全自動(dòng)凱氏定氮儀測(cè)定醬油中全氮的方法探討

劉燕 王英 林偉

摘 要：為提高實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和工作效率，減少實(shí)驗(yàn)誤差，本文使用石墨消解爐加全自動(dòng)凱氏定氮儀代替人工消解、蒸餾和滴定的方法進(jìn)行醬油中全氮的測(cè)定。結(jié)果表明，改進(jìn)方法和國(guó)標(biāo)法無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。改進(jìn)方法的回收率為100.8%～106.2%，精密度為0.889%，均符合《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測(cè)》（GB/T 27404—2008）的規(guī)定。改進(jìn)方法可以在實(shí)驗(yàn)室中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：醬油；全氮；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)法；改進(jìn)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

醬油是日常生活中必備的調(diào)味品，具有悠久的歷史[1-2]。因其具有極強(qiáng)的鮮味、極佳的口感、怡人的香味和獨(dú)特的色澤等特點(diǎn)，成為我國(guó)各大菜系中不可缺少的調(diào)味品[3-4]。醬油中的全氮是指有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮的總量[5]，在醬油中起到了至關(guān)重要的作用，它不僅是評(píng)估醬油營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高低的重要標(biāo)準(zhǔn)[6-7]，還是決定醬油等級(jí)的關(guān)鍵因素之一。醬油等級(jí)越高，全氮含量越高[8-10]。

《釀造醬油》（GB/T 18186—2000）中采用傳統(tǒng)的電爐加熱方式進(jìn)行消解操作，該加熱方式既無(wú)法精確控制加熱的具體溫度，又無(wú)法確保每個(gè)樣品都能達(dá)到統(tǒng)一的溫度控制；蒸餾操作使用的是普通蒸餾設(shè)備，占用空間大，蒸餾時(shí)間長(zhǎng)，工作效率低，存在安全隱患；滴定操作采用的是手動(dòng)操作滴定管，存在一定的誤差，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性差。綜合來(lái)看，GB/T 18186—2000測(cè)定醬油中全氮的方法存在操作穩(wěn)定性差、時(shí)間較長(zhǎng)、安全性差、操作煩瑣以及不適合批量檢測(cè)等不足[11]。

為了提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、減少實(shí)驗(yàn)誤差、提升工作效率以及簡(jiǎn)化操作方法，本文對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)使用石墨消解爐加全自動(dòng)凱氏定氮儀的方法[12]，對(duì)醬油中的全氮進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)對(duì)改進(jìn)方法的可行性進(jìn)行驗(yàn)證[13]，為各食品檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室改進(jìn)測(cè)定方法提供數(shù)據(jù)參考和支撐。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑以及儀器設(shè)備

市售某品牌預(yù)包裝醬油，購(gòu)買于某大型連鎖超市。

鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液[濃度：0.500 0 mol·L-1，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號(hào)：GBW（E）081127]，深圳市博林達(dá)科技有限公司；醬油中全氮標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（全氮標(biāo)準(zhǔn)值為1.72 g/100 mL，

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號(hào)：BWQ8993-2016），北京北方偉業(yè)計(jì)量技術(shù)研究院；甲基紅；溴甲酚綠；乙醇；硫酸銅；硫酸鉀；硫酸；硼酸；鋅粒；氫氧化鈉。

K9860型全自動(dòng)凱氏定氮儀，山東海能科學(xué)儀器有限公司；JA4003型千分之一天平，天津天馬衡基儀器有限公司。

1.2 溶液配制

混合指示劑：0.2%甲基紅-乙醇溶液和0.2%溴甲酚綠-乙醇溶液，按照1∶5的比例臨用時(shí)混合；硼酸溶液（2%）：準(zhǔn)確稱取20.0 g硼酸于1 000 mL容量瓶中，用三級(jí)水定容至刻度線；硼酸混合指示劑：混合指示劑與硼酸溶液（2%）按1∶100比例混合；混合試劑：硫酸銅與硫酸鉀按照3∶50的比例臨用時(shí)混合；氫氧化鈉溶液（40%）：準(zhǔn)確稱量40.0 g氫氧化鈉于100 mL容量瓶中，用三級(jí)水溶解后，放冷，稀釋至刻度線；鹽酸滴定溶液（0.100 0 mol·L-1）：用移液管吸取20.0 mL鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液于100 mL容量瓶中，用三級(jí)水定容至刻度。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法

