘氨酸的氮含量是18.66％， 色氨酸的 氮含量是13.73％。
Á 称取上述任一种纯净物质约500mg，包括 消化在内的回收率误差应在正负1%以内。
Á 按蛋白质消化的步骤进行测定蛋白质， 计算回收率。
4
（3）氧化剂 过氧化氢
加入硫酸钾可以提高溶液的沸点而加快有机物的 分解，它与硫酸钾作用生成硫酸氢钾可提高反应温度 一般纯硫酸的沸点在340摄氏度左右，而添加硫酸钾后， 可使温度提高到4000C以上，原因主要在于随着消化过 程中硫酸不断地被分解 ，水分不断逸出而使硫酸钾浓 度增大 ，故沸点升高，其反应式如下：
实验一 凯氏定氮
四、蛋白含量计算
V2—滴定空白蒸馏液消耗盐酸标准液体积，mL； V1—滴定样品蒸馏液消耗盐酸标准液体积，mL； C—盐酸标准液的浓度，mol/L； 0.014—氮的毫摩尔质量，g/mmol； W—样品K为换算因数，大豆：5.71
下次实验
氨基酸的纸层析分离
空白对照：不加黄豆粉
二、NH3的固定
1、仪器的洗涤 打开橡胶管上的开关，在蒸气发生器中加约1/3体积自来水，关闭进水橡胶管 的开关，沿小玻璃漏斗杯壁加入蒸馏水约10mL让水经插管流入反应室，但玻 璃漏斗内的水不要放光，夹上橡胶管上的开关，保持水封，防止漏气。蒸气发 生后，立即关闭废液排放管上的开关，使蒸气只能进入反应室，导致反应室内 的水迅速沸腾，蒸出蒸气由反应室上端口通过定氮球进入冷凝管冷却，在冷凝 管下端放置一个锥形瓶接收冷凝水。从反应室水沸腾开始计时，连续蒸煮5min， 然后移开酒精灯。冲洗完毕，夹紧蒸气发生器与收集器之间的连接橡胶管，由 于气体冷却压力降低，反应室内废液自动抽到反应室外壳中，打开废液排出口 夹子放出废液。如此清洗2～3次，测定从冷凝管口排出的水pH值，如小于7， 表示蒸馏装置内部已洗干净。用蒸馏水冲洗冷凝器下口，关闭酒精灯，仪器即 可供测样品使用
三、NH3的标定
1 滴定 样品蒸馏完毕后，用酸式微量滴定管以0.0100mol/L 样品蒸馏完毕后，用酸式微量滴定管以0.0100mol/L 的标准盐酸溶液进行滴定。待滴至瓶内溶液呈暗灰色 时，用蒸馏水将锥形瓶内壁四周淋洗一次。若振摇后 复现绿色，应再小心滴入标准盐酸溶液半滴，振摇观 察瓶内溶液颜色变化，暗灰色在一二分钟内不变，当 视为到达滴定终点。若呈粉红色，表明已超越滴定终 点，可在已滴定耗用的标准盐酸溶液用量中减去 0.02mL，每组样品的定氮终点颜色必须完全一致。 0.02mL，每组样品的定氮终点颜色必须完全一致。 空白对照液接受瓶内的溶液颜色不变或略有变化尚未 出现绿色，可以不滴定。记录每次滴定耗用标准盐酸 溶液毫升数，供计算用。
凯氏定氮法与三聚氰胺事件-精选文档
新标准 新方法
GB/T 21704-2019乳与乳制品中非蛋白氮含量的测定 （2019.7.1实施） GB/T22388-2019原料乳与乳制品中三聚氰胺检测方法 (2019.10.7实施) GB/T22400-2019原料乳中三聚氰胺快速检测液相色谱 法(2019.10.15实施)
（CuSO4起催化作用）
Cu2SO4+H2SO4 ＝2CuSO4+2H2O+SO2 ↑
（消化完成后，A反应不再进行，溶液呈蓝绿色，指示消化终点）
凯氏定氮法原理
蒸馏
消化完全的样品溶液中加入浓NaOH使呈碱性， 加热蒸馏，即可释放出NH3 2NaOH+(NH4)2SO4=2NH3↑+NaSO4+2H2O
凯氏定氮法原理
吸收与滴定
加热蒸馏出的NH3用硼酸吸收，吸收完成后，再用 盐酸标准溶液滴定 2NH3+4H3BO3=(NH4)B4O7+5H2O (NH4)B4O7+5H2O+2HCL=2NH4CL+4H3BO3
根据盐酸标准溶液浓度及消耗体积，氮换算系数计算样品中蛋白质含量
用于所有动植物食品的蛋白质含量测定，不适用于添加无机含氮物质、有 机非蛋白质含氮物质的食品测定。
凯氏定氮法：测定N含量
推算
蛋白质含量
凯氏定氮法原理
原理：食品样品与硫酸和催化剂一同加 热消化，使蛋白质分解，分解的氨与硫酸结 合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离，用 硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定， 根据酸的消耗量乘以换算系数，即为蛋白质 含量。
凯氏定氮法与三聚氰胺事件---教案(冯应斌)
