凯氏定氮法

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凯氏定氮法英语Kjeldahl method,全称凯耶达尔定氮法,简称凯氮法)是分析化学中一种常用的确定有机化合物含量的检测方法。这种方法是由凯耶达尔英语Johan Kjeldahl在1883年发明的。[1]

方法[编辑]

将有机化合物与硫酸共热使其中的氮转化为硫酸铵。在这一步中,经常会向混合物中加入硫酸钾来提高中间产物的沸点(从337到373℃)。样本的分解过程的终点很好判断,因为这时混合物会变得无色且透明(开始时很暗)。

在得到的溶液中加入少量氢氧化钠,然后蒸馏。这一步会将铵盐转化成。而总氨量(由样本的含氮量直接决定)会由反滴定法确定:冷凝管的末端会浸在硼酸溶液中。氨会和酸反应,而过量的酸则会在甲基橙的指示下用碳酸钠滴定。滴定所得的结果乘以特定的转换因子就可以得到结果。

通过凯氏定氮法测得的含氮量一般被称作总凯氮量。总凯氮量有时并不能真正地反映样本中的蛋白质含量,因为所测定的部分含氮量可能不是由蛋白质转化来的。

样本的分解: 蛋白质 + H2SO4 → (NH4)2SO4(aq) + CO2(g) + SO2(g) + H2O(g)
铵盐的分解: (NH4)2SO4(aq) + 2NaOH → Na2SO4(aq) + 2H2O(l) + 2NH3(g)
氨的固定: B(OH)3 + H2O + NH3 → NH4+ + B(OH)4
反滴定: B(OH)3 + H2O + Na2CO3 → NaHCO3(aq) + NaB(OH)4(aq) + CO2(g) + H2O

如今,凯氏定氮法已经可以自动化进行,一些催化剂(如氧化汞硫酸铜)也被使用来提高反应速率。

转换因子[编辑]

转换因子是通过凯氏定氮法测得的氮换算为蛋白质的系数。理想状态下的蛋白质中的氮含量约为16%,所以测量值乘以6.25即为蛋白质量。下表为总结出的转换因子数值。

样本 转换因子
乳制品 6.38
面粉 5.70
玉米、高粱 6.24
花生 5.46
大米 5.95
大豆 5.71
6.25
大麦、小米、燕麦、裸麦 5.83
芝麻、向日葵 5.30

应用[编辑]

凯氏定氮法的普遍适用性、精确性和可重复性已经得到了国际的广泛认可。它已经被确定为检测食品中蛋白质含量的标准方法。但是,这种方法并不能给出真实的蛋白质含量,因为所测定的氮可能不仅仅是由蛋白质转化来的。这可以从2007年美国宠物食品污染事件2008年中国毒奶粉事件等食品安全事件中被体现:三聚氰胺,一种含氮量较高的物质,被添加到了食品中以伪造较高的含氮量。另外,由于不同的氨基酸序列,这种方法也需要许多不同的校正因子。而且,凯氏定氮法还需要使用浓硫酸和较长时间的加热(一般来讲,大于1小时)。这也造成了在粗略测量蛋白质含量时,杜马法英语Dumas method有时更方便些。[2]

参见[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ Practical Organic Chemistry 〔有機化學實驗〕-Julius B. Cohen
  2. ^ Dr. D. Julian McClements. Analysis of Proteins. University of Massachusetts. [2007-04-27]. 

外部链接[编辑]

  1. 凯氏定氮法仪器信息1
  2. 凯氏定氮法仪器信息2
  3. 凯氏定氮法仪器信息3
  4. 凯氏定氮法仪器信息4
  5. 凯氏定氮法仪器信息5
  6. 凯氏定氮法仪器信息6