凯氏定氮法是由丹麦化学家凯道尔于1833年建立的,现已发展为常量、微量、平微量凯氏定氮法以及自动定氮仪法等,是分析有机化合物含氮量的常用方法。 凯氏定氮法的理论基础是蛋白质中的含氮量通常占其总质量的16%左右(12%~19%),因此,通过测定物质中的含氮量便可估算出物质中的总蛋白质含量(假设测定物质中的氮全来自蛋白质),即蛋白质含量=。
凯氏定氮法是测定化合物或混合物中总氮量的一种方法。由于蛋白质含氮量比较恒定,可由其含氮量计算蛋白质含量,故此法是经典的蛋白质定量方法。测得的总氮量既包括非蛋白的氮,也包括一些无机氮,但由于正常食品中的氮一般来自蛋白质,所以可以粗略表征。
凯氏定氮仪测量样品蛋白质含量主要经过三个步骤:
第一步:硝解,将有机物中的氨基在高温和催化剂CuSO4条件下,与浓H2SO4 作用,生成无机铵盐(NH4)2SO4。
第二步:蒸馏,将硝解完成的样品中的铵盐在凯氏定氮仪中与碱反应,通过蒸馏释放出NH3,并用H3BO3 溶液吸收。
第三步:滴定,将收集的NH3通过已知含量的标准酸滴定,反算出NH3的含量。
“结石宝宝事件”中,不法分子在低蛋白含量的奶粉中加入三聚氰胺来“提高”奶粉中的蛋白质含量,导致许多婴幼儿肾结石。三聚氰胺(结构如图),俗称“蛋白精”,目前由尿素加热分解制得,生产成本低廉,含氮量高。
现行检验蛋白质含量的国际标准(ISO 8968)法,实际上就是在凯氏定氮法之前多一道步骤,将样品先用三氯乙酸处理,三氯乙酸能让蛋白质形成沉淀,过滤后,将沉淀用浓硫酸使氮转化为铵盐,再继续用凯氏定氮法测定含氮量。
问题1.凯氏定氮法在测定奶粉中蛋白质含量时,为什么会失真?(素养角度——宏观辨识与微观探析)
提示:凯氏定氮法实质上测定的是含氮量,氮元素可以来自其他含氮物质。
问题2.已知乳制品的换算系数为6.38,即若检测出氮的含量为1%,蛋白质的含量则为6.38%。三聚氰胺含氮量(氮元素的质量分数)是多少?假定奶粉中蛋白质含量为16%即为合格,某品牌婴幼儿配方乳粉抽查结果显示其三聚氰胺含量为
2 563.00 mg/kg,则该婴幼儿配方乳粉蛋白质含量实际上是多少?掺假百分率为多少?(素养角度——证据推理与模型认知)