《凯氏定氮法与三聚氰胺事件》教案主讲：冯应斌一、教学目标了解三聚氰胺事件掌握凯氏定氮法的基本原理、基本操作了解相关新标准、新技术二、重点、难点凯氏定氮法的基本原理、基本操作三、教学方法启发式教学、讲授法与演示法结合四、教学用具多媒体五、教学过程导入：蛋白质是重要的食品营养物质之一，被称作最重要的生命物质，是构成生命体的主要物质，参与物质代谢，提供能量，食品中的蛋白质含量直接反应食品制品的质量，食品中蛋白质含量的测定一直是食品检测的重要指标之一，对于牛奶制品来说，蛋白质含量的多少更是重要的质量依据。
去年的三鹿奶粉三聚氰胺事件，相信大家都还印象深刻，那么，在讲本节主要内容之前，让我们再回顾一下08年震惊全球的三聚氰胺事件。
（播放相关视频）三聚氰胺事件的发生，与我国食品中蛋白质含量的测定方法——凯氏定氮法有很大关系，那么，凯氏定氮法是怎样的一种测定方法呢？讲授：蛋白质的定量测定——凯氏定氮法，由1883年由Kieldahl首先提出，经过长期不断改进成为世界各国普遍采用的标准方法。
可用于所有动植物食品的蛋白质含量测定，不适用于添加无机含氮物质、有机非蛋白质含氮物质的食品测定。
（一）原理：食品样品与硫酸和催化剂一同加热消化，使蛋白质分解，分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。
然后碱化蒸馏使氨游离，用硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数，即为蛋白质含量。
1.有机物中的胺根在强热和CuSO4，浓H2SO4作用下，硝化生成（NH4）2SO4反应式为：2NH2+H2S04+2H＝(NH4)2S04（其中CuSO4做催化剂）2.在凯氏定氮器中与碱作用，通过蒸馏释放出NH3，收集于H3BO3溶液中反应式为:(NH4)2SO4+2NaOH＝2NH3+2H2O+Na2SO42NH3+4H3BO3＝(NH4)2B4O7+5H2O3. 用已知浓度的H2SO4（或HCI）标准溶液滴定，根据HCI消耗的量计算出氮的含量，然后乘以相应的换算因子，既得蛋白质的含量反应式为：(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O＝(NH4)2SO4+4H3BO3(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O＝2NH4Cl+4H3BO3（二）操作方法（联系视频进行讲解）1、样品处理：精密称取0.2-2.0g固体样品或2-5g半固体样品或吸取10-20ml液体样品（约相当氮30-40mg），移入干燥的100ml或500ml定氮瓶中，加入0.2g硫酸铜，6g硫酸钾及20毫升硫酸，稍摇匀后于瓶口放一小漏斗，将瓶以45度角斜支于有小孔的石棉网上，小火加热，待内容物全部炭化，泡沫完全停止后，加强火力，并保持瓶内液体微沸，至液体呈蓝绿色澄清透明后，再继续加热0.5小时。
氮测定法原理
凯氏定氮法原理，方法步骤和计算方法（三少整理版）三鹿奶粉事件让全国人民知道了三聚氰胺，食品中蛋白质含量的现行国家标准和国际通行测定方法是经典凯氏定氮法，三少作为一名分析人员，现在将凯氏定氮法原理，方法步骤和计算方法写出来，看看凯氏定氮法在蛋白质含量中的缺陷。
何为凯氏定氮法？简单地说，凯氏定氮法是一种检测物质中“氮的含量”的方法。
蛋白质是一种含氮的有机化合物，食品中的蛋白质经硫酸和催化剂分解后，产生的氨能够与硫酸结合，生成硫酸氨，再经过碱化蒸馏后，氨即成为游离状态，游离氨经硼酸吸引，再以硫酸或盐酸的标准溶液进行滴定，根据酸的消耗量再乘以换算系数，就可以推算出食品中的蛋白含量。
一. [凯氏定氮法原理]凯氏定氮法首先将含氮有机物与浓硫酸共热，经一系列的分解、碳化和氧化还原反应等复杂过程，最后有机氮转变为无机氮硫酸铵，这一过程称为有机物的消化。
为了加速和完全有机物质的分解，缩短消化时间，在消化时通常加入硫酸钾、硫酸铜、氧化汞、过氧化氢等试剂，加入硫酸钾可以提高消化液的沸点而加快有机物分解，除硫酸钾外，也可以加入硫酸钠、氯化钾等盐类类提高沸点，但效果不如硫酸钾。
硫酸铜起催化剂的作用。
凯氏定氮法中可用的催化剂种类很多，除硫酸铜外，还有氧化汞、汞、硒粉、钼酸钠等，但考虑到效果、价格及环境污染等多种因素，应用最广泛的是硫酸铜。
使用时常加入少量过氧化氢、次氯酸钾等作为氧化剂以加速有机物氧化。
