【科普專欄】自動凱氏定氮儀工作原理和應用實例

凱氏定氮儀是根據蛋白質中氮的含量恒定的原理，通過測定樣品中總氮含量從而計算蛋白質含量的儀器。因其蛋白質含量測量計算的方法叫做凱氏定氮法，故被稱為凱氏定氮儀，又名定氮儀、蛋白質測定儀、凱氏蒸餾儀、粗蛋白測定儀等。由于技術的不斷進步，現有自動凱氏定氮儀及全自動凱氏定氮儀，自動化解決人力問題，減少誤差，節省成為也提高工作效率。

凱氏定氮儀原理

將有機化合物與硫酸共熱使其中的氮轉化為硫酸銨。在這一步中，經常會向混合物中加入硫酸鉀來提高中間產物的沸點。樣本的分析過程的終點很好判斷，因為這時混合物會變得無色且透明（開始時很暗），在得到的溶液中加入少量氫氧化鈉，然后蒸餾，將銨鹽轉化成氨。而總氨量由樣本的含氮量直接決定會由反滴定法確定：冷凝管的末端會浸在硼酸溶液中。氨會和酸反應，而過量的酸則會在甲基橙的指示下用碳酸鈉。滴定所得的結果乘以特定的轉換因子就可以得到結果。

凱氏定氮儀適用范圍：

格丹納凱氏定氮儀廣泛應用于食品、谷物、飼料、藥品、種子、水、土壤、淤泥、肥料、煙草、沉淀物和化學品中的總氮的的含量檢測,在農產品檢測中心、農業技術推廣站、食品企業、谷物和豆制品企業、飼料企業、煙草公司、無機化工企業中廣泛應用。。具有相當好的性價比，格丹納N310自動凱氏定氮儀自帶冷卻功能無需安裝冷卻循環水機與水龍頭，節省大量水資源及成本，非常適合實驗室及檢驗機構常規檢測。廣泛用于食品、農作物、種子、土壤、肥料等樣品的含氮量或蛋白質含量分析。

凱氏定氮儀功能特點

1、免水冷凝技術

基于DDP(DualDragonPole)二代免水冷凝器技術，儀器無需使用自來水冷卻，高水溫、零水壓也能有效冷凝。無需專門配置水龍頭和冷水機，可在實驗室內自由擺放，節約寶貴的實驗室空間。樣品量大的實驗室每臺儀器每年節約用水1200噸。

2、數據準確重現

蒸汽溫度監控，保證各樣品的蒸餾時間真實一致；采用蒸汽穩定技術，使測量高重復性；恒壓流路系統：恒壓加液，確保更準確更穩定的加樣精度；1℃冷凝，水蒸汽與氨瞬間液化吸收，無損失。

3、方便靈活自動化

真彩觸摸屏操作，流程顯示，簡便快捷；自動加酸，自動加堿，自動蒸餾，自動淋洗；蒸餾功率可調，研究型實驗室的實用功能。

4、頂級的工藝制造

采用歐盟CE認證壓力泵與閥門；圣戈班品牌進口管材；突破性免水冷凝技術。

凱氏定氮儀技術參數

測定范圍：≥0.1mgN

回收率：≥99.5%測定速度：蒸餾時間3-10分鐘/樣品

重復性：≤0.5%

峰值功率：2.5kw

功率調節范圍：1kw-2kw

凱氏定氮儀相關應用標準

凱氏定氮儀主要應用在哪些方面：

凱氏定氮儀是測定樣品中含氮量的基本儀器，在當前社會發展的過程中，使用范圍非常廣泛，在各行各業中都有重要的應用。而隨著近年來科學技術的發展，凱氏定氮儀具備安全、準確、可靠、省時、省力、自動化程度高等優點，在當前的測定工作中，發揮了重要的作用。凱氏定氮儀主要應用在以下幾個方面：

