Kjeltec 9™ 测定谷物、豆类及其深 加工产品中的粗蛋白质含量

Kjeltec™ 9 分析仪 蒸馏单元按照 测定谷物、豆类及其深加工产品中的粗蛋白质含量 AN 5512 应用摘报 KjeltecTM 9 分析仪/蒸馏单元 按照 ISO 20483：201311测定谷物、豆类及其深 加工产品中的粗蛋白质含量 样品类型 本应用摘报所述的方法涵盖下列类 型样品： ● 谷物 ● 豆类 深加工产品 小麦粉 玉米粉 ● 燕麦 黑麦粉 ● 大麦粉 FOSS Nils Foss Alle 1 DK-3400 Hi l lerod Denmark Tel： +45 7010 3370 Rev.1 应用信息 此应用摘报应结合 AN 55112]“依据凯氏定氮法进行氮的测定-总摘报”使用。 1.1 介绍 此应用摘报为使用 Kjeltec 9 系列仪器分析谷类、豆类及其深加工产品中的蛋 白 质提供了指导。这种 方法不能测量氮的氧化形式，也不能完全回收杂环氮化合物。 1.2 原理 将均质的样品置于浓硫酸、盐和适当催化剂的混合物中在高温条件下进行消化；样品中的有机氮将 转化为硫酸铵。然后在冷却的消化液中加入过 量 的氢氧化钠，用蒸汽蒸馏法将氨释放出来。释放出的氨被弱硼酸溶液吸收，然后用标准滴定剂滴定。样品中的氮含量是根据消耗的滴定剂的量 计算出来的。 氮含 量 乘以蛋白质因子可以得到蛋白质含量。 1.3 安全防范 凯氏定氮法需要在 高 温下使用强酸来消化样品，必须要小心的操作试剂来保证安全。对于试剂的操 作可以参考有关的 MSDS 。 另外，酸消化操作需要在通风良好的通风橱中进行，任何操作都需要配戴护目镜，处理热的消化管 时也要加以注意。分析过程中产生的所有废物必须按照当地的要求和法规进行处理。 遵守仪器用户手册和 MSDS 中的安全说明。 Fig. 1 个人安全防护设备 1.4 设备 A.研磨、粉碎设备或均质机，如 CT 293 Cyclotec" B.分析天平，精确到0.1mg C. 消化装置，如 DT208， DT220， Digestor 2508或 Digestor2520 D. 蒸馏、滴定和自动进样器 月 用于蒸汽蒸馏： Kjeltec 9 蒸馏单元 用于蒸汽蒸馏和自动滴定： Kjeltec 9分析仪 ● 自动进样器： Kjeltec 9 自动进样器包括20位或60位，可以和 Kjeltec 9 分析仪联用 E. 250 ml 消化管 F. 滴定管，50ml 或同等设备-用于手动滴定 G.锥形瓶(接收液瓶， 500ml)-用于手动滴定 H.移液管 1.5 试剂 在分析中，使用分级纯以上级别的试剂。 有关试剂制备的进一步信息，请参考 AN 5511。 A.98%浓硫酸(H2SO4) B.催化剂片： Kjeltabs Cu/Ti 3.5 (3.5 g K2SO4 + 0.105 g CuSO45H2O+0.105 g TiO2) C.消泡剂(可选项) D. 40% w/v氢氧化钠(NaOH)溶液 E. 滴定剂(标准溶液) 0.1N盐酸标准溶液 注意：滴定剂的浓度必须精确到四位数字。 F. 接收液 ● 1%硼酸和溴甲酚绿/甲基红混合溶液-用于自动滴定 ●4%硼酸和溴甲酚绿/甲基红混合溶液-用于手动滴定 注释：当使用0.1N盐酸时，推荐接收液的空白值介于0.05至0.15ml 之间。 1.6 分析细节 1.6.1 消化程序 样品类型 样品量 H2SO4 催化剂片 Kjeltab Cu/Ti 3.5 消泡剂片 消化温度 消化时间 固体 1g 20ml 3 pcs 0 pc 420°C 145 min Table 1 一 般消化程序 1.6.2 蒸馏程序 型号 稀释水 碱液 蒸汽功率 Delay/SAfE 接收液 蒸馏终点 Kjeltec 9 蒸馏单元 70 ml 80 ml 100% 12 s / SAfE 30ml 4%硼酸 时间：4min Kjeltec 9分析仪 70 ml 80 ml 100% 12 s / SAfE 30ml 1%硼酸 自动 Table 2 蒸馏的 一 般程序 注释：250mL消化管内混合溶液的总体积不得超过 170mL。 1.6.3 滴定 滴 定 剂 的 选择 取 决 于氮 的含 量。下表根 据样 品 含 氮 量给出 了推荐的滴 定剂 浓度 。滴定剂 浓度 需 精 确 到小数 点后 四位，如 0.1002 mol/L 。 0.01 N HCI (氮含量范围 0.1-2 mg N)0.1N HCI(氮含量范围 2-100 mg N)0.2 N HCI(氮含 量 范围 50-200 mg N) Table 3 推荐的滴定剂浓度 1.7 步骤 1.7.1 样品准备 1.用合适的样品磨粉碎样品。如需要干基结果，需 要对粉碎样品进行 一 个单独的水分测定。 2.称取适量均质样品放入250ml消化管中，记录样品重量，准确至0.1mg。 如果已 知 样品 中 蛋白 质的大致 含 量 ，则 可 按下表选择样品 量 ： 蛋白质含量 样品重量(g) <5% 1-5 5-30% 0.5-1.5 >30% 0.2-1 Table 4 不同蛋白质含量样品对应的称样量 注释：理想情况下，分析样中应含有30-140mg氮。 1.7.2 消化 每批样品至少准备 三 个试剂空白。除了不加样品外，试剂空白应和分析样品进行相同的处理。 1.加 3 片 Kjeltabs Cu/Ti 3.5 到每个消化管中，然后将消化管放入消化管架。 2. 用移液管加20 ml 浓硫酸到每个消化管中。 