如何提高凱氏消化爐消解效率
作者：祎鴻儀器 點(diǎn)擊率： 發(fā)布時(shí)間：2017-11-05 20:31:00
1 實(shí)驗(yàn)所需試劑與儀器
1.1主要儀器
分析天平（0.0001g），XTG5201紅外消化爐，NKB3000半自動凱氏定氮儀。
1.2 試劑與材料
AR硫酸（密度為1.84g/ml），混合催化劑（CuSO4?5H2O， 無水硫酸納），過氧化氫（30%），氫氧化鈉（40%），鹽酸，四硼酸鈉，硼酸（2%），甲基紅，溴甲酚綠，95%乙醇，消化管，玻璃珠，小漏斗，50ml酸式滴定管，100ml容量瓶，20ml大肚移液管，250ml三角瓶。常規(guī)的食品，從超市買回制樣即可。
2 實(shí)驗(yàn)方法分類
將粗蛋白質(zhì)消化實(shí)驗(yàn)方法分成四種方法：方法一，按凱氏定氮法的常規(guī)消化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行消化。方法二，加樣品與試劑同方法一，再加入AR過氧化氫（30%）5ml，立刻放入消化爐開始消化。方法三，加樣品與試劑同方法一，消化管上蓋玻璃小漏斗放置過夜（14h）再放入消化爐開始消化。第四組，加樣品與試劑同方法一，消化管上蓋玻璃小漏斗放置過夜（14h）再加入AR過氧化氫（30%）5ml，放入消化爐開始消化。
3 消化爐消解儀方法
3.1 常規(guī)方法
國標(biāo)GB5009.5-2003第一法，精密度為10%。適用于各類食品蛋白質(zhì)的測定：取樣品0.5-1g（準(zhǔn)確至0.0001g）， 放入消化管底部，加入混合催化劑2.5g放入消化管低部，濃硫酸20ml，玻璃珠三枚，上蓋玻璃小漏斗，放入消化爐開始消化，將消化爐電壓調(diào)至120v，過0.5h后再調(diào)至250v進(jìn)行消化，消化好后按常規(guī)方法（凱氏定氮法）進(jìn)行測定。
3.2 改進(jìn)方法
取樣品0.5-1g（準(zhǔn)確至0.0001g），放入消化管底部，加入混合催化劑2.5g放入消化管低部，濃硫酸20ml，玻璃珠三枚，上蓋玻璃小漏斗，放置過夜（14h），再加入過氧化氫5ml，放入消化爐開始消化，將消化爐電壓調(diào)至120v，過0.5h后再調(diào)至250v進(jìn)行消化，消化好后按常規(guī)方法（凱氏定氮法）進(jìn)行測定。
3.3 消解后數(shù)據(jù)指標(biāo)
測定樣品蛋白質(zhì)消化時(shí)間：用四種分組方法測定樣品在蛋白質(zhì)消化時(shí)所用的時(shí)間，測粗蛋白質(zhì)含量：這四種分組方法在蛋白質(zhì)消化好后，用同一種方法進(jìn)行蛋白質(zhì)蒸餾與滴定，計(jì)算粗蛋白質(zhì)含量（系數(shù)6.25）。每一種樣品消化實(shí)驗(yàn)做兩個平行樣，每個消化平行樣做兩個平行蒸餾滴定實(shí)驗(yàn)。
3.4 測定方法
取5種樣品分別用以上四種分組方法分組，測定蛋白質(zhì)消化時(shí)間進(jìn)行比較，消化（又被稱為消解）好的樣品通過傳統(tǒng)的凱氏定氮法進(jìn)行蒸餾與滴定，并做空白滴定對照，算出各樣品粗蛋白質(zhì)（%）含量，計(jì)算用下列公式：
CP=（V1-V2）×c×0.0140×F/m×100
CP：為樣品中粗蛋白質(zhì)的百分含量；
V1：為樣品消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（ml）；V2：為式劑空白消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（ml）；C：為鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（mol/L）；m：為樣品的質(zhì)量（g）；F：為氮換算成粗蛋白的系數(shù)為6.25；
4 數(shù)據(jù)處理
經(jīng)DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)作單因素方差分析，用LSD法作多重比較。
6 討論
6.1 綜上所述，傳統(tǒng)凱氏定氮法測樣品中蛋白質(zhì)時(shí)，樣品的消化時(shí)間很長，平均4小時(shí)左右，容易造成消化管燒干或炸裂而使實(shí)驗(yàn)失敗，新方法大大縮短了蛋白質(zhì)消化的時(shí)間，平均為1.5小時(shí)，較傳統(tǒng)凱氏定氮法消化時(shí)間平均縮短了2.5小時(shí)，省時(shí)省力，兩種方法所測得的粗蛋白質(zhì)含量差異不顯著（P>0.05）。
6.2 實(shí)驗(yàn)新方法中，將實(shí)驗(yàn)樣品加入濃硫酸和催化劑試劑后過夜再消化，有助于對樣品的氧化與分解，在消化之前再加入少量過氧化氫（30%），有助于加快氧化反應(yīng)。過氧化氫具有強(qiáng)氧化性，在酸性條件下的還原產(chǎn)物為H2O，過氧化氫在常溫可以發(fā)生分解反應(yīng)生成氧氣和水（緩慢分解），在加熱或者加入催化劑（CuSO4.5H2O，Na2SO4）后能加快反應(yīng)， 2H2O2 被加熱后生成2H2O+O2↑，因此加過氧化氫可加快消化過程。
7 結(jié)束語
除了消解方法的改變外，消化爐的加熱材料（比如現(xiàn)在主流使用碳纖維紅外加熱技術(shù)），隔熱材料（納米云隔熱材料）的改變都會提高消化效率。
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