消化完成后，将消化液转入凯氏定氮仪反应室，加入过量的浓氢氧化钠，将NH4+转变成NH3，通过蒸馏把NH3驱入过量的硼酸溶液接受瓶内，硼酸接受氨后，形成四硼酸铵，然后用标准盐酸滴定，直到硼酸溶液恢复原来的氢离子浓度。
滴定消耗的标准盐酸摩尔数即为NH3的摩尔数，通过计算即可得出总氮量。
在滴定过程中，滴定终点采用甲基红-次甲基蓝混合指示剂颜色变化来判定。
测定出的含氮量是样品的总氮量，其中包括有机氮和无机氮。
反应式如下：1.有机物中的氮在强热和CuSO4，浓H2SO4 作用下，消化生成（NH4）2SO4反应式为：H2SO4==SO2+H2O+[O]R. CH.COOH+[O]==R.CO.COOH+NH3NH3R.CO.COOH+[O]==nCO2+mH2O2NH3+H2SO4==(NH4)2SO42.在凯氏定氮器中与碱作用，通过蒸馏释放出NH3 ，收集于H3BO3 溶液中反应式为：2NH4++OH-==NH3+H2ONH3+H3BO3==NH4++H2BO3-3. 再用已知浓度的HCI标准溶液滴定，根据HCI消耗的量计算出氮的含量，然后乘以相应的换算因子，既得蛋白质的含量。
凯氏定氮法与三聚氰胺事件
一、凯氏定氮法
简介： 简介 蛋白质的定量测定——凯氏定氮法，由 凯氏定氮法， 蛋白质的定量测定 凯氏定氮法 1883年由 年由Kieldahl首先提出，经过长期不断 首先提出， 年由 首先提出 改进成为世界各国普遍采用的标准方法 成为世界各国普遍采用的标准方法。 改进成为世界各国普遍采用的标准方法。可 用于所有动植物食品的蛋白质含量测定， 用于所有动植物食品的蛋白质含量测定，不 适用于添加无机含氮物质、 适用于添加无机含氮物质、有机非蛋白质含 氮物质的食品测定。 氮物质的食品测定。
三聚氰胺事件——全行业的问题 全行业的问题 三聚氰胺事件
凯氏定氮法与三聚氰胺
三聚氰（qíng） 三聚氰（qíng）胺（àn）
重要的氮杂环有机化工原料纯白色单斜棱 晶体，无味，密度1.573g 1.573g／ 晶体，无味，密度1.573g／cm3。 广泛运用于木材、塑料、涂料、造纸、 广泛运用于木材、塑料、涂料、造纸、纺 皮革、电气等。 织、皮革、电气等。 动物长期摄入三聚氰胺会造成生殖、 动物长期摄入三聚氰胺会造成生殖、泌尿 系统的损害，膀胱、肾部结石， 系统的损害，膀胱、肾部结石，并可进一步 诱发膀胱癌。 诱发膀胱癌。
其他测定蛋白质的方法： 其他测定蛋白质的方法：
紫外法直接测定，测定与蛋白质相关联的特定多肽基团； 紫外法直接测定，测定与蛋白质相关联的特定多肽基团； 红外法测蛋白质水解后的氨基酸含量--------红外法测蛋白质水解后的氨基酸含量
目前测定蛋白质最先进的技 术
运用生物科学领域的iTAG“氨基酸 美国培安 运用生物科学领域的 氨基酸 分子标签”技术，给蛋白质贴上“标签” 分子标签”技术，给蛋白质贴上“标签”， 在样品中直接测量真蛋白质含量 速度快 ，2分钟
反应不再进行， （消化完成后，A反应不再进行，溶液呈蓝绿色，指示消化终点） 消化完成后， 反应不再进行 溶液呈蓝绿色，指示消化终点）
总氮量的测定——凯氏定氮法 ppt课件
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1
目的和要求
1.学习凯氏定氮法的原理。 2.掌握微量凯氏定氮法的操作技术，包括标
准梳酸铵含氮量的测定、未知样品的消化蒸 馏、滴定及其含氮量的计算等。
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2
实验原理
天然有机物（如蛋白质、核酸及氨其酸等） 的含氮量用凯氏定氮法来测定。
当天然含氮有机物与浓硫酸共热时，分解出 氮、二氧化碳及水。氮转变出的氨与硫酸化 合生成硫酸铵。分解反应进行得很慢，可加 入硫酸铜及硫酸钾或硫酸钠促进之，其中硫 酸铜为催化剂，硫酸钾或硫酸钠可提高消化 液的沸点。氧化剂过氧化氢也能加速反应。
最好将三氯乙酸沉淀的蛋白质部分再去消化，消化后测含氮 量，这个含氮量应相等于由总氮及非蛋白氮计算的蛋白氮量。
但操作麻烦一些。
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95%乙醇溶液与1份2g/L甲基红乙醇溶液混合均匀。
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主要仪器：
如图，凯氏定氮蒸馏装置。
50mL消化管
