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如何用凯氏定氮法测定蛋白质

2020.8.06
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chenghanfei

致力于为分析测试行业奉献终身

  一、原理

  凯氏法测定试样含氮量,即在催化剂存在下,用硫酸破坏有机物,使含氮物转化成硫酸铵,加入强碱(NAOH)并蒸馏使氨溢出,用硼酸吸收后,用标准盐酸溶液滴定测出含氮量,将结果乘以换算系数6.25,计算出粗蛋白含量。

  二、试剂

  (1)、硫酸铜

  (2)、硫酸钾

  (3)、硫酸(密度为1.8419G/L)

  (4)、硼酸溶液(20G/L)

  (5)、氢氧化钠溶液(400G/L)

  (6)、盐酸标准滴定溶液(c(HL)=0.1mol/l)

  、混合指示剂:1份甲基红乙醇溶液(1G/L)与5份溴甲酚绿乙醇溶液(1G/L)临时混合。也可用2份甲基红乙醇溶液(1G/L)与1份亚甲基蓝乙醇溶液(1G/L)临时混合。

  三、仪器

  定氮蒸馏装置

  四、实验过程

  第一步:样本的消煮

  试样处理:称取0.20-2.00G固体试样或2.00-5.00G半固体试样或吸取10.00ml-25.00ml液体试样(约相当氮30mg-40mg),移入干燥的100ml或者500ml定氮瓶中,加入0.4g硫酸铜,6g硫酸钾及20ml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。小心加热,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0.5h-1h.取下放冷,小心加入40ml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。

  第二步:氨的蒸馏

  (1):按图1装好定氮装置,于水蒸气发生瓶内装水至三分之二处,加数粒玻璃珠,加甲基红指示剂数滴及数毫升硫酸,以保持水呈酸性,用调压器控制,加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。

  (2):准确吸取10ml试样处理液由小漏斗流入反应室,并以10ml水洗涤小烧杯使流入反应室内,棒状波塞塞紧。将10ml氢氧化钠溶液(400g/l)倒入小玻杯,提起玻塞使其缓缓流入反应室,立即将玻塞盖紧。并加水于小玻杯以防漏气。

  (3):向接收瓶内加入10ml硼酸溶液(20g/l)及1滴-2滴混合指示液,并使冷凝管的下端插入液面下。

  (4):夹紧螺旋夹,开始蒸馏5min,移动接收瓶,液面离开冷凝管下端,再蒸馏1min,然后用少量的水冲洗冷凝管下端外部,取下冷凝管。

  第三步:滴定

  以盐酸标准滴定溶液(0.1g/l)滴定微红色为终点。同时准确吸取10ml试剂空白消化液按以上操作。

  五、结果计算:

  试样中蛋白质的计算公式:

  X=(v1-v2)*c*0.0140 *F*100

   M*10/100

  六、操作中的注意事项。

  消煮部分:

  1、一般要求样品重量在1.0g左右,根据蛋白质含量的高低来决定样品的质量。蛋白质饲料在0.5g左右,对于能量饲料样重应控制在1.0g-1.5g,样重决定了总氮量的高低和标准酸的用量。

  2、减少样品在硫酸中浸泡的时间,防止由于浸泡时间太长,大量样品被硫酸炭化,炭粒浮在硫酸上面,加热反应产生的气体,不能及时排出,就会把炭化后的样品顶出烧瓶,出现溢瓶现象,加酸直接放在电炉上,样品一边炭化一边反应。

  3、消化时间因蛋白质含量高低、称取试样的质量、样品消化的难易程度而异,一般15min-2h不等,具体时间可根据化验者工作经验自行定夺。

  4、开始消化用小火,待样品焦化,泡沫消失后,逐步缓慢加强火力,消化过程中经常转动烧瓶,将溅到烧瓶壁的黑渣全部投入瓶底的硫酸里,以避免消化不完全。

  5、样品停止加热后,如冷却时间过长易引起硫酸样液凝结不易溶解,故因冷却至不烫手时加入少量蒸馏水(20ml),转移到容量瓶中,冷却,定容,注意水与硫酸的剧烈反应,以免凯氏烧瓶破裂;

  6、在一般情况下硫酸的用量是10ml,具体情况具体分析,根据试样的种类和质量、蛋白质的含量,消化的难易程度,样品中含水量、样品中成分的不同而加入不同质量的硫酸。对于含水量较高及动物样、淀粉含量高的精料,或者体积大、重量轻的粗饲料,应加15ml-20ml的浓硫酸,

