自动凯氏定氮仪在测定酱油中全氮（以氮计）项目中的应用分析

陈焱

酱油风味独特、口感醇厚，且富含大量的营养物质，已成为家庭中的必备调味剂。全氮（以氮计）是衡量酱油营养价值的重要参数，可以在一定程度上反映酿造酱油的品质，全氮含量越多，表明酱油品质越高。因此，寻找高效的全氮含量检测手段，有利于精准把控酱油的质量，对人体健康和饮食安全具有重要的现实意义与价值。本研究对H县于2022年所检的8种市售品牌的酿造酱油开展测试分析，采用GB 5009.5-2016中的5.2法（自动凯氏定氮法）对酱油中的全氮（以氮计）指标进行测定，并与传统的GB/T 18186-2000规定的检验方法6.3法（凯氏烧瓶法）进行结果比对，以评价两种方法的优劣。

一、测定原理

将待测食品取样，与浓硫酸和催化剂CuSO4一同加热，经过催化、分解、碳化等反应过程后，氮从有机态转变为无机态，分解产生的氨与硫酸发生反应形成硫酸铵，这一过程被称为“有机物的消化”。消化完成后，在消化液中加入过量的NaOH对其进行碱化，随后经蒸馏操作促使氨以游离态形式存在，最后用硼酸溶液进行收集。采用盐酸或硫酸标准滴定溶液对收集液进行滴定，直至硼酸溶液中的氢离子浓度恢复到初始状态。食品的含氮量依据所消耗酸的量乘以换算系数计算得出。

二、试剂

95%-98%浓硫酸；硼酸溶液（20g/L）；氢氧化钠溶液（400g/L）；盐酸标准滴定溶液（0.1mol/L），购买有证标准物质；甲基红乙醇溶液（1g/L）；溴甲酚绿乙醇溶液（1g/L）；B混合指示剂：5份溴甲酚绿乙醇溶液与1份甲基红乙醇溶液混合（2种试剂临用前混合）；混合物：3份硫酸铜与50份硫酸钾混合。

三、仪器和设备

天平：感量为1mg；凯氏烧瓶：500mL；冷凝器；酸式滴定管：50mL；SH220F石墨消解仪（消解罐规格为300mL）；K9860型全自动凯氏定氮仪。

四、分析步骤

1.自动凯氏定氮法测定步骤。将待测液体充分混匀，移取2mL待测液至消化管中，再向其中加入0.4g硫酸铜、6g硫酸钾以及10mL硫酸，然后将消化管置于石墨炉上进行消解。设置曲线升温方式进行消解（第一阶段：温度为180℃，时间为30min；第二阶段：温度为260℃，时间为30min；第三阶段：温度为360℃，时间为30min；第四阶段：温度为420℃，时间为90min），消解完成后消化管中的液体呈绿色透明状。在自动凯氏定氮仪上自动完成加液、蒸馏、冷凝、淋洗、滴定以及记录数据等工序，同时测定平行样品和试剂空白。其中，自动凯氏定氮仪需提前设置自动加入纯水20mL、氢氧化钠溶液40mL，以及含有混合指示剂B的硼酸溶液20mL（混合指示剂B与硼酸的比例为1：100），同时设置好盐酸标准溶液浓度。

2.传统方法测定步骤。移取2mL充分混匀的待测液体试样至干燥的凯氏烧瓶中，再向其中加入4g硫酸铜-硫酸鉀混合物质和10mL硫酸，然后将凯氏烧瓶置于通风橱中加热。当烧瓶内物质充分炭化且无泡沫产生时加大火力，使瓶内溶液保持在微沸腾状态，直至炭粒完全消失且消化液呈现出澄清的淡绿色，再持续加热15min后取出并冷却至室温，随后缓慢加入120mL纯水。向收集瓶内移取30mL 2%的硼酸溶液和2-3滴混合指示液，将冷凝管下端导管置于瓶内液面以下。沿着凯氏烧瓶瓶壁缓慢加入40mL 40%的氢氧化钠溶液和2颗锌粒，然后快速将凯氏烧瓶与蒸馏装置连接在一起（此过程须保证整个装置密封性良好），接通冷凝水，振摇烧瓶并加热蒸馏，直至收集馏出液约120mL。随后将收集瓶位置放低，使冷凝管的下端导管与液面分离，继续蒸馏1min后停止加热，将冷凝管的下端外侧用少量水冲洗干净，取出收集瓶。最后使用0.1mol/L的盐酸标准滴定溶液对收集液进行滴定，振摇并观察瓶内溶液颜色变化，直至溶液呈现紫红色结束滴定，记录该时刻一共消耗的盐酸标准滴定溶液的体积。同时进行试剂空白试验。

五、数据处理

1.计算公式。按照下面公式计算样品中全氮的含量，单位为g/100mL。

式中，V1：滴定样品所消耗0.1mol/L盐酸标准滴定溶液的体积，单位：mL；V0：空白试样所消耗0.1mol/L盐酸标准滴定溶液的体积，单位：mL；c：盐酸标准滴定溶液的浓度，单位：mol/L；V：分析用试样的体积，单位：mL。

2.精密度要求。GB/T 18186-2000规定的6.3法（传统测定法）：对同一样品进行平行试验的测定差不得超过0.03g/100mL；GB 5009.5-2016规定的5.2法（自动凯氏定氮法）：在重复条件下得到的两次独立测定结果之间的绝对差值不得超过算术平均值的10%。

六、测定结果

1.两种方法测定结果分析比对。自动凯氏定氮法与传统测定法的测定结果见表1。

2.两种方法测定用时比对。自动凯氏定氮法与传统测定法的测定用时详见表2。

七、结果分析

本研究共测定分析了8种市售品牌酱油的全氮含量（以氮计），结果如表1和表2所示。根据结果可知，两种方法得到的8组测定结果均符合相关标准规定的精密度要求。对同一样品采用两种方法得到的测定结果进行对比可知，两者测定结果相近，且测定结果均在误差允许的范围之内。另外，从两种方法的测定总用时来看，自动凯氏定氮法相较于传统测定方法具有明显的时间优势，自动化程序极大地缩短了测定过程中耗费的蒸馏时间和滴定时间，仅需要7min左右即可完成测定。因此，自动凯氏定氮法可作为测定酱油中全氮含量（以氮计）的一种高效、快速、准确的测定分析方法。

八、总结

本研究采用自动凯氏定氮法对酱油中的全氮（以氮计）进行测定，并与推荐性国家标准GB/T 18186-2000中全氮的测定方法进行对比，发现两种测定方法的测定结果并未表现出明显的差异，结果均准确可用。由此可知，自动凯氏定氮法可作为测定酱油中全氮含量（以氮计）的一种标准分析方法。此外，自动凯氏定氮仪的测定结果不但能够满足方法要求，同时具有成本低、速度快、省时省力和操作简单等优点，实现了测定自动化，极大地解放了人力，并减小了传统测定方法中滴定等人工操作带来的误差，结果更加准确，适用于大批量试样的检测，这是传统方法无可比拟的。

作者简介：陈焱（1974-），男，汉族，甘肃庆阳人，工程师，大学专科，研究方向为食品检验检测。