盐酸标定方法和蒸馏装置对凯氏定氮的影响

■王 磊 沈 瑶 王天宇 吴国玲 程竟竟 张忠远

（东北农业大学动物营养研究所，黑龙江哈尔滨 150030）

凯氏定氮法是测定饲料和食品中粗蛋白质含量应用最广泛也是最经典的方法[1]，影响其测值准确性的关键点很多，如消化过程中是否有氨气逸出、NaOH用量、盐酸滴定终点的判定等；而盐酸标准溶液浓度的标定和蒸馏装置的选择更是非常重要的因素。

盐酸溶液浓度的标定方法分为无水碳酸钠法和硼砂法[2,3]。无水碳酸钠标定法需要在270～300℃干燥至恒重，操作较费时费事，且指示剂颜色不易把握；而硼砂标定法中只说是干燥的硼砂，并未说明干燥程度以及如何干燥。蒸馏装置是凯氏定氮法中的重要仪器，分为半微量蒸馏装置和全自动凯氏定氮仪等类型，不同蒸馏装置对测定结果的影响尚无报道。

本文从盐酸标定方法和蒸馏装置的选用对凯氏定氮结果准确性的影响进行了探讨，拟为正确测定饲料中粗蛋白质含量提供依据。

1 试验方法与结果

1.1 试验一：基准物质的选取与处理方法对盐酸溶液浓度标定结果的影响

试验设计与方法：以300℃干燥至恒重的无水碳酸钠法标定为对照组，以未干燥的无水碳酸钠标定为试验Ⅰ组，以室温存放的硼砂标定为试验Ⅱ组，以100℃干燥1 h的硼砂标定为试验Ⅲ组，以100℃干燥2 h的硼砂标定为试验Ⅳ组，以380℃干燥至恒重的硼砂标定为试验Ⅴ组。标定方法参照《渔用饲料分析与质量检测技术》[2]。每次标定取3份平行样进行操作，计算结果的相对偏差不得超过0.2%，否则重新标定。试验数据采用SPSS 19.0统计软件One-way ANOVA进行显著性分析，结果用“平均值±标准差”的形式表示。试验结果见表1。

表1 盐酸溶液浓度标定结果的比较

由表1可知，试验Ⅰ组的盐酸浓度比对照组标定结果偏大，且差异显著（P＜0.05），试验Ⅱ组和试验Ⅴ组与对照组的盐酸浓度差异不显著（P＞0.05），试验Ⅲ、Ⅳ组盐酸溶液浓度显著低于对照组（P＜0.05）。由进口鱼粉粗蛋白质估测结果可以看出，盐酸浓度不同标定方法对粗蛋白质含量的测定有重要影响，并直接影响到产品品质的判定。

1.2 试验二：蒸馏装置对凯氏定氮的影响

以基准物硫酸铵作为样品，分别用半微量蒸馏装置和全自动凯氏定氮仪（瑞典FOSS 2300）测定其氮含量，并计算回收率。每组样品重复测定3次，试验材料及方法参照《渔用饲料分析与质量检测技术》[2]。蒸馏装置对凯氏定氮的影响见表2。

表2 两种蒸馏装置测定比较

由表2可知全自动凯氏定氮仪在蒸馏滴定时间、操作性和硫酸铵回收率等方面明显优于半微量蒸馏装置，适于科研分析采用；而半微量蒸馏装置耗碱量低、价格便宜则更宜生产上使用。

2 分析与讨论

未经干燥的基准物质含有吸附水，而吸附水含量通常不固定，因物质化学成分和表面特性不同而不同，更随大气相对湿度而变化[4]，所以一般不能直接用于标定。试验表明，未干燥无水碳酸钠比300℃干燥至恒重的无水碳酸钠标定盐酸浓度结果偏大，其原因正是未干燥无水碳酸钠容易吸收空气中的水分，消耗盐酸较少所致；另外在滴定中滴定终点不易判定，尚需煮沸、冷却等过程，因此用无水碳酸钠标定盐酸较费时、费事。

100℃干燥1、2 h硼砂与对照组标定结果相差较大，其原因在于硼砂化学式中有10个结晶水，加热1、2 h后会失去部分结晶水，使其消耗盐酸体积增大，导致结果偏低。380℃干燥至恒重的硼砂失去全部结晶水变成无水硼砂[5]，无水硼砂与无水碳酸钠标定盐酸结果一致，需要注意的是计算式中硼砂分子量要按失去10个结晶水后的分子量201.37计算。

硼砂是带有结晶水的化合物，分析纯和优级纯级的硼砂在密闭存放下，吸附水较少，可以直接进行盐酸标定，本试验的结果也说明了这一点。对于较长时间暴露空气中的硼砂，建议采用80℃以下干燥恒重后进行标定，以防失去结晶水。

以上说明不同前处理所标定盐酸浓度结果相差很大，并严重影响粗蛋白质测值的准确性，必须加以重视并正确标定。

半微量蒸馏装置与全自动凯氏定氮仪测定粗蛋白质的原理是相同的。半微量蒸馏装置价格便宜，测定成本低，缺点是需要手动完成加碱、吸收氨气、滴定等步骤，操作较复杂，安全性较差，并且容易产生偶然误差；而全自动凯氏定氮仪不需要手动加碱和滴定，操作简单，安全性好，尤其减少了系统误差和偶然误差，硫酸铵回收率高，这也是其测定准确性高的主要原因；全自动凯氏定氮仪分析速度快，自动化程度高，但价格昂贵，更适合大批量样品测定和精密试验选用。

3 结论

综上所述，无水碳酸钠须在270～300℃干燥至恒重才可标定盐酸。380℃干燥至恒重的硼砂在标定盐酸时计算式中的硼砂分子式要按无水硼砂计算；100℃干燥的硼砂不可以用于盐酸标定；正常室温密闭存放的硼砂更适于北方地区实验室进行盐酸标定（因为南方湿度较大）。全自动凯氏定氮仪较半微量蒸馏装置测定准确性更好。