作者:刘小朋 刘忠艳
[摘 要] 对传统的凯氏半微量蒸馏装置加以改进,避免操作危险,缩短操作时间,有利于实验操作的连续性,提高了工作效率。
[关 键 词] 蛋白质测定;凯氏定氮法;蒸馏装置;改进
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2017)28-0096-02
蛋白质是食品中的重要成分,是评定食品营养价
值高低的主要指标,因此蛋白质的测定是实验室检测
的一个常规项目。目前测定蛋白质的标准方法是凯氏
定氮法,其测定原理是:样品与浓硫酸共热,样品中的氮转化成硫酸铵的形式留存下来,然后加入过量氢氧化钠溶液蒸馏,氮以氨气的形式逸出,用硼酸溶液吸
收,,用盐酸(或硫酸)标准溶液滴定,根据消耗盐酸(或
硫酸)标准溶液的量,计算含氮量,再乘以蛋白质换算系数,求得蛋白质的含量。
样品的消化、滴定等按GB5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》相关内容操作,此处不再赘述,本文仅对蒸馏部分加以讨论。
1.标准原文中的蒸馏装置及存在的弊端
1.1蒸馏装置图
见图1。
1.电炉 2.蒸汽发生器 3.乳胶管及螺旋夹 4.小玻杯及棒状玻塞 5.反应室 6.反应室外层 7.乳胶管及螺旋夹 8.冷凝管 9.蒸馏液接收瓶 10.玻璃弯管
1.2蒸馏及洗涤反应室的操作
1.2.1蒸馏操作
试样消煮液冷却后,小心加入20mL蒸馏水溶解,
冷却后转入100mL容量瓶中,冷却后用水稀释至刻度,摇匀,做为试样分解液。将半微量蒸馏装置的冷凝管末端浸入装有10mL硼酸吸收液和2滴混合指示剂的锥形瓶内。蒸汽发生器的水中加入甲基红指示剂数滴、硫酸数滴(在蒸馏过程中保持此液为橙红色,否则需补加硫酸)。准确移取试样分解液10mL~20mL,由小玻杯注入蒸馏装置的反应室中,用10mL水洗涤小玻杯并使之流入反应室内,塞好棒状玻塞,将10mL氢氧化钠溶液倒入小玻杯内,小心提起玻璃塞使之流入反应室,立即将玻璃塞塞好并水密封,防止漏气。打开冷凝水、螺旋夹3、打开电炉开始加热蒸馏,待反应室内液体沸腾后开始计时,蒸馏10min后移动蒸馏液接收瓶,使冷凝管末端离开吸收液面,再蒸馏1min,用蒸馏水冲洗冷凝管末端,洗液流入蒸馏液接收瓶内,移走蒸馏液接收瓶,停止蒸馏。
1.2.2洗涤反应室
蒸馏结束,关闭电炉,关闭螺旋夹3断绝蒸汽,取下棒状玻塞4,向反应室内加入足量蒸馏水,废液即由反应室内层被吸出至反应室外层,打开簧夹7放出废液,完成反应室的洗涤。
1.2.3准备下一个样品的蒸馏
待电炉温度下降,烧瓶内的液体停止沸腾后,将半微量蒸馏装置的冷凝管末端浸入装有10mL硼酸吸收液和2滴混合指示剂的锥形瓶内。以下同1.2.1自 “准确移取试样分解液10mL~20mL由小玻杯注入蒸馏装置的反应室中”至“移走蒸馏液接收瓶,停止蒸馏”。
1.3该套装置的弊端
1.3.1洗涤反应室时易造成蒸汽发生器内液体溢出
蒸馏完毕后,关闭电炉,关闭螺旋夹3以断绝蒸汽来洗涤反应室,但是由于电炉关闭后温度不能马上降
下来,烧瓶内的液体仍处于沸腾状态继续产生蒸汽,而螺旋3处于关闭状态,蒸汽出不去,造成烧瓶内压增
高,液体就会从减压管溢出甚至喷出,有时还会将胶塞顶出,给实验带来一定危险。
1.3.2不利于实验连续操作
进行下一个样品蒸馏时,需重新打开电炉,要等
2~3min蒸汽发生器内的液体才能重新沸腾产生足量蒸汽对反应室内的液体进行加热,增加蒸馏过程的等待时间。
