Kjeltec 9™ 分析仪/蒸馏单元按照 AOAC 920.87测量粮食和面粉中的氮含量

Kjeltec 9™ 分析仪/蒸馏单元按照 AOAC 920.87测量粮食和面粉中的氮含量AN 5517 应用摘报 KjeltecTM 9 分析仪/蒸馏单元 按照 AOAC 979.09测量粮食和面粉中的氮含 量 FOSS 的消化方案 样品类型 FOSS 的消化炉是一个加热模块，用于按照凯氏定氮法进行蛋 白 质分 析的样品消化过程。为了匹配不同的实验室能力，可以选择不同的 型号及附件来进行手动消化、半自动消化和全自动消化。 FOSS KjeltecTM 9 定氮分析方案 Kjeltec 9 是 一 种自动的蒸馏单元，主要用于按照凯氏定氮法进行蛋 白分析的蒸馏过程，也可用于其他许多不同的蒸馏过程 。选配内置 比色滴定和自动进样器可将凯氏定氮分析完全自动化。 样品类型 本应用说明中描述的方法包括以下 样品类型的谷物和面粉： 大麦 ● 淀粉 ● 米 ● 豆粕 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 Introduction 此应用摘报为使用 Kjeltec 9 系列仪器分析粮食和面粉中的凯氏氮含 量 提供了指导。此方法是根据 AOAC 979.09 和 AOAC 920.9713] 改进的。本应用摘报中使用的催化剂是铜而不是汞，以保护环境。 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 个人防护设备 1.4 设备 A.粉碎或研磨设备，如 CT 293 Cyclotec"， CM 290 Cemotec"或 KN 295 Knifetec" 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%硫酸 B.催化剂片： Kjeltab Cu 3.5 (3.5 g K2SO4 + 0.4 g CuSO4·5H2O) 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 Kjeltab Cu 3.5 消泡剂片 消化温度 消化时间 固体 1g 12 ml 2 pcs 0 pc 420°C 60 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 80 ml 50 ml 100% 12 s / SAfE 30ml 4%硼酸 时间：4min Kjeltec 9分析仪 80 ml 50 ml 100% 12 s / SAfE 30ml 1%硼酸 自动 Table 2 一 般蒸馏程序 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.加入两片催化剂 Kjeltabs Cu 3.5(或 7 g K2SO4+0.8g CuSO4*5H2O)到每个消化管中。 注释：当分析豆粕时，为了得到更好的结果， 推荐使用 Kjeltab CT 3.5。 2. 用移液管加 12 ml浓硫酸到每个消化管中(对于脂肪含 量 高于10%的样品加入15ml)。可以在 此处停下，第 二 天再继续后 面 的工作。 注释：在每个消化管中加入两片消泡片，可防止消化过程中产生泡沫。 3. 将排废罩紧紧地扣在消化管上。打开水抽气泵或尾气吸收装置到最大。将消化管架连同排废罩一 起放置在预热到420°℃的消化炉中。 注释：步骤3-6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。 4. 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。 5.继续消化50分钟。整个消化时间大约60分钟。 注释：如果使用了15ml硫酸，延长消化时间到75分钟。 6. 关闭消化炉。保持排废罩盖在消化管上，取出消化管架，放在支架上冷却10-20分钟。可以使用 商业鼓风机或放置在通风橱中拉下玻璃窗以增加 气 流快速冷却。当烟雾停止时，取下排废罩并关 闭吸气器。 1.7.3 蒸馏 注释：如果消化时使用了 15ml 硫酸，蒸馏时需使用 60ml碱。 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 Kjeltec 9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 蛋白质系数 粮食 6.25 小麦和小麦制品 5.7 杏仁 5.18 花生和巴西坚果 5.46 木本坚果和椰子 5.30 Table 5 不同类型样品的蛋白质系数 1.8.2 方法性能 样品 下表显示了用于检查 Kjeltec 9 系列仪器性能的测试条件。下面的结果是基于这些测试条件的。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 大麦 1.0 2 KjeltabCu 3.5 12 420/60 80 50 30 4 min/自动 小麦(木薯)淀粉 2.0 2 KjeltabCu 3.5 15 420/75 80 60 30 4 min/自动 大米 1.0 2 KjeltabCu 3.5 12 420/60 80 50 30 4 min / 自动 豆粕 0.5 2 KjeltabCT 3.5 12 420/60 80 50 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 蒸馏单元和分析仪的结果 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。参考值指样品包装上的标签值。4种不同类型的 样品用于检查仪器性能。 Table 7 和 Table 8 中小麦淀粉的检测结果是基于两个不同的品牌。其他 三 个样品来自于同一个包装。 样品类型 平均结果 (%蛋白) SD RSD(%) *参考值(%蛋白) Kjeltec 8200 结果(%蛋白)n=3 Dumatec 结果(%蛋白)n=2 大麦 9.34 10 0.02 0.26 10 9.30 9.325 小麦淀粉 0.050 10 0.002 4.82 0.2 0.06 0.08 大米 6.67 10 0.03 0.42 8 6.65 6.95 豆粕 47.57 10 0.07 0.14 30-40 47.32 48.29 Table 7 Kjeltec 9 蒸馏单元的性能数据*参考值来自标签 样品类型 平均结果(%蛋白) n SD RSD(%) *参考值(%蛋白) Kjeltec 8200 结果(%蛋白)n=3 Dumatec 结果 (%蛋白)n=2 大麦 9.31 10 0.04 0.40 10 9.27 9.325 小麦淀粉 0.046 10 0.002 4.78 0.4 0.046 一 大米 6.65 10 0.03 0.38 8 6.63 6.95 豆粕 47.96 10 0.10 0.21 30-40 47.47 48.29 Table 8 Kjeltec 9 分析仪的性能数据*参考值来自标签 1.9 References [1] AOAC 979.09 Protein i n flour [2AOAC 920.87 Protein in Grains [3]应用摘报 AN 5511 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。 Joi Chen 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 JICH