凱氏定氮法概述
凱氏定氮法(簡(jiǎn)稱凱氮法,英語:Kjeldahl method,全稱凱耶達(dá)爾定氮法),是分析化學(xué)中一種常用的確定有機(jī)化合物中氮含量的檢測(cè)方法。這種方法是由凱耶達(dá)爾在1883年發(fā)明的
它的原理是:將有機(jī)化合物與硫酸共熱使其中的氮轉(zhuǎn)化為硫酸銨。在此過程中經(jīng)常會(huì)向混合物中加入硫酸鉀來提高中間產(chǎn)物的沸點(diǎn)。此反映過程的終點(diǎn)很好判斷,因?yàn)榇朔从硶?huì)由開始的很暗變的無色且透明。
在得到的溶液中加入少量氫氧化鈉,然后蒸餾。這一步會(huì)將銨鹽轉(zhuǎn)化成氨。而總氨量(由樣本的含氮量直接決定)會(huì)由反滴定確定:冷凝管的末端會(huì)浸在硼酸溶液中。氨會(huì)和酸反應(yīng),而過量的酸則會(huì)在甲基橙的指示下用碳酸鈉。滴定所得的結(jié)果乘以特定的轉(zhuǎn)換因子就可以得到結(jié)果
通過凱氏定氮法測(cè)得的含氮量一般被稱作總凱氮量?倓P氮量有時(shí)并不能真正地反映樣本中的蛋白質(zhì)含量,因?yàn)樗鶞y(cè)定的部分含氮量可能不是由蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化來的。
樣本的分解: 蛋白質(zhì) + H2SO4 → (NH4)2SO4(aq) + CO2(g) + SO2(g) + H2O(g)
銨鹽的分解: (NH4)2SO4(aq) + 2NaOH → Na2SO4(aq) + 2H2O(l) + 2NH3(g)
氨的固定: B(OH)3 + H2O + NH3 → NH4+ + B(OH)4
返滴定: B(OH)3 + H2O + Na2CO3 → NaHCO3(aq) + NaB(OH)4(aq) + CO2(g) + H2O
如今,凱氏定氮法已經(jīng)可以自動(dòng)進(jìn)行,一些催化劑(如氧化汞或硫酸銅)也被使用來提高反映速率。
轉(zhuǎn)換因子
轉(zhuǎn)換因子是通過凱氏定氮法測(cè)得的氮換算為蛋白質(zhì)的系數(shù)。理想狀態(tài)下的蛋白質(zhì)中的氮含量約為16%,所以測(cè)量值乘以6.25即為蛋白質(zhì)量。
凱氏定氮的應(yīng)用
凱氏定氮法以它的可重復(fù)性、精確性和普遍適用性已經(jīng)得到了國際的廣泛認(rèn)可。它已經(jīng)被確定為檢測(cè)食物中蛋白質(zhì)含量的標(biāo)準(zhǔn)方法。但是,這種方法并不能準(zhǔn)確的測(cè)定出食品中蛋白質(zhì)的含量,因?yàn)榇朔椒y(cè)定的氮可能不全是由蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變來的。2007年的美國寵物食品污染事件和2008年的中國毒奶粉事件中體現(xiàn):三聚氰胺,一種含氮量較高的物質(zhì),被添加到了食品中以偽造較高的含氮量。另外,由于不同的氨基酸序列,這種方法也需要許多不同的校正因子。而且,凱氏定氮法還需要使用濃硫酸和較長時(shí)間的加熱(一般來講,大于1小時(shí))。這也造成了在粗略測(cè)量蛋白質(zhì)含量時(shí),杜馬斯法有時(shí)更方便些。
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