证券简称:海能技术 证券代码:430476
凱氏定氮儀用於揮發性鹽基氮測定研究報告


1  揮發性鹽基氮

揮發性鹽基氮(TVB-N)指動物性食品由於酶和細菌的作用,在腐敗過程中,使蛋白質分解而產生氨以及胺類等鹼性含氮物質。此類物質具有揮發性,其含量越高,表明氨基酸被破壞的越多,特別是蛋氨酸和酪氨酸,因此營養價值大受影響。揮發性鹽基氮的含量直接反映肉的新鮮程度。國家標準規定:一級鮮肉≤15mg/100g,二級鮮肉15-25mg/100g,腐敗肉≥25mg/100g。

   

2  挥发性盐基氮常用检测方法

2.1 半微量定氮法

蛋白質在酶和細菌的作用下分解後產生鹼性含氮物質,有氨、伯胺、仲胺等,此類物質具有揮發性,測定時使用高氯酸溶液浸提,在鹼性溶液中蒸餾出後,用硼酸吸收液吸收,再以標準滴定酸溶液滴定計算含量。

2.1.1 試劑

氧化鎂混懸液(1%):稱取1.0g氧化鎂,蒸餾水溶解定容至100mL容量瓶中,搖勻,備用。

40%氫氧化鈉:稱取40gNaOH,蒸餾水溶解定容至100mL容量瓶中,搖勻,備用。

2%硼酸:稱取2g硼酸,蒸餾水溶解定容至100mL容量瓶中,搖勻,備用。

鹽酸標準溶液(0.01mol/L):吸取濃鹽酸0.85ml,定容至1000ml,搖勻。並按GB/T 5009.12003附錄B的方法進行標定。

混合指示剂:

2g/L甲基紅乙醇溶液:稱取0.2g甲基紅溶於100mL乙醇中。

1g/L次甲基藍指示劑:稱取0.1g次甲基藍溶於乙醇溶液,並定容至100mL容量瓶中。

甲基紅指示劑(2g/L),次甲基藍指示劑(1g/L),臨時用將上述兩種指示劑等量混合。

2.1.2 儀器

半微量定氮装置 

微量滴定管:最小分度0.01ml

2.1.3 實驗步驟

樣液的製備:將樣品除去脂肪、骨頭及筋腱後,切碎攪勻,稱取10g於錐形瓶中,加100ml水,不時振搖,浸漬30min後過濾,濾液置於冰箱中備用。

蒸餾:預先將盛有10ml吸收液並加有5-6滴混合指示液的錐形瓶置於冷凝管下端,並使其下端插入錐形瓶內吸收的液麪下,精密吸取5ml上述樣品濾液於蒸餾器反應室內,加5ml 1%氧化鎂混懸液,迅速蓋塞,並加水以防漏氣,通入蒸汽,待蒸汽充滿蒸餾器內時即關閉蒸汽出口管,由冷並行管出現第一滴冷凝水開始計時,蒸餾5min即停止。

滴定:吸收液用0.0100N鹽酸標準溶液或0.0100N硫酸標準溶液滴定,終點呈藍紫色。同時做試劑空白試驗。

計算:



其中:

X-----樣品中揮發性鹽基氮的含量,單位爲毫克每百克(mg/100g);

V-----樣品濾液消耗的標準滴定酸的體積,單位爲毫升(ml);

V0-----空白樣品消耗的標準滴定酸的體積,單位爲毫升(ml);

C-----鹽酸標準溶液的摩爾濃度,單位爲摩爾每升(mol/L);

14-----與1.00ml鹽酸標準滴定溶液(1.00mol/L)相當的氮的質量,單位爲毫克(mg);

m------取样质量,单位为克(g)。

计算结果保留3位有效数字。

2.1.4 討論

鹼溶液的選擇

目前揮發性鹽基氮的測定多用於水產品、動物肉和動物源性飼料中。而食品和動物源性飼料多用1%氧化鎂混懸液。氧化鎂的作用一個是提供鹼性環境,另外一個就是可以起到消泡劑的作用。使用氧化鎂生成的氫氧化鎂溶解度很小,可以是防止速度過快,以防止產生的氨氣過快而導致吸收不完全。氧化鎂是弱鹼,在它的作用下,只有銨類物質纔會生成氨被遊離出來,從而被蒸汽帶出,被硼酸吸收氫氧化鈉是強鹼,會使蛋白質發生水解,釋放出胺類物質,使得測定結果大大高於實際值。參照標準SC/T 3032-2007的方法,在水產品的行標中是使用氫氧化鈉作爲鹼性溶液,但總體來講,水產品比肉製品更容易腐敗,切含量比肉製品大,而且揮發性鹽基氮在水產品中的存在方式可能與肉製品略有不同,因此水產品中推薦使用氫氧化鈉。

