□ 石紅偉　大連普蘭店市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所

凱氏定氮法檢測食物中蛋白質(zhì)含量與誤差分析

□ 石紅偉大連普蘭店市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所

越來越多的人開始關注自身健康與食品安全問題，精確地測定食品中蛋白質(zhì)含量對食品質(zhì)量檢測、食品安全都極為重要。新的國家標準《食品中蛋白質(zhì)的測定》（GB/T 5009.5-2010）給出凱氏定氮法、分光光度法和燃燒法3種可用于食品中蛋白質(zhì)的檢驗方法。其中凱氏定氮法在現(xiàn)階段檢測中的使用最為廣泛，其具有適用范圍廣，檢測試驗重現(xiàn)性好，準確度和靈敏度高，被測樣品用量少等優(yōu)點，因此本文主要具體介紹凱氏定氮法的步驟和原理并分析其誤差。

凱氏定氮法的步驟和原理

凱氏定氮法從實際操作與原理上可概括為消化、蒸餾和滴定三大步驟，具體操作與原理如下。

消化

消化的目的是從被測樣品中分離出氮元素，主要利用含氮的有機化合物在高溫的環(huán)境中可與濃硫酸發(fā)生氧化反應生成二氧化碳、水、氨氣和一些其他產(chǎn)物，氨氣進一步與硫酸發(fā)生反應生成硫酸銨。此外，高溫條件下有機化合物在濃硫酸中分解過程十分緩慢，通常加入硫酸鉀、硫酸鈉等物質(zhì)提高濃硫酸的沸點，以提高反應的溫度，加快該反應的速度，也可使用硫酸銅作為反應的正催化劑。

蒸餾

蒸餾的目的是從消化得到的硫酸銨中分離出氨。具體為利用硫酸銨遇濃堿（如氫氧化鈉）時會生成硫酸鈉和N H3·H2O，在加熱的條件下N H3·H2O分解生成H2O和N H3，用一定濃度的硼酸溶液吸收產(chǎn)生的N H3，生成弱堿性的硼酸銨。蒸餾是整個凱氏定氮法中極為重要的步驟，其操作的準確性、N H3

的蒸發(fā)效率和吸收程度都直接決定檢測結果的準確度。

滴定

滴定主要目的定量測量蒸餾得到的溶液中的銨根離子。其基本原理是利用弱堿性的硼酸銨與強酸反應生成銨鹽和硼酸。一般采用已知濃度的稀鹽酸或稀硫酸對溶液進行滴定試驗，根據(jù)消耗的HCl或H2SO4的量計算出蒸餾后溶液中氨的含量，折算成樣品中氮元素的含量，從而根據(jù)蛋白質(zhì)中氮元素的比例，通過計算得到被測樣品中蛋白質(zhì)的含量。

凱氏定氮法誤差分析

氮含量與蛋白質(zhì)含量的折算

蛋白質(zhì)主要由氨基酸構成，不同種類氨基酸的氮含量不同，因此計算含氮量和蛋白質(zhì)含量時需根據(jù)實際情況選取適當?shù)恼鬯阆禂?shù)，否則會帶來很大的誤差。例如，一些小分子的氨基酸、堿性氨基酸、氨基酸酰胺等氮元素的含量高于平均水平，如果待測樣品中這類的氨基酸含量較高，為測量的準確性需要調(diào)整折算系數(shù)，否則會導致計算結果比真實的含氮量高。在標準中給出測量時計算的表達式如式（1）：

使用公式要根據(jù)待測樣品的種類選取合適的F值，具體取值情況如下：一般食物F=6.25；純?nèi)榕c純?nèi)橹破稦=6.38；面粉F=5.70；玉米、高粱F=6.24；花生F=5.46；大米F=5.95；大豆及其粗加工制品F=5.71；大豆蛋白制品F=6.25；肉與肉制品F=6.25；大麥、小米、燕麥、裸麥F=5.83；芝麻、向日葵F=5.30；復合配方食品F=6.25。

多次測量取平均值減小偶然誤差

整個測量中涉及大量試劑的配制使用，操作與讀數(shù)，各種環(huán)境因素的干擾等，這些都會使測量中產(chǎn)生偶然誤差，因此在蛋白質(zhì)含量的測量中，最終測量結果需要進行多次重復性試驗，并將得到的結果取算數(shù)平均值表示，以此減小測量的偶然誤差，并且如果待測樣品蛋白質(zhì)的含量即：X≥1 g/100 g，其結果需要保留三位有效數(shù)字；如果待測樣品蛋白質(zhì)的含量即：X＜1 g/100 g，其結果只需要保留兩位有效數(shù)字即可。

其他含氮物質(zhì)的干擾

通過凱氏定氮法的基本原理與操作步驟可發(fā)現(xiàn)，使用該方法檢測時，第一步消化的本質(zhì)是將樣品中的氮元素全部轉化生成硫酸銨，即凱氏定氮法測量的是被測樣品中有機物中含有氮元素的總量，因此該辦法并無法消除樣品中其他有機物中含有的氮元素對測量結果的影響，如尿素、三聚氰胺等。當年三鹿公司使用的蛋白質(zhì)檢測方法便為凱氏定氮法，最終未能檢測出原料中的三聚氰胺而導致食品安全事件。除去樣品中非蛋白質(zhì)部分有機物中氮元素對整個測量的影響，要先去除非蛋白質(zhì)中的氮元素再進行具體測量，或用其他方法測出非蛋白質(zhì)中的氮含量，再用總氮含量減去該值再進行折算。

結語

食品行業(yè)的飛速發(fā)展與人們對食品安全的愈加重視都給食品質(zhì)量檢測提出更高的要求，作為質(zhì)量檢測的從業(yè)者，需對食品進行更加嚴格和準確的檢測。