50mL容量瓶
分析天平
电炉
小玻璃珠
3mL微量滴定管
烘箱
1000mL蒸馏烧瓶
远红外消煮炉
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7
实验流程
样品消化 蒸馏吸收 滴定
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实验流程
样品消化
C 10000
若测定的样品含氮部分是蛋白质，则有
样品的总氮含量克氮/ % A B 0.0100 4 100%
C 10000
式中：A为滴定样品用去盐酸平均毫升数：B为滴定空白用去
盐酸平均毫升数；C为称量样品的克数；0.0100为盐酸的当量
浓度（实际上，此项应按实验中使用盐酸的实际浓度填写）
2021版高考化学一轮复习10.4实验设计与评价练习含解析新人教版
2021版高考化学一轮复习10.4实验设计与评价练习含解析新人教版精品文档欢迎下载实验设计与评价凯氏定氮法是由丹麦化学家凯道尔于1833年建立的，现已发展为常量、微量、平微量凯氏定氮法以及自动定氮仪法等，是分析有机化合物含氮量的常用方法。
凯氏定氮法的理论基础是蛋白质中的含氮量通常占其总质量的16%左右(12%～19%)，因此，通过测定物质中的含氮量便可估算出物质中的总蛋白质含量(假设测定物质中的氮全来自蛋白质)，即蛋白质含量=。
凯氏定氮法是测定化合物或混合物中总氮量的一种方法。
由于蛋白质含氮量比较恒定，可由其含氮量计算蛋白质含量，故此法是经典的蛋白质定量方法。
测得的总氮量既包括非蛋白的氮，也包括一些无机氮，但由于正常食品中的氮一般来自蛋白质，所以可以粗略表征。
凯氏定氮仪测量样品蛋白质含量主要经过三个步骤：第一步：硝解，将有机物中的氨基在高温和催化剂CuSO4条件下，与浓H2SO4 作用，生成无机铵盐(NH4)2SO4。
第二步：蒸馏，将硝解完成的样品中的铵盐在凯氏定氮仪中与碱反应，通过蒸馏释放出NH3，并用H3BO3溶液吸收。
第三步：滴定，将收集的NH3通过已知含量的标准酸滴定，反算出NH3的含量。
“结石宝宝事件”中，不法分子在低蛋白含量的奶粉中加入三聚氰胺来“提高”奶粉中的蛋白质含量，导致许多婴幼儿肾结石。
三聚氰胺(结构如图)，俗称“蛋白精”，目前由尿素加热分解制得，生产成本低廉，含氮量高。
现行检验蛋白质含量的国际标准(ISO 8968)法，实际上就是在凯氏定氮法之前多一道步骤，将样品先用三氯乙酸处理，三氯乙酸能让蛋白质形成沉淀，过滤后，将沉淀用浓硫酸使氮转化为铵盐，再继续用凯氏定氮法测定含氮量。
问题1.凯氏定氮法在测定奶粉中蛋白质含量时，为什么会失真？(素养角度——宏观辨识与微观探析)提示：凯氏定氮法实质上测定的是含氮量，氮元素可以来自其他含氮物质。
问题2.已知乳制品的换算系数为6.38，即若检测出氮的含量为1%，蛋白质的含量则为6.38%。
凯氏定氮法的课程思政教学案例设计
Univ.Chem. 2023, 38 (10), 95–102 95收稿：2023-05-18；录用：2023-05-31；网络发表：2023-06-29*通讯作者，Emails:**************.cn(宦双燕);*************.cn(王玉枝)基金资助：湖南省普通高等学校课程思政建设研究项目(HNKCSZ-2020-0074)；教育部首批“分析化学课程虚拟教研室”“化学类专业基础理论课程虚拟教研室”“化学实验教学改革研究虚拟教研室”建设项目•专题• doi: 10.3866/PKU.DXHX202305059 凯氏定氮法的课程思政教学案例设计宦双燕1,*，王玉枝1,*，朱亚先2，张树永3，张文清4，杨屹5，陆靖6，惠新平7 1湖南大学化学化工学院，长沙 4100822厦门大学化学化工学院，福建 厦门 3610053山东大学化学与化工学院，济南 2501004华东理工大学化学与分子工程学院，上海 2002375北京化工大学化学学院，北京 1000296上海海事大学，上海 2001357兰州大学化学化工学院，兰州 730000摘要：课程思政教学案例设计是虚拟教研室建设的重要任务之一。
本文针对凯氏定氮法进行多元融合的课程思政教学案例设计，围绕学生的化学核心素养形成，从学科观念、科学思维、探究创新和态度与价值观四大模块进行教学内容与环节的设计，将其融入BOPPPS 课堂模型中，提升课程的高阶性、创新性和挑战度，将思政元素隐性融入教学过程，实现知识传授、能力培养和价值引领三位一体的教学目标。
