Kjeltec™ 9 分析仪 蒸馏单元参考 检测食品中的蛋白质

Kjeltec™ 9 分析仪 蒸馏单元参考 GB 5009.5 检测食品中的蛋白质AN 5513 应用摘报 KjeltecM 9 分析仪/蒸馏单元 参考 GB 5009.5 检测食品中的蛋白质 FOSS 的消化方案 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 本应用摘报所述的方法涵盖各种食 物，例如下列类型食品： ● 液奶 ● 风味奶 蚝油 ● 肉 ● 啤酒 ● 饮料 ● 豆粉 该方法不适用于食品中无机氮源和 有机的非蛋白氮的分析。 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 系列仪器分析食品中的蛋白质提供了指导。这个方法基于中国国家标准 方法 GB5009.5-2016进行开发的。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 将均质的样品试样置于浓硫酸、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"， CM 290 Cemotec"或 KN 295 KnifetecTM 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 用于蒸汽蒸馏： Kjeltec 9 蒸馏单元 月 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，50 ml 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。试验用水只能使用 GB/T 6682 要求的三级水。 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： Kjeltab Cu 3.5(每片中包含3.5 g K2SO4 +0.4gCuSO4*5H2O) C.消泡剂(可选项) D. 40%氢氧化钠(NaOH)溶液 E. 滴定剂(标准溶液) ●0.05N 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-2%硼酸和溴甲酚绿/甲基红指示剂混合溶液 a . 指示剂 甲基红乙醇溶液(1g/L)：溶解 0.1g甲基红于 100 mL 95%乙醇中，然后定容至 100mL 。 溴甲酚绿乙醇溶液(1g/L)：溶解 0.1g 溴甲酚绿于 100 mL 95%乙醇中，然后定容至 100mL 。 混合指示剂：将配制好的甲基红乙醇溶液(1g/L)和溴甲酚绿乙醇溶液(1g/L) 按 1：5的比例混合。临用前再将指示剂混合。 b. 2%硼酸溶液(20 g/L) 溶解200g硼酸到 5-6L热的(50-60℃)去离子水中。搅拌直至硼酸全部溶解 。加入去离子水到 9L，充分混匀。冷却溶液到室温，加入100ml 上述配制好的混合指示剂。混匀并用去离子水稀 释到10L。 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 KjeltabCu 3.5 消泡剂片 消化温度 消化时间 固体 1g 12ml 2 pcs 0 pc 420°C 60 min 液体 3-10ml (记录具体重量) 15ml 2 pcs 2 pcs 200℃程序升温到420°C 30 min +75min 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 30 ml 2%硼酸 时间：4min Kjeltec 9分析仪 80 ml 50 ml 100% 12 s / SAfE 30 ml 2%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。 1.7 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。 根据不同的样品性状，可按下表选择样品重量： 样品性状 样品重量(g) 固体样品 0.2-2g 半固体样品 2-5g 液体样品 10-25g Table 3 不同性状样品的取样量 注释：按照GB 5009.5，推荐消化管中样品的含氮量为 30-40mg。 1.7.2 消化 每批样品至少准备 三 个试剂空白，空 白应和分析样品进行相同的处理 。 1.加2片 Kjeltabs Cu3.5(或 7g K2SO4+0.8 g CuSO45H2O)到每个消化管中。 2.用移液管加 12 ml 浓硫酸到每个消化管中【脂肪含量高(脂肪>10%)的样品需加入15ml】。 注释：在消化过程中加入2片消泡剂片可以防止起泡。 3. 将排废罩紧紧地扣在消化管上，并打开水抽气泵或尾气吸收装置到最大。将消化管架放置于预热 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. 再继续消化50分钟。总的消化时间大约60分钟。 注释：如果用15ml硫酸消解，请将总消化时间延长至 75min。另外，后续蒸馏需用 60ml 碱 溶液。 注释：当分析液体样品时，需要设置程序温度。在这种情况下，先将消化炉设置在200°℃， 将 尾气吸收装置/水抽气泵调到最大，消化30分钟。然后，升高温度到420°℃，再消化75分 钟。温度到达420°℃后， 10分钟后将水抽气泵或尾气吸收装置调低到烟雾正好包含在排废罩 内。 6.关闭消化炉。取出消化管架放置于支架上冷却10-20分钟，注意保持排废罩仍扣在消化管上。可 以通过鼓风机加速消化管的冷却。