2.改进后的蒸馏装置及优点
2.1改进后的蒸馏装置图
见图2,将原装置图中的玻璃弯管10换成一个玻璃三通,并在一端连接一段乳胶管11,同时将3处的螺旋夹换用一个普通的金属夹12(或塑料夹、木夹)。
1.电炉 2.烧瓶 3.乳胶管 4.小玻杯及棒状玻塞 5.反应室 6.反应室外层 7.乳胶管及簧夹 8.冷凝管 9.蒸馏液接收瓶 10.玻璃三通11.乳胶管 12.金属夹
2.2改进后的蒸馏及洗涤反应室的操作
2.2.1蒸馏
将半微量蒸餾装置的冷凝管末端浸入装有10mL硼酸吸收液和2滴混合指示剂的锥形瓶内。准确移取试样分解液10mL~20mL,由小玻杯注入蒸馏装置的反应室中,用10mL水洗涤小玻杯并使之流入反应室内,塞好棒状玻塞,将10mL氢氧化钠溶液倒入小玻杯内,小心提起玻璃塞使之流入反应室,立即将玻璃塞塞好并水密封,防止漏气。打开冷凝水、将金属夹12夹到乳胶管11处,打开电炉开始加热蒸馏,蒸馏10min后移动蒸馏液接收瓶,使冷凝管末端离开吸收液面,再蒸馏1min,用蒸馏水冲洗冷凝管末端,洗液流入锥形瓶内,然后移走蒸馏液接收瓶,停止蒸馏。
2.2.2洗涤反应室
蒸馏结束,将金属夹由乳胶管11处改为夹至乳胶管3处,取下棒状玻塞4,向反应室内加入足量蒸馏水,废液即由反应室内层被吸出至反应室外层,打开簧夹7放出废液,完成反应室的洗涤。
2.2.3准备下一个样品的蒸馏
保持金属夹3夹紧和簧夹7打开的现有状态(注意:簧夹7一定不要夹紧,否则会造成加入的分解液被倒吸至反应室外层的情况),将半微量蒸馏装置的冷凝管末端浸入装有10mL硼酸吸收液和2滴混合指示剂的锥形瓶内。准确移取第二份试样分解液10mL~20mL由小玻杯注入蒸馏装置的反应室中,用10mL水洗涤小玻杯并使之流入反应室内,塞好棒状玻塞,将10mL氢氧化钠溶液倒入小玻杯内,小心提起玻璃塞使之流入反应室,立即将玻璃塞塞好,并水密封,防止漏气。打开冷凝水、将金属夹由3处移至乳胶管11处夹紧、簧夹7夹紧,通入蒸汽开始加热蒸馏,蒸馏10min后移动蒸馏液接收瓶,使冷凝管末端离开吸收液面,再蒸馏1min,用蒸馏水冲洗冷凝管末端,洗液流入锥形瓶内,停止蒸馏。
2.3改进后的蒸馏装置的优点
2.3.1洗涤反应室时不会造成蒸汽发生器内液体溢出的情况
此过程中可以不关闭电炉,虽然蒸汽发生器内继续产生蒸汽,但可由乳胶管13处排出,不会造成烧瓶内压增高,液体从减压管溢出、喷出或者将胶塞顶出的情况,防止伤及实验者或造成电炉短路现象的发生。
2.3.2有利于实验操作的连续性
由于在第一份样品蒸馏结束洗涤反应室时,电炉没有关闭,还在持续产生蒸汽中,所以当将金属夹由3处移至乳胶管11处夹紧后,蒸汽立即进入反应室对液体进行加热,反应室内液体很快就会被加热至沸,较原来的蒸馏装置节省2~3min,这样当大量样品连续操作时会节省不少时间。
参考文献:
[1]中华人民共和国卫计委.国家食品药品监督管理总局.食品安全国家标准食品中蛋白质的测定[M]. 北京:中国标准出版社,2016.
[2]王昕,赵雪梅.食品分析[M].吉林:吉林大学出版社,2012.
[3]张水华.食品分析[M].北京:中国轻工业出版社,2010.
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本文标题:对凯氏半微量蛋白质蒸馏装置的改进
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