关键词：凯氏定氮法；课程思政；教学案例设计中图分类号：G64；O6Innovative Case Design of Ideological and Political Education of Kjeldahl MethodShuangyan Huan 1,*, Yuzhi Wang 1,*, Yaxian Zhu 2, Shuyong Zhang 3, Wenqing Zhang 4,Yi Yang 5, Jing Lu 6, Xinping Hui 71 College of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China.2 College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, Fujian Province, China.3 School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China.4 School of Chemistry and Molecular Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China.5 College of Chemistry, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China.6 Shanghai Maritime University, Shanghai 200135, China.7 College of Chemistry and Chemical Engineering, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China.Abstract: The design of case studies for ideological and political education in courses is one of the important tasks of constructing a virtual teaching and research platform. This paper aims at the Kjeldahl method and carries out a diversified and integrated innovative case design of ideological and political education. Centering on the formation of students’ core chemical literacy, the teaching content and links are designed from four modules: subject concept, scientific thinking, exploratory innovation, and attitudes and values, and integrated into the BOPPPS classroom-96大学化学V ol. 38teaching model. This design effectively enhances the high-level, innovative, and challenging nature of the course, implicitly integrate ideological and political elements into the teaching process. This teaching design achieves the teaching goal of integrating knowledge transmission, ability cultivation, and value leadership.Key Words: Kjeldahl method; Ideological and political education; Teaching case design1 引言虚拟教研室是基于现代信息技术组建的新型态跨校基层教学组织，围绕立德树人为根本任务，以提高人才培养能力为核心，创新教研形态、加强教学研究、共建优质资源、开展教师培训，为高等教育高质量发展提供支撑。
