凱氏定氮儀的應用

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、性和可重復性已經(jīng)得到了的廣泛認可。它已經(jīng)被確定為檢測食品中蛋白質(zhì)含量的標準方法。

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。

在水處理領域，一般認為：

總氮=總凱氏氮+硝酸鹽氮+亞硝酸鹽氮

凱氏氮=有機氮+氨氮。

應用凱氏定氮法可對復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準確和zui簡單的方法之一，被國內(nèi)作為法定的標準檢驗方法。凱氏定氮法適用范圍廣泛，測定結果準確，重現(xiàn)性好，但操作較復雜，工作量大。在此形勢下，安全、準確、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：國家標準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：國家標準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

樣品應盡量選取具有代表性的，大塊的固體樣品應用粉碎設備打得細小均勻，

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，應適當增加硫酸量；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 附在管壁導致無法消化*而造成氮損失，影響結果準確性。

（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刷洗干凈；堿液應用中性去離子水配置；滴定用的標準酸必須按照標準配制和標定。上機測試樣品前，應打開儀器預熱，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色的銅氨絡離子指示。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置時間 （經(jīng)驗值）確保蒸餾*。蒸餾結束后，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計的凱氏定氮儀運用化學、物理學、電學、自動控制等方面新技術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。同時還可以應用于揮發(fā)性鹽基氮，二氧化硫燈物質(zhì)的測定，應用范圍廣。

凱氏定氮法的主要缺陷是方法的特征性差，得到的測量結果只能代表樣品中所有含氮化合物的總量，不能準確表示蛋白質(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）也能轉化成 (NH4)2SO4，計算氮的含量時，認為所有的氮都來源于蛋白質(zhì)，因此測定結果比實際值偏高，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，技術便能準確為人服務。

隨著社會的進步，科學技術的發(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含量zui高，滴定系統(tǒng)采用官的方批準的顏色法滴定系統(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果準確性。

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準方法（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。