3. 将排废罩紧紧地扣在消化管上。 4. 打开水抽气泵或尾气吸收装置到最大。 5. 将消化管架连同排废罩 一 起放置在预热到420°℃的消化炉中。 6. 10分钟后，调低水抽气泵或尾气吸收装置，直到酸性烟雾刚好包含在排 气 罩内。管内应保持凝 回流。在消化的最初阶段产生大量的硫氧化物烟雾后，必须降低真空，以防止 H2SO4的损失。 7. 继续消化 135分钟。 8. 从消化炉中取出消化管架，放置于通风橱中冷却至少20分钟。 注释：步骤4-8在配备了自动升降装置和尾气吸收装置 2501 的自动消化炉中可以自动完成。 1.7.3 蒸馏 注释：如果使用的是 Kjeltec 9 分析仪，蒸馏、滴定和计算将自动进行。 1. 打开机器，运行一个成功的自检。 2.选择程序。 3.选择产品(样品类型，仅用于 Kjeltec9分析仪)。 4.选择创建好的批次(仅用于Kjeltec 9分析仪)。 5.把消化管放入仪器或者自动进样器。 6.开始样品测试。 7.从蒸馏单元中移出馏出液，用标准盐酸溶液滴定。 1.8 结果表达 结果报告为氮的百分含量，按如下进行计算： 1.8.1 计算 T=样品消耗的滴定剂体积(mL) B=空白消耗的滴定剂体积(mL) N=标准酸的当量浓度，4位小数 %蛋白=%氮×F F=氮和蛋白质的转换系数 样品/商品 蛋白质系数 普通小麦 5.7 杜伦麦 5.7 小麦加工产品 5.7或6.25 饲用小麦 6.25 大麦 6.25 燕麦 5.7或6.25 黑麦 5.7 黑小麦 6.25 玉米 6.25 豆类 6.25 Table 5 不同类型样品的蛋白质系数 1.8.2 方法性能 该研究是 FOSS 使用模块消化炉、Kjeltec 9 自动蒸馏装置和自动滴定器以及 Kjeltec 9 分析仪进行 的，使用的是本应用摘报和 AN 5511 描述的程序。方法性能数据列于 Table 7 和 Table 8。 样品 使用 Kjeltec 9 蒸馏装置和 Kjeltec 9 分析仪按照 Table 6 分析了五个不同类型的样品。 蒸馏所用蒸汽功率为100%。滴定用的标准酸的浓度为 0.1N盐酸标准溶液。 样品类型 样品重量(g) 催化剂和盐 H2SO4(mL) 消化条件(°C/Min.) 稀释液(mL) 碱液(mL) 接收液(mL) *蒸馏终点 玉米粉 1.0 3 KjeltabCu/Ti 3.5 20 420/145 70 80 30 4 min/自动 小麦粉 1.0 3 KjeltabCu/Ti 3.5 20 420/145 70 80 30 4 min/自动 燕麦 1.0 3 KjeltabCu/Ti 3.5 20 420/145 70 80 30 4 min/自动 大麦粉 1.0 3 KjeltabCu/Ti 3.5 20 420/145 70 80 30 4 min/自动 黑麦粉 1.0 3 KjeltabCu/Ti 3.5 20 420/145 70 80 30 4 min/自动 Table 6 用于方法性能数据的样品类型和分析条件*Kjeltec 9 分析仪采用自动模式 Kjeltec 9 蒸馏单元结果 作为参考，同样的样品也用 Dumatec 8000 和 Kjeltec 8200 进行了分析。 样品类型 n SD RSD(%) 平均结果(%蛋白) Kjetec 8200 结果(%蛋白)n=3 Dumatec 8000 结果 (%蛋白)n=2 *标签值 (%蛋白) 玉米粉 10 0.03 0.36 7.34 7.32 7.30 8.8 小麦粉 10 0.02 0.17 11.2 11.3 11.3 12 燕麦 10 0.06 0.51 12.6 12.5 12.6 13 大麦粉 10 0.02 0.19 9.33 9.31 9.33 10 黑麦粉 10 0.03 0.47 7.29 7.28 7.33 9.4 Table 7 Kjeltec 9 蒸馏单元的性能数据*标签值来自包装 Kjeltec 9分析仪结果 作为参考，同样的样品也用 Dumatec 8000 和 Kjeltec 8400 进行了分析。 样品类型 n SD RSD (%) 平均结果(%蛋白) Kjetec 8400 结果(%蛋白)n=3 Dumatec 8000 结果(%蛋白)n=2 *标签值(%蛋白) 玉米粉 10 0.03 0.41 7.34 7.30 7.30 8.8 小麦粉 10 0.05 0.40 11.2 11.2 11.3 12 燕麦 10 0.07 0.58 12.8 12.6 12.6 13 大麦粉 10 0.03 0.28 9.37 9.32 9.33 10 黑麦粉 9 0.04 0.56 7.32 7.27 7.33 9.4 Table 8 Kjeltec 9 分析仪的性能数据*标签值来自包装 1.9 参考方法 M ISO 20483：2013 Cereal s and pulses- Determination of the nitrogen content and calculation of the crude protein content. [2]应用摘报 AN5511 2 问题和反馈 如果您对这个应用简报有任何问题或反馈，请联系 FOSS 的支持团队。 Jacob Strange Ebbesen Product Specialist， Service 3 版本历史 版本 发布日期 修改内容 批准 1 2022-06-10 首发 JSE