1.蛋白質測定

格丹納凱氏定氮儀可用于國家標準方法中，食品中的蛋白質測定、飼料中粗蛋白質的測定、植物油料中粗蛋白質的測定、谷元蛋白粉的測定等。

2.氮的測定

凱氏定氮儀還可用于國家標準中，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的測定、土壤中氮含量的測定、復混肥料中總氮含量的測定、肥料中銨態氮含量的測定、尿素的測定等。另外也有使用凱氏定氮儀測定水中氨氮、天然橡膠氮含量和醬油中銨鹽含量的案例。

3.揮發性鹽基氮測定

還有人利用凱氏定氮儀測定金槍魚肉中的揮發性鹽基氮含量，肉類中的揮發性鹽基氮含量，魚粉中的揮發性鹽基氮含量，也就是利用凱氏定氮儀測定水產品、肉及其制品中的揮發性揮發性鹽基氮含量及不確定度評定等。

另外也有出現應用凱氏定氮儀測定水發產品中甲醛的含量、黃花菜中二氧化硫的含量、己內酰胺中揮發堿等。由此可見凱氏定氮儀的應用范圍非常廣泛。

凱氏定氮儀實例

凱氏方法測定面包和烘烤類食品中蛋白質的含量

方法：

1、樣品：將樣品粉碎，稱取2g干燥樣品，精度為0.1mg，放在消化管內。

2、消化用的催化劑：

加在每一個放有試樣的消化管內：7g硫酸鉀K2SO4、0.21g五水硫酸銅和0.21g二氧化鈦、12ml濃硫酸H2SO4（98%）輕輕搖晃消化管，將其混勻。

3、消化：420℃下消化60分鐘。

4、冷卻：將消化管冷卻到50~60℃。

5、蒸餾：將消化管放在蒸餾裝置的位置上,選擇標準方法15按開始鍵進行蒸餾，實驗中的參數如下：

系數：5.7

稀釋水=75ml

H3BO3=30ml

NaOH=50ml

滴定液：HCl 0.2mol/L

6、參考：AOAC，“Officialmethodsofanalysis",method950.36

凱氏方法測定燕麥，大麥，玉米，大米和黑麥中蛋白質的含量

方法：

1、樣品：將樣品粉碎，過20目篩子，如果要以干樣品表達最終結果，則應測定樣品的濕度，將樣品稱至1g，精度為0.1mg，放在消化管內

2、消化用的催化劑：

加在每一個放有試樣的消化管內：7g硫酸鉀K2SO4、0.8g五水硫酸銅CuSO4、12ml濃硫酸H2SO4（98%）輕輕搖晃消化管，將其混勻。

3、消化：420℃下消化60分鐘

4、冷卻：將消化管冷卻到50~60℃

5、蒸餾：將消化管放在蒸餾裝置的位置上,選擇標準方法9按開始鍵進行蒸餾，實驗中的參數如下：

系數：6.25

稀釋水=50ml

H3BO3=30ml

NaOH=50ml

滴定液：HCl0.2mol/L

6、參考：AOAC，“Officialmethodsofanalysis",method979.09

凱氏方法測定谷物及種子中蛋白質的含量

方法：

1、樣品：將樣品粉碎，過20目篩子，在105℃烘箱中烘干至恒重，為了能夠使結果準確，可以將樣品的重量稱至1g樣品，精度為0.1mg，放在消化管內

2、消化用的催化劑：

加在每一個放有試樣的消化管內：7g硫酸鉀K2SO4、5mg硒粉、12ml濃硫酸H2SO4（98%）、5ml35%的雙氧水輕輕搖晃消化管，將其混勻。

3、消化：420℃下消化60分鐘

4、冷卻：將消化管冷卻到50~60℃

5、蒸餾：將消化管放在蒸餾裝置的位置上,選擇標準方法7按開始鍵進行蒸餾，實驗中的參數如下：

系數：6.25

稀釋水=50ml

H3BO3=30ml

NaOH=50ml

滴定液：HCl0.2mol/L

6、參考：AOAC，“Officialmethodsofanalysis",AOAC(ed.1990),VOl.2(method950.09)