全自动凯氏定氮仪测定酱油中全氮的方法探讨

刘燕 王英 林伟

摘 要：为提高实验室数据的准确性和工作效率，减少实验误差，本文使用石墨消解炉加全自动凯氏定氮仪代替人工消解、蒸馏和滴定的方法进行酱油中全氮的测定。结果表明，改进方法和国标法无显著性差异（P＞0.05）。改进方法的回收率为100.8%～106.2%，精密度为0.889%，均符合《实验室质量控制规范 食品理化检测》（GB/T 27404—2008）的规定。改进方法可以在实验室中推广应用。

关键词：酱油；全氮；国家标准法；改进方法

Abstract： In order to improve the accuracy and efficiency of laboratory data and reduce the experimental error， in this paper， the total nitrogen in soy sauce was determined by graphite digestion furnace and Kjeldahl nitrogen analyzer instead of manual digestion， distillation and titration. The results showed that there was no significant difference between the improved method and the national standard method（P＞0.05）. The recovery rate of the improved method was 100.8%～106.2%， and the precision was 0.889% ， they are all in accordance with GB/T 27404—2008. The improved method can be popularized and applied in the laboratory.

Keywords： soy sauce; total nitrogen; national standard method; improvement method

酱油是日常生活中必备的调味品，具有悠久的历史[1-2]。因其具有极强的鲜味、极佳的口感、怡人的香味和独特的色泽等特点，成为我国各大菜系中不可缺少的调味品[3-4]。酱油中的全氮是指有机氮和无机氮的总量[5]，在酱油中起到了至关重要的作用，它不仅是评估酱油营养价值高低的重要标准[6-7]，还是决定酱油等级的关键因素之一。酱油等级越高，全氮含量越高[8-10]。

《酿造酱油》（GB/T 18186—2000）中采用传统的电炉加热方式进行消解操作，该加热方式既无法精确控制加热的具体温度，又无法确保每个样品都能达到统一的温度控制；蒸馏操作使用的是普通蒸馏设备，占用空间大，蒸馏时间长，工作效率低，存在安全隐患；滴定操作采用的是手动操作滴定管，存在一定的误差，数据稳定性差。综合来看，GB/T 18186—2000测定酱油中全氮的方法存在操作稳定性差、时间较长、安全性差、操作烦琐以及不适合批量检测等不足[11]。

为了提高实验数据的准确性、减少实验误差、提升工作效率以及简化操作方法，本文对实验方法进行改进，通过使用石墨消解炉加全自动凯氏定氮仪的方法[12]，对酱油中的全氮进行测定，同时对改进方法的可行性进行验证[13]，为各食品检测实验室改进测定方法提供数据参考和支撑。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂以及仪器设备

市售某品牌预包装酱油，购买于某大型连锁超市。

盐酸标准溶液[浓度：0.500 0 mol·L-1，标准物质编号：GBW（E）081127]，深圳市博林達科技有限公司；酱油中全氮标准物质（全氮标准值为1.72 g/100 mL，

标准物质编号：BWQ8993-2016），北京北方伟业计量技术研究院；甲基红；溴甲酚绿；乙醇；硫酸铜；硫酸钾；硫酸；硼酸；锌粒；氢氧化钠。

K9860型全自动凯氏定氮仪，山东海能科学仪器有限公司；JA4003型千分之一天平，天津天马衡基仪器有限公司。

1.2 溶液配制

混合指示剂：0.2%甲基红-乙醇溶液和0.2%溴甲酚绿-乙醇溶液，按照1∶5的比例临用时混合；硼酸溶液（2%）：准确称取20.0 g硼酸于1 000 mL容量瓶中，用三级水定容至刻度线；硼酸混合指示剂：混合指示剂与硼酸溶液（2%）按1∶100比例混合；混合试剂：硫酸铜与硫酸钾按照3∶50的比例临用时混合；氢氧化钠溶液（40%）：准确称量40.0 g氢氧化钠于100 mL容量瓶中，用三级水溶解后，放冷，稀释至刻度线；盐酸滴定溶液（0.100 0 mol·L-1）：用移液管吸取20.0 mL盐酸标准溶液于100 mL容量瓶中，用三级水定容至刻度。