  7、加浓硫酸时,一定要注意安全,防止洒到人身上和桌面上,如果把硫酸滴到手上,立刻用大量的自来水清洗,再用饱和碳酸氢钠处理。

  8、消化好的样品转移到容量瓶的过程,不能摸烧瓶底部,硫酸稀释释放大量的热,整个转移过程都要接触烧瓶上部,为防止硫酸侧漏,应在容量瓶上加漏斗,加水少量多次,操作快、稳、准。转移完后不能立刻定容,应冷却至室温后再定容,若未冷却定容,冷却后体积缩小,从而使吸取的量偏大,结果偏高,若隔夜定容,当天加入蒸馏水,再用塑料布包好,防止空气吸收氨气,消化液结晶不易消化,可在电炉上加热,待结晶消化再转移。

  蒸馏部分:

  1、蒸汽发生器内的水在2/3处,太多会溢出烫伤,太少压力不足,保持水一直呈酸性。

  2、试样的分解液移取要准确,移取分解液之前,先把容量瓶摇匀,移液管要润洗2-3次,移液管自然流入,切记移液管放到小烧杯内壁和洗耳球吹移液管。

  3、检查蒸馏装置的密封性,不能漏气,用0.02mol/l的硫酸铵标准溶液蒸馏检查。

  4、锥形瓶往往用洗衣粉洗涤,再用自来水,蒸馏水冲洗,洗衣粉不易彻底冲洗干净,导致锥形瓶内壁环境偏于碱性;锥形瓶预处理再使用,冲洗干净的锥形瓶加入20ml蒸馏水,2滴混合指示剂,再用0.02mol/l-1mol/l的盐酸或氢氧化钠溶液滴定至刚好由蓝色变为灰红色,然后倒掉该溶液,再加硼酸吸收液25ml-35ml和混合指示剂2-3滴,若加入指示剂后硼酸变颜色,则说明硼酸中混入碱性物质或蒸馏水偏碱性,需重新配置硼酸溶液。

  5、蒸汽的气流一定要均匀,切记热力不稳,中途中断或蒸汽不足,温度不足产生倒吸,气流过快会硼酸吸收不足,蒸馏慢,氨没有被完全蒸馏出来,实践证明;蒸馏速度一般应控制在每分钟蒸馏出液体在5ml-7ml之间。

  6、蒸馏时间多为5分钟,加入样液分解液和氢氧化钠后蒸馏4min,使冷凝管末端离开硼酸再蒸馏1min,实验证明,蒸馏完再多蒸馏1min多实验没影响,所以可以从硼酸刚刚开始出现绿色时开始计时,最终在4min后,可以用ph试纸进行检测,硼酸的吸收温度不超过40度,否则吸收效果偏低。

  7、反应室的彻底清理,以免影响下次的实验,反应室的降温,如果反应室的温度过高,再加之氢氧化钠与硫酸反应放热,易产生爆沸。

  8、检查冷凝水是否打开,防止蒸馏瓶的气压过高,造成瓶爆裂和人员烫伤,不完全堵塞气路,绝对保证分气球有一个路是通的。

  9、加氢氧化钠前冷凝管要插入接收瓶内,保证氨气完全被吸收。

  10、样液加入反应室,加水再加硫酸,这个过程不能错,碱液要缓缓加入,不可过快。

  滴定部分:

  1、滴定用的盐酸溶液必须准确,使用前应将溶剂上下摇动几次,保证溶液浓度一致,滴定时注意排空底部气泡。

  2、滴定过程要先快后慢,接近终点时,要一滴一滴的进行,防止酸过量导致蒸馏失败。

  锥形瓶如果用洗衣粉洗了,要用自来水清洗,再用蒸馏水清洗,保证锥形瓶用前呈中性。

  初识化验:

  夕岚分彩翠,高树藏莺声。

  一望可相见,一步如重城。

  一误误全局,一差差分明。

  所测隔山海,山海不可平。

  熟悉化验:

  众里寻他千百度。蓦然回首,那人却在,灯火阑珊处。

  正确的认识误差,使实验更精确:

  1、系统误差——可测误差

  特性:重复出现、恒定不变(一定条件下)、单向性、大小可测出并校正,故有称为可定误差。可以用对照试验、空白试验、校正仪器等办法加以校正。

  a.方法误差:是分析方法本身所造成的;

  b.仪器误差:主要是仪器本身不够准确或未经校准引起的;

  c.试剂误差:由于试剂不纯和蒸馏水中含有微量杂质所引起;

  d.操作误差:主要指在正常操作情况下,由于分析工作者掌握操作规程与控制条件不当所引起的。如滴定管读数总是偏高或偏低。

  2、随机误差——不可测误差

  它是由于某些偶然的因素所引起的。

  如:测定时环境的温度、湿度和气压的微小波动,以其性能的微小变化等。

  特性:有时正、有时负,有时大、有时小,难控制(方向大小不固定,似无规律)

  但在消除系统误差后,在同样条件下进行多次测定,则可发现其分布也是服从一定规律(统计学正态分布),可用统计学方法来处理。


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