微量凯氏(Micro-Kjeldahl)定氮法测定蛋白质含量
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【实验原理】
蛋白质(或其它含氮有机化合物)与浓H2SO4共热时,其中碳、氢两种元素被氧化成CO2和H2O,而氮元素转变成NH3,并进一步与H2SO4反应生成(NH4)2SO4,残留于消化液中,该过程通常称为“消化”。以甘氨酸为例:
CH2NH2COOH + 3H2SO4 → 2CO2 + 3SO2 + 4H2O + NH3
2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4
但是,该反应进行得很缓慢,消化费时较长,通常需加入K2SO4或Na2SO4以提高反应液的沸点,并加入CuSO4作为催化剂,以加速反应的进行;氧化剂H2O2也能加速反应。消化完毕后,加入过量浓碱(如NaOH)使消化液中的(NH4)2SO4分解放出NH3,以蒸馏法借水蒸汽蒸出的NH3,用一定量、一定浓度的H3BO3溶液吸收。NH3与酸溶液中H+结合成NH4+,使溶液中的H+浓度降低,然后用标准强酸(如盐酸)滴定,直至恢复溶液中原来的H+浓度为止。
(NH4)2SO4? +? NaOH → Na2SO4 + 2 NH4OH
NH4OH? → NH3? + ?H2O
3NH3 + H3BO3 → 3 NH4+ + BO33-
BO33- + 3H+ → H3BO3
最后根据所用标准酸的量计算出样品中的含氮量。大多数蛋白质的含氮量平均为16%,所以将测得的蛋白质的含氮量乘以蛋白质系数6.25(即每含氮1g,就表示该物质含蛋白质6.25g),即可计算出蛋白质的含量。
【 器材和 试剂 】
(一)器材
1. 100ml凯氏烧瓶
2. 改进型凯氏定氮仪
3. 50ml容量瓶
4. 分析天平(电子天平)
5. 烘箱
6. 电炉
7. 酒精灯
8. 小玻璃珠
9. 滴定管
10. 洗瓶
11. 锥形瓶
12. 铁架台
13. 普通面粉或其它样品
(二) 试剂
1. 消化液
30% H2O2∶浓H2SO4∶H2O =3∶2∶1
2. 30% NaOH溶液
3. 2% H3BO3溶液
4. 混合催化剂(粉末K2SO4- CuSO4混合物)
K2SO4与CuSO4以3∶1比例充分研细混匀。
5. ?0.01mol/L标准盐酸溶液
6. 混合指示剂(田氏指氏剂)
取0.1%甲烯蓝-无水乙醇溶液50ml、0.1%甲基红-无水乙醇溶液200ml,混合,贮于棕色瓶中备用。该指示剂酸性时为紫红色,碱性时为绿色,变色范围很窄(pH5.2~5.6)且很灵敏。
7. 蒸馏 水
【实验步骤 】
(一) 改进凯氏定氮仪的构造和安装
改进型凯氏定氮仪由蒸汽发生器、反应室及冷凝器三部分组成。 蒸馏 装置的结构如图所示,可分成三部分来叙述:
1. 蒸汽发生器和反应室:蒸汽发生器有3个开口(图中的3、4、5);反应室有1个开口(图中的6)。
2. 冷凝器和通气室:冷凝器有2个开口(图中的9、10);通气室有2个开口(图中的12、13)。
3. 排水柱: 排水柱有3个开口(图中的15、16、17)。
安装时,按图的连接方式仔细安装在一平稳的实验台上。先将主体部分固定在铁架台上,其底部放上电炉或酒精灯。然后将5与13;4与16;12与15;6与7用橡皮管连接,并夹上自由夹。最后长橡胶管连接进水口10和出水口17。
蛋白质(或其它含氮有机化合物)与浓H2SO4共热时,其中碳、氢两种元素被氧化成CO2和H2O,而氮元素转变成NH3,并进一步与H2SO4反应生成(NH4)2SO4,残留于消化液中,该过程通常称为“消化”。以甘氨酸为例:
CH2NH2COOH + 3H2SO4 → 2CO2 + 3SO2 + 4H2O + NH3
2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4
但是,该反应进行得很缓慢,消化费时较长,通常需加入K2SO4或Na2SO4以提高反应液的沸点,并加入CuSO4作为催化剂,以加速反应的进行;氧化剂H2O2也能加速反应。消化完毕后,加入过量浓碱(如NaOH)使消化液中的(NH4)2SO4分解放出NH3,以蒸馏法借水蒸汽蒸出的NH3,用一定量、一定浓度的H3BO3溶液吸收。NH3与酸溶液中H+结合成NH4+,使溶液中的H+浓度降低,然后用标准强酸(如盐酸)滴定,直至恢复溶液中原来的H+浓度为止。
(NH4)2SO4? +? NaOH → Na2SO4 + 2 NH4OH
NH4OH? → NH3? + ?H2O
3NH3 + H3BO3 → 3 NH4+ + BO33-
BO33- + 3H+ → H3BO3
最后根据所用标准酸的量计算出样品中的含氮量。大多数蛋白质的含氮量平均为16%,所以将测得的蛋白质的含氮量乘以蛋白质系数6.25(即每含氮1g,就表示该物质含蛋白质6.25g),即可计算出蛋白质的含量。
【 器材和 试剂 】
(一)器材
1. 100ml凯氏烧瓶
2. 改进型凯氏定氮仪
3. 50ml容量瓶
4. 分析天平(电子天平)
5. 烘箱
6. 电炉
7. 酒精灯
8. 小玻璃珠
9. 滴定管
10. 洗瓶
11. 锥形瓶
12. 铁架台
13. 普通面粉或其它样品
(二) 试剂
1. 消化液
30% H2O2∶浓H2SO4∶H2O =3∶2∶1
2. 30% NaOH溶液
3. 2% H3BO3溶液
4. 混合催化剂(粉末K2SO4- CuSO4混合物)
K2SO4与CuSO4以3∶1比例充分研细混匀。
5. ?0.01mol/L标准盐酸溶液
6. 混合指示剂(田氏指氏剂)
取0.1%甲烯蓝-无水乙醇溶液50ml、0.1%甲基红-无水乙醇溶液200ml,混合,贮于棕色瓶中备用。该指示剂酸性时为紫红色,碱性时为绿色,变色范围很窄(pH5.2~5.6)且很灵敏。
7. 蒸馏 水
【实验步骤 】
(一) 改进凯氏定氮仪的构造和安装
改进型凯氏定氮仪由蒸汽发生器、反应室及冷凝器三部分组成。 蒸馏 装置的结构如图所示,可分成三部分来叙述:
1. 蒸汽发生器和反应室:蒸汽发生器有3个开口(图中的3、4、5);反应室有1个开口(图中的6)。
2. 冷凝器和通气室:冷凝器有2个开口(图中的9、10);通气室有2个开口(图中的12、13)。
3. 排水柱: 排水柱有3个开口(图中的15、16、17)。
安装时,按图的连接方式仔细安装在一平稳的实验台上。先将主体部分固定在铁架台上,其底部放上电炉或酒精灯。然后将5与13;4与16;12与15;6与7用橡皮管连接,并夹上自由夹。最后长橡胶管连接进水口10和出水口17。