凯氏定氮法及三聚氰胺
凯氏定氮法及三聚氰胺
总氮量的测定——凯氏定氮法
凯氏定氮法（Kjeldal Method）是分析有机化合物 含氮量的常用方法。要测定有机物含氮量，通常是 设法使其转变成无机氮，再进行测定。 蛋白质是含氮的有机化合物。食品与硫酸和催化剂 一同加热消化，使蛋白质分解，分解的氨与硫酸结 合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离，用硼酸吸 收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗 量乘以换算系数，即为蛋白质含量。
三聚氰胺的生物学毒性
目前三聚氰胺被认为毒性轻微，大鼠口服的半数致 死量大于3克/公斤体重。据实验报道：将大剂量的 三聚氰胺饲喂给大鼠、兔和狗后没有观察到明显的 中毒现象。动物长期摄入三聚氰胺会造成生殖、泌 尿系统的损害，膀胱、肾部结石，并可进一步诱发 膀胱癌。然而，2007 年美国宠物食品污染事件的 初步调查结果认为：掺杂了≤6.6%三聚氰胺的小 麦蛋白粉是宠物食品导致中毒的原因，为上述毒性 轻微的结论画上了问号。为了安全，一般采用三聚 氰胺制造的食具都会标明“不可放进微波炉使用”。
反应过程
消化：蛋白质 + H2SO4→（NH4）2SO4 + S馏：（NH4）2SO4 + 2NaOH→ Na2SO4 + 2 H2O + 2NH3 ↑ 2NH3 + 4H3BO3→（NH4）2B4O7 + 5H2O 滴定：（NH4）2B4O7 + 2HCl + 5H2O→2NH4Cl + 4 H3BO3
冯应斌说课：凯氏定氮法与三聚氰胺事件
食品样品与硫酸和催化剂一同加热消化， 食品样品与硫酸和催化剂一同加热消化， 使蛋白质分解， 使蛋白质分解，分解的氨与硫酸结合生成硫酸 铵。然后碱化蒸馏使氨游离，用硼酸吸收后再 然后碱化蒸馏使氨游离， 以硫酸或盐酸标准溶液滴定， 以硫酸或盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量 乘以换算系数，即为蛋白质含量。 乘以换算系数，即为蛋白质含量。
三、教学目标 知识目标 能力目标 发展目标
知识目标: 知识目标:
1.了解三聚氰胺事件始末 1.了解三聚氰胺事件始末 2.掌握定氮法测定蛋白质含量的原理 2.掌握定氮法测定蛋白质含量的原理 3.了解新的食品蛋白质测定技术 3.了解新的食品蛋白质测定技术
能力目标： 能力目标：
1.掌握凯氏定氮法的基本原理 1.掌握凯氏定氮法的基本原理 2. 掌握凯氏定氮法的基本操作 3.能解释三聚氰胺事件与凯氏定氮法间的联系 3.能解释三聚氰胺事件与凯氏定氮法间的联系
教材分析教材分析学生学情分析学生学情分析教学目标教学目标教学内容教学内容教学资源选择教学资源选择重点难点重点难点教学策略教法学法教学策略教法学法教学过程教学过程高职高专高职高专十一五十一五规划教材坚持规划教材坚持以职业能力培养为主线教材主要体现以职业能力培养为主线教材主要体现以常规技术为基础关键技术为重点以常规技术为基础关键技术为重点先进技术为导向的与时俱进的原则
㈢巩固知阶段
设计意图： 设计意图： 通过简要回顾，对所讲知识知识进 行巩固，为不断地吸收新知识、运用新 知识、形成新技能做好准备。 教学方法： 教学方法：讲授法，归纳总结
㈢巩固知识阶段
教师行为： 教师行为： 小结所讲内容，提示重点难点；再次提醒 学生要关注生活，关注专业发展方向。 推行《每周食品行业事件报告》 推行《每周食品行业事件报告》活动，进 一步提升学生对本专业的兴趣。
食品分析课程探究式教学设计——以“蛋白质含量测定”为例
食品分析课程探究式教学设计——以“蛋白质含量测定”为例宋茹;韦荣编;方旭波;孙海燕【摘要】以食品分析课程中“蛋白质含量测定”为例,在课堂教学中开展探究式教学设计.通过案例分析、结合教学目的和生产实际的探究式教学方法应用,锻炼了学生发现问题、解决问题和应用探究结果能力,促进了学生对食品分析课程学习兴趣,为食品科学专业应用型人才培养奠定基础.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2013(000)033【总页数】2页(P13074,13077)【关键词】食品分析;蛋白质测定;探究式教学;人才培养【作者】宋茹;韦荣编;方旭波;孙海燕【作者单位】浙江海洋学院食品与医药学院,浙江舟山316022;浙江海洋学院海洋科学与技术学院,浙江舟山316022;浙江海洋学院食品与医药学院,浙江舟山316022;浙江海洋学院食品与医药学院,浙江舟山316022【正文语种】中文【中图分类】S-01食品分析是食品科学的一门分支学科，主要研究和评定食品品质，从而保障食品安全的一门科学［1］。
