如何提高凱氏消化爐消解效率
作者：祎鴻儀器 點擊率： 發布時間：2017-11-05 20:31:00
1 實驗所需試劑與儀器
1.1主要儀器
分析天平（0.0001g），XTG5201紅外消化爐，NKB3000半自動凱氏定氮儀。
1.2 試劑與材料
AR硫酸（密度為1.84g/ml），混合催化劑（CuSO4?5H2O， 無水硫酸納），過氧化氫（30%），氫氧化鈉（40%），鹽酸，四硼酸鈉，硼酸（2%），甲基紅，溴甲酚綠，95%乙醇，消化管，玻璃珠，小漏斗，50ml酸式滴定管，100ml容量瓶，20ml大肚移液管，250ml三角瓶。常規的食品，從超市買回制樣即可。
2 實驗方法分類
將粗蛋白質消化實驗方法分成四種方法：方法一，按凱氏定氮法的常規消化實驗進行消化。方法二，加樣品與試劑同方法一，再加入AR過氧化氫（30%）5ml，立刻放入消化爐開始消化。方法三，加樣品與試劑同方法一，消化管上蓋玻璃小漏斗放置過夜（14h）再放入消化爐開始消化。第四組，加樣品與試劑同方法一，消化管上蓋玻璃小漏斗放置過夜（14h）再加入AR過氧化氫（30%）5ml，放入消化爐開始消化。
3 消化爐消解儀方法
3.1 常規方法
國標GB5009.5-2003第一法，精密度為10%。適用于各類食品蛋白質的測定：取樣品0.5-1g（準確至0.0001g）， 放入消化管底部，加入混合催化劑2.5g放入消化管低部，濃硫酸20ml，玻璃珠三枚，上蓋玻璃小漏斗，放入消化爐開始消化，將消化爐電壓調至120v，過0.5h后再調至250v進行消化，消化好后按常規方法（凱氏定氮法）進行測定。
3.2 改進方法
取樣品0.5-1g（準確至0.0001g），放入消化管底部，加入混合催化劑2.5g放入消化管低部，濃硫酸20ml，玻璃珠三枚，上蓋玻璃小漏斗，放置過夜（14h），再加入過氧化氫5ml，放入消化爐開始消化，將消化爐電壓調至120v，過0.5h后再調至250v進行消化，消化好后按常規方法（凱氏定氮法）進行測定。
3.3 消解后數據指標
測定樣品蛋白質消化時間：用四種分組方法測定樣品在蛋白質消化時所用的時間，測粗蛋白質含量：這四種分組方法在蛋白質消化好后，用同一種方法進行蛋白質蒸餾與滴定，計算粗蛋白質含量（系數6.25）。每一種樣品消化實驗做兩個平行樣，每個消化平行樣做兩個平行蒸餾滴定實驗。
3.4 測定方法
取5種樣品分別用以上四種分組方法分組，測定蛋白質消化時間進行比較，消化（又被稱為消解）好的樣品通過傳統的凱氏定氮法進行蒸餾與滴定，并做空白滴定對照，算出各樣品粗蛋白質（%）含量，計算用下列公式：
CP=（V1-V2）×c×0.0140×F/m×100
CP：為樣品中粗蛋白質的百分含量；
V1：為樣品消耗鹽酸標準溶液的體積（ml）；V2：為式劑空白消耗鹽酸標準溶液的體積（ml）；C：為鹽酸標準溶液的濃度（mol/L）；m：為樣品的質量（g）；F：為氮換算成粗蛋白的系數為6.25；
4 數據處理
經DPS數據處理系統作單因素方差分析，用LSD法作多重比較。
6 討論
6.1 綜上所述，傳統凱氏定氮法測樣品中蛋白質時，樣品的消化時間很長，平均4小時左右，容易造成消化管燒干或炸裂而使實驗失敗，新方法大大縮短了蛋白質消化的時間，平均為1.5小時，較傳統凱氏定氮法消化時間平均縮短了2.5小時，省時省力，兩種方法所測得的粗蛋白質含量差異不顯著（P>0.05）。
6.2 實驗新方法中，將實驗樣品加入濃硫酸和催化劑試劑后過夜再消化，有助于對樣品的氧化與分解，在消化之前再加入少量過氧化氫（30%），有助于加快氧化反應。過氧化氫具有強氧化性，在酸性條件下的還原產物為H2O，過氧化氫在常溫可以發生分解反應生成氧氣和水（緩慢分解），在加熱或者加入催化劑（CuSO4.5H2O，Na2SO4）后能加快反應， 2H2O2 被加熱后生成2H2O+O2↑，因此加過氧化氫可加快消化過程。
7 結束語
除了消解方法的改變外，消化爐的加熱材料（比如現在主流使用碳纖維紅外加熱技術），隔熱材料（納米云隔熱材料）的改變都會提高消化效率。
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