指示劑的選擇

標準方法中選用的是甲基紅次甲基藍混合指示劑,終點顏色由藍色變藍紫色。實踐證明人肉眼對這種顏色變化不太敏感,終點不易掌握,誤差較大。而如果改用與之反應相同的微量凱氏定氮法中的甲基紅溴甲酚綠混合指示劑,終點顏色又綠色變灰色,反應很靈敏,顏色變化明顯,終點易掌握,結果重現性好。根據酸鹼滴定理論,用強酸來滴定弱鹼時,等當點時溶液的pH值偏在酸性區域,故只能選擇在酸性範圍內變色的指示劑,甲基紅溴甲酚綠混合指示劑符合這種要求,微量凱氏定氮法滴定反應終點時溶液的pH≈5.9左右,而甲基紅溴甲酚綠混合指示劑的變色點在pH≈5.1其等當點與滴定終點很接近,因此是合適的。故在指示劑的選用上建議將甲基紅次甲基藍混合指示劑改爲甲基紅溴甲酚綠混合指示劑。

2.2 微量擴散法

原理:揮發性含氮物質在鹼性溶液中釋出,在擴散皿中於37℃時揮發後吸收於吸收液中,用標準酸滴定,計算含量。

2.2.1試劑

飽和碳酸鉀溶液:稱取50g碳酸鉀,加50ml水,微加熱助溶,使用時取上清液。

水溶性膠:稱取10g阿拉伯膠,加10ml水,再加5ml甘油及5g無水碳酸鉀(或無水碳酸鈉),研勻。

吸收液:混合指示液、0.0100N鹽酸或硫酸標準溶液,與半微量定氮法相同。

2.2.2 儀器

擴散皿(標準型):玻璃質,內外室總直徑61mm,內室直徑35mm;外室深度10mm,內室深度5mm;外室壁存3mm,內室壁存2.5mm,回壁紗厚玻璃蓋,如圖所示,其他型號亦可用。

微量滴定管:最小分度0.01ml。

2.2.3 實驗步驟

將水溶性膠塗於擴散皿的邊緣,在皿中央內室加入1ml吸收液及1滴混合指示液。在皿外室一側加入1.00ml按半微量定氮法制備的樣液,另一側加入1ml飽和碳酸鉀溶液,注意勿使兩滴接觸,立即蓋好;密封后將皿於桌面上輕輕轉動,使樣液與鹼液混合。

將擴散皿置於37℃溫箱內放置2h,揭去蓋,用0.01N鹽酸標準溶液或硫酸標準溶液滴定,終點呈藍紫色。同時做試劑空白試驗。

3  挥发性盐基氮检测技术的发展

半微量凱氏定氮法和半微量擴散法均要進行樣品粉碎、肉浸液提取等操作,過程繁瑣、耗時長,難以滿足當前肉品快速非破壞性的檢測需求。近年來,經過科研人員大量的探索和嘗試,現已研究並建立了許多高效、快速、智能化的檢測方法。

3.1 定氮儀檢測法

有研究人員研究發現,使用全自動凱氏定氮儀對肉品進行重複性實驗,結果顯示揮發性鹽基氮含量的相對標準偏差均小於1%,重現性良好。

3.2 分光光度法

樣品通過浸提處理提取揮發性鹽基氮,與納氏試劑在鹼性條件下生成黃至棕色的化合物,比色定量。

3.3近紅外光譜法

3.4漫反射光譜法

通過奈斯勒試劑處理的分子篩吸收揮發性鹽基氮,形成NH2Hg2IO固相顯色體,採用漫反射光譜裝置直接測定。


4  海能儀器K9840測定揮發性鹽基氮應用方案


4.1樣品製備

魚,去鱗,去皮,沿背脊取肌肉;蝦,去頭,去殼,取可食肌肉部分;蟹,甲魚等(其他水產品)取可食部分;將樣品切碎備用。稱取上述處理好的試樣10g(精確到0.1mg),無屑稱量紙包好一併投入消化管中。

4.2蒸馏

   消化管中加入1gMgO和3ml硅油消泡劑,連接到定氮儀上。參數設置氫氧化鈉溶液0ml,稀釋水50ml,硼酸20ml,蒸餾5min,淋洗液10ml。滴定酸爲0.1000mol/L硫酸或鹽酸溶液,精確到小數點後四位。蒸餾結束後,手工滴定並計算結果。樣品需做空白實驗。

4.3计算

       

M-标准酸摩尔浓度(mol/L)

W-样品质量(g)

V0-空白樣滴定標準酸消耗量(mL)

V-樣品滴定標準酸消耗量(mL),精確到小數點後四位


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