在食品分析课堂教学中采取有效教学环节设计，提高学生对食品分析知识的理解和掌握能力，有助于食品科学专业应用型人才的培养。
孔子云“学而不思则罔，思而不学则殆”，只有对所学知识不断进行反思，才能真正意义上掌握所学知识［2］。
探究性课堂教学是以学生探究学习为主的一种课堂教学组织形式，依据科学探索的一般规律，教师在课堂上创设学生“有所发现”的教学情境，然后在教师的引导下，学生能主动地思考探索、发现和体验，从而获取知识、应用知识、解决问题［3－4］。
在食品分析课堂教学中开展探究式教学设计，能够促进学生创新性思维的培养，而且能有效提高学生的自我学习、主动获取知识等多方面能力。
笔者以食品分析中蛋白质含量测定为例，具体说明如何在食品分析课堂教学中开展探究式教学设计。
1 结合案例分析，引导发现探究问题蛋白质既是人体重要的营养物质，又是食品中重要营养指标之一。
凯氏定氮法 随机教学
前沿知识在课堂中的应用51120606023 黄婷一、教学目标1、了解甲醛定氮法和凯氏定氮法。
2、通过了解牛奶中蛋白质的测定方法——凯氏定氮法，知道国家对食品进行检测需采用一定的方法，但在食品分析中可能会不够全面而被钻漏洞。
3、通过三鹿奶粉中出现三聚氰胺的结果，初步体会到做人应做有道德的人，对社会对人民无害的人。
二、重难点凯氏定氮法在食品分析中的不足三、教学环节人教版同步导练高中同步学习教辅类首选用书P72“实验室常用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数，其反应原理为：4NH4＋＋6HCHO===3H＋＋6H2O＋(CH2)6N4H＋[滴定时，1 mol(CH2)6N4H＋与1 molH＋相当]，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸，某兴趣小组用甲醛法进行如下实验：”这是同步导练练习中出现的甲醛定氮法。
大家都知道三鹿奶粉事件，三鹿奶粉中出现三聚氰胺，为什么食品监测局没有检查出来，到出事了才发现奶粉有问题？又为什么会在奶粉中添加三聚氰胺？这个我们先了解一下奶粉中蛋白质的测定方法。
奶粉中蛋白质的测定方法是采用凯氏定氮法。
凯氏定氮法是测定化合物或混合物中总氮量的一种方法。
即在有催化剂的条件下，用浓硫酸消化样品将有机氮都转变成无机铵盐，然后在碱性条件下将铵盐转化为氨，随水蒸气馏出并为过量的酸液吸收，再以标准碱滴定，就可计算出样品中的氮量。
由于蛋白质含氮量比较恒定，可由其氮量计算蛋白质含量，故此法是经典的蛋白质定量方法。
从凯氏定氮法的测定方法来看，可以发现用凯氏定氮法测定奶粉中蛋白质的含氮量是有缺陷的。
凯氏定氮法是用于测定总氮量的，那么奶粉中不管什么含有氮的物质都会被转化成铵盐，最后被测定的氮都会被归结到蛋白质的含氮量，导致认为奶粉中的蛋白质含量很高。
在三鹿奶粉中出现的三聚氰胺，化学式是C6(NH2)6，含氮量达66%，含氮量非常高，只需一点点就可以充当较大量的蛋白质，并且三聚氰胺会被浓硫酸转化为铵盐，所以如果把三聚氰胺加入奶粉中，三聚氰胺的氮也会被当做蛋白质的氮，而且三聚氰胺是无味的，不像尿素容易被发现，所以一方面国家这边根本没有想过商家会把三聚氰胺用到奶粉中，另一方面商家正好利用这个漏洞在奶粉中掺假。
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《凯氏定氮法与三聚氰胺事件》教案
主讲：冯应斌一、教学目标
了解三聚氰胺事件
掌握凯氏定氮法的基本原理、基本操作
了解相关新标准、新技术
二、重点、难点
凯氏定氮法的基本原理、基本操作
三、教学方法
启发式教学、讲授法与演示法结合
四、教学用具
多媒体
五、教学过程
导入：蛋白质是重要的食品营养物质之一，被称作最重要的生命物质，是构成生命体的主要物质，参与物质代谢，提供能量，食品中的蛋白质含量直接反应食品制品的质量，食品中蛋白质含量的测定一直是食品检测的重要指标之一，对于牛奶制品来说，蛋白质含量的多少更是重要的质量依据。