準(zhǔn)確吸取2 mL樣品，置于干燥潔凈的凱氏燒瓶，加入1.2中制備好的硫酸銅-硫酸鉀混合試劑4 g、硫酸10 mL，將燒瓶斜置于電爐上加熱，直到內(nèi)容物完全炭化、泡沫全部停止時(shí)，繼續(xù)使瓶?jī)?nèi)溶液保持微沸狀態(tài)。待炭粒消失不見(jiàn)，消解液表現(xiàn)為澄清的淺綠色，保持電爐加熱15 min后取下，自然冷卻至室溫。

連接蒸餾裝置，向三角瓶中加入2%的硼酸溶液30 mL和混合指示劑2滴，將冷凝管下端插入該液面以下。向凱氏燒瓶中緩緩加水120 mL、40%氫氧化鈉溶液40 mL以及鋅粒2粒，迅速連接到蒸餾裝置上，開(kāi)始加熱，直到餾出液120 mL時(shí)，將冷凝管下端置于液面以上，再加熱1 min。在餾出液中，使用0.1 mol·L-1的鹽酸進(jìn)行滴定，直至溶液呈現(xiàn)紫紅色。同時(shí)，進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)以作為參照。

1.3.2 改進(jìn)方法

準(zhǔn)確吸取2 mL樣品，置于消解管中，加入硫酸銅-硫酸鉀混合試劑4 g、硫酸10 mL，設(shè)定消解溫度為420 ℃，消解時(shí)間為60 min，等待加熱完成且冷卻后，取下放至室溫。將消解管及全部消解液連接于全自動(dòng)凱氏定氮儀上，設(shè)定儀器參數(shù)為硼酸混合指示劑20 mL，40%氫氧化鈉溶液40 mL，水20 mL，蒸餾時(shí)間2 min。待蒸餾結(jié)束后，全自動(dòng)凱氏定氮儀自動(dòng)使用0.1 mol·L-1的鹽酸溶液滴定至終點(diǎn)[14]。按照同樣的方法做空白實(shí)驗(yàn)。

1.4 加標(biāo)回收試驗(yàn)

按照低、中、高3個(gè)不同的濃度水平制作加標(biāo)樣品，選擇硫酸銨作為加標(biāo)物質(zhì)，加入量分別設(shè)定為0.887 2 g、2.218 1 g和3.548 9 g，將其加入醬油樣品中，并使用100 mL容量瓶進(jìn)行定容，則可得到樣品中全氮的加標(biāo)濃度分別為0.188 2 g/100 mL、0.470 5 g/100 mL和0.752 8 g/100 mL。

2 結(jié)果與分析

2.1 精密度的測(cè)定

由表1可知，將樣品用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法和改進(jìn)方法分別重復(fù)測(cè)量7次，測(cè)定樣品中全氮的含量。結(jié)果表明，國(guó)標(biāo)法與改進(jìn)方法測(cè)得樣品中全氮的平均含量分別為0.941 g/100 mL和0.946 g/100 mL。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)得的精密度為1.060%；改進(jìn)方法測(cè)得的精密度為0.889%。結(jié)果表明，改進(jìn)方法的精密度小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性更好。

2.2 回收率的測(cè)定

取1.4中制備好的加標(biāo)樣品，用國(guó)標(biāo)法和改進(jìn)方法分別重復(fù)測(cè)量7次，計(jì)算回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。由表2可知，國(guó)標(biāo)法測(cè)得的回收率為93.3%～99.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.92%～1.54%；改進(jìn)方法測(cè)得的回收率為100.8%～106.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.82%～1.33%。結(jié)果表明，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法和改進(jìn)方法測(cè)得的數(shù)據(jù)都符合《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測(cè)》（GB/T 27404—2008）的要求，但改進(jìn)方法數(shù)據(jù)穩(wěn)定性更好。

2.3 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法和改進(jìn)方法的顯著性檢驗(yàn)

取同一實(shí)驗(yàn)用醬油樣品，用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法和改進(jìn)方法分別重復(fù)實(shí)驗(yàn)7次，測(cè)得全氮含量，所測(cè)得的數(shù)據(jù)用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS 21.0進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。結(jié)果表明，樣品全氮含量的P值為0.379（＞0.05）。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法和改進(jìn)方法所得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)顯著性差異。

2.4 改進(jìn)方法檢出限和定量限的測(cè)定

用改進(jìn)方法對(duì)空白樣品進(jìn)行20次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，按照3倍空白樣品的標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算全氮的檢出限為0.00 170 g/100 mL，10倍空白樣品的標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算全氮的定量限為0.00 567 g/100 mL。

3 結(jié)論

本文將《釀造醬