当消化管内不再有烟雾时，取下排废罩，关闭水抽气泵或尾气 吸收装置。 1.7.3 蒸馏 注释：如果用15ml硫酸消解，需用 60ml碱溶液进行蒸馏。 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 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 F=氮和蛋白质的转换系数 样品 系数 小麦 全小麦粉 5.83 麦糠麸皮 6.31 麦胚 5.80 麦胚粉、黑麦、普通小麦、面粉 5.70 燕麦、大麦和黑麦粉 5.83 小米，裸麦 5.83 玉米、黑小麦、饲料小麦、高粱 6.25 油料 芝麻、棉籽、葵花籽、蓖麻、红花籽 5.30 其他油料 6.25 菜籽 5.53 坚果、种子类 巴西果 5.46 花生 5.46 杏仁 5.18 核桃、榛子、椰果等 5.30 大米及米粉 5.95 鸡蛋 鸡蛋(全) 6.25 蛋黄 6.12 蛋白 6.32 肉与肉制品 6.25 动物明胶 5.55 纯乳与纯乳制品 6.38 复合配方食品 6.25 酪蛋白 6.40 胶原蛋白 5.79 豆类 大豆及其粗加工制品 5.71 大豆蛋白制品 6.25 其他食品 6.25 Table 4 不同样品的蛋白质系数表 1.8.2 方法性能 样品 对包括酱油、蚝油等中国特色样品在内的8种不同样品进行了分析，以检验Kjeltec 9 系列仪器的性 能。蒸馏所用蒸汽功率为 100%。滴定用的标准酸的浓度为0.05N。 啤酒的样品制备与其他类型的样品相比有其特殊性。取 一 瓶啤酒，在称量之前将其脱气(通过摇晃 或使用布氏漏斗真空过滤的方法将样品脱气)。 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 液奶，UHT 5.0 2 KjeltabCu 3.5 12 420/60 80 50 30 4 min/ Auto 风味奶 10.0 2 KjeltabCu 3.5 15 420/75 80 60 30 4 min/ Auto 酱油 1.0 2 KjeltabCu 3.5 12 420/60 80 50 30 4 min/ Auto 蚝油 5.0 2 KjeltabCu 3.5 15 420/75 80 60 30 4 min/ Auto 肉 1.5 2 KjeltabCu 3.5 15 420/75 80 60 30 4 min/ Auto 啤酒(青岛) 10.0 2 KjeltabSe 3.5 10 150/10；300/15；420/60 80 50 30 4 min/ Auto 植物饮料(蛋白>5%) 1.0 2 KjeltabCu 3.5 15 420/75 80 60 30 4 min/ Auto 豆粕 (饲料原料) 0.3 2 KjeltabCu 3.5 12 420/60 80 50 30 4 min/ Auto Table 5 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。参考值为样品包装上的标签值。Kjeltec 8000 系 列得到的结果是 三 次重复的平均值。 Dumatec 8000 的结果是2个重复的平均值。 样品类型 平均结果(蛋白质%) n SD RSD(%) *参考值 (蛋白质%) Kjeltec 8200 结果 (蛋白质%)n=3 Dumatec 结果(蛋白质%)n=2 液奶， UHT 3.44 10 0.01 0.28 3.3 3.45 3.46 风味奶 1.23 10 0.002 0.20 1.2 1.22 1.22 酱油 9.54 10 0.03 0.31 12 9.52 9.55 蚝油 1.04 10 0.01 0.62 1.2 1.06 1.11 肉 13.59 10 0.08 0.62 12.5 13.63 14.04 啤酒(青岛) 0.38 10 0.001 0.20 0.3 0.38 0.48 植物饮料(蛋白>5%) 10.13 10 0.02 0.23 10 10.14 9.93 豆粕 (饲料原料) 46.62 10 0.14 0.30 30-40 46.60 48.29 Table 6 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(蛋白质%) n SD RSD(%) *参考值(蛋白质%) Kjeltec 8400 结果 (蛋白质%)n=3 Dumatec 结果(蛋白质%)n=2 液奶， UHT 3.44 10 0.01 0.27 3.3 3.45 3.46 风味奶 1.24 10 0.004 0.31 1.2 1.23 1.22 酱油 9.58 10 0.05 0.48 12 9.56 9.55 蚝油 1.05 10 0.002 0.23 1.2 1.05 1.11 肉 13.70 10 0.01 0.06 12.5 13.58 14.04 啤酒(青岛) 0.37 10 0.001 0.27 0.3 0.38 0.48 植物饮料(蛋白>5%) 10.05 10 0.03 0.31 10 10.01 9.93 豆粕 (饲料原料) 47.65 10 0.12 0.25 30-40 47.39 48.29 Table 7 Kjeltec 9 分析仪的性能数据*参考值来自标签 1.9 参考方法 [1] GB 5009.5食品中蛋白质的测定 [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。 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