去年的三鹿奶粉三聚氰胺事件，相信大家都还印象深刻，那么，在讲本节主要内容之前，让我们再回顾一下08年震惊全球的三聚氰胺事件。
（播放相关视频）
三聚氰胺事件的发生，与我国食品中蛋白质含量的测定方法——凯氏定氮法有很大关系，那么，凯氏定氮法是怎样的一种测定方法
呢？
讲授：
蛋白质的定量测定——凯氏定氮法，由1883年由Kieldahl首先提出，经过长期不断改进成为世界各国普遍采用的标准方法。
可用于所有动植物食品的蛋白质含量测定，不适用于添加无机含氮物质、有机非蛋白质含氮物质的食品测定。
（一）原理：食品样品与硫酸和催化剂一同加热消化，使蛋白质分解，分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。
然后碱化蒸馏使氨游离，用硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数，即为蛋白质含量。
1.有机物中的胺根在强热和CuSO
4，浓H
2
SO
4
作用下，硝化生成（NH4）
2SO4
反应式为：
2NH2+H2S04+2H＝(NH4)
2
S04（其中CuSO4做催化剂）
2.在凯氏定氮器中与碱作用，通过蒸馏释放出NH
3，收集于H
3
BO
3
溶液
中
反应式为:
(NH
4)
2
SO
4
+2NaOH＝2NH
3
+2H
2
O+Na
2
SO
4
2NH
3+4H
3
BO
3
＝(NH
4
)2B
4
O
7
+5H
2
O
3. 用已知浓度的H
2SO
4
（或HCI）标准溶液滴定，根据HCI消耗的量计
算出氮的含量，然后乘以相应的换算因子，既得蛋白质的含量反应式为：
(NH
4)
2
B
4
O
7
+H
2
SO
4
+5H
2
O＝(NH
4
)
2
SO
4
+4H
3
BO
3
(NH
4)
2
B
4
O
7
+2HCl+5H
2
O＝2NH
4
Cl+4H
3
BO
3
（二）操作方法（联系视频进行讲解）
1、样品处理：精密称取0.2-2.0g固体样品或2-5g半固体样品或吸取10-20ml液体样品（约相当氮30-40mg），移入干燥的100ml或500ml定氮瓶中，加入0.2g硫酸铜，6g硫酸钾及20毫升硫酸，稍摇匀后于瓶口放一小漏斗，将瓶以45度角斜支于有小孔的石棉网上，小火加热，待内容物全部炭化，泡沫完全停止后，加强火力，并保持瓶内液体微沸，至液体呈蓝绿色澄清透明后，再继续加热0.5小时。
取下放冷，小心加20ml水，放冷后，移入100ml容量瓶中，并用少量水洗定氮瓶，洗液并入容量瓶中，
再加水至刻度，混匀备用。
取与处理样品相同量的硫酸铜、硫酸钾、硫酸铵同一方法做试剂空白试验。
2、按图装好定氮装置，于水蒸气发生器内装水约2/3处加甲基红指示剂数滴及数毫升硫酸，以保持水呈酸性，加入数粒玻璃珠以防暴沸，用调压器控制，加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。
3、向接收瓶内加入10ml 2%硼酸溶液及混合指示剂1滴，并使冷凝管的下端插入液面下，吸取10.0ml样品消化液由小玻璃杯流入反应室，并以10ml水洗涤小烧杯使流入反应室内，塞紧小玻璃杯的棒状玻璃塞。
将10ml 40%氢氧化钠溶液倒入小玻璃杯，提起玻璃塞使其缓慢流入反应室，立即将玻璃盖塞紧，并加水于小玻璃杯以防漏气。
夹紧螺旋夹，开始蒸馏，蒸气通入反应室使氨通过冷凝管而进入接收瓶内，蒸馏5min。
移动接收瓶，使冷凝管下端离开液皿，再蒸馏1min，然后用少量水冲洗冷凝管下端外部。
取下接收瓶，以0.01N硫酸或0.01N盐酸标准溶液定至灰色或蓝紫色为终点。
同时吸取10.0ml试剂空白消化液按3操作。
（三）计算：
X =(（V1-V2）*N*0.014)/( m*（10/100）) *F*100%
（四）注意事项（略，见课本）
（五）简要介绍新出台的检测方法、标准等，为下节课做好铺垫
小结：再次回顾三聚氰胺事件，提醒学生要关注社会、关心专业发展，提示、强调本节重难点，倡议推行《每周食品行业事件报告》活动，进一步提升学生对本专业的兴趣。
六、板书设计
一、食品中蛋白质的重要性，惨痛三聚氰胺事件回顾
二、凯氏定氮法
原理：1.测定氮含量推算蛋白质含量
2．样品消化碱化蒸馏氨硼酸接收标准酸滴
定计算
3.注意事项
三、与时俱进的新标准、新技术简介
四、三聚氰胺事件引发的思考
五、《每周食品行业事件报告》活动。