1.3 实验方法

1.3.1 国家标准方法

准确吸取2 mL样品，置于干燥洁净的凯氏烧瓶，加入1.2中制备好的硫酸铜-硫酸钾混合试剂4 g、硫酸10 mL，将烧瓶斜置于电炉上加热，直到内容物完全炭化、泡沫全部停止时，继续使瓶内溶液保持微沸状态。待炭粒消失不见，消解液表现为澄清的浅绿色，保持电炉加热15 min后取下，自然冷却至室温。

连接蒸馏装置，向三角瓶中加入2%的硼酸溶液30 mL和混合指示剂2滴，将冷凝管下端插入该液面以下。向凯氏烧瓶中缓缓加水120 mL、40%氢氧化钠溶液40 mL以及锌粒2粒，迅速连接到蒸馏装置上，开始加热，直到馏出液120 mL时，将冷凝管下端置于液面以上，再加热1 min。在馏出液中，使用0.1 mol·L-1的盐酸进行滴定，直至溶液呈现紫红色。同时，进行空白实验以作为参照。

1.3.2 改进方法

准确吸取2 mL样品，置于消解管中，加入硫酸铜-硫酸钾混合试剂4 g、硫酸10 mL，设定消解温度为420 ℃，消解时间为60 min，等待加热完成且冷却后，取下放至室温。将消解管及全部消解液连接于全自动凯氏定氮仪上，设定仪器参数为硼酸混合指示剂20 mL，40%氢氧化钠溶液40 mL，水20 mL，蒸馏时间2 min。待蒸馏结束后，全自动凯氏定氮仪自动使用0.1 mol·L-1的盐酸溶液滴定至终点[14]。按照同样的方法做空白实验。

1.4 加标回收试验

按照低、中、高3个不同的浓度水平制作加标样品，选择硫酸铵作为加标物质，加入量分别设定为0.887 2 g、2.218 1 g和3.548 9 g，将其加入酱油样品中，并使用100 mL容量瓶进行定容，则可得到样品中全氮的加标浓度分别为0.188 2 g/100 mL、0.470 5 g/100 mL和0.752 8 g/100 mL。

2 结果与分析

2.1 精密度的测定

由表1可知，将样品用国家标准方法和改进方法分别重复测量7次，测定样品中全氮的含量。结果表明，国标法与改进方法测得样品中全氮的平均含量分别为0.941 g/100 mL和0.946 g/100 mL。国家标准方法测得的精密度为1.060%；改进方法测得的精密度为0.889%。结果表明，改进方法的精密度小，数据稳定性更好。

2.2 回收率的测定

取1.4中制备好的加标样品，用国标法和改进方法分别重复测量7次，计算回收率和相对标准偏差。由表2可知，国标法测得的回收率为93.3%～99.2%，相对标准偏差为0.92%～1.54%；改进方法测得的回收率为100.8%～106.2%，相对标准偏差为0.82%～1.33%。结果表明，国家标准方法和改进方法测得的数据都符合《实验室质量控制规范 食品理化检测》（GB/T 27404—2008）的要求，但改进方法数据稳定性更好。

2.3 国家标准方法和改进方法的显著性检验

取同一实验用酱油样品，用国家标准方法和改进方法分别重复实验7次，测得全氮含量，所测得的数据用统计分析软件SPSS 21.0进行显著性检验。结果表明，样品全氮含量的P值为0.379（＞0.05）。国家标准方法和改进方法所得到的实验数据无显著性差异。

2.4 改进方法检出限和定量限的测定

用改进方法对空白样品进行20次重复实验，按照3倍空白样品的标准偏差计算全氮的检出限為0.00 170 g/100 mL，10倍空白样品的标准偏差计算全氮的定量限为0.00 567 g/100 mL。

3 结论

本文将《酿造酱油》（GB/T 18186—2000）测定全氮的国家标准方法进行改进，并且与国标方法进行对比。结果表明，改进方法和国家标准方法无显著性差异（P＞0.05），改进方法测得的回收率为100.8%～106.2%，相对标准偏差为0.82%～1.33%，精密度为0.889%，均符合《实验室质量控制规范 食品理化检测》（GB/T 27404—2008）的规定。改进方法具有操作简便、稳定性好、效率高、安全性高的优点，更适用于大批量样品的测定。因此，改进方法可以代替国家标准方法用于酱油中全氮的测定，且建议在实验室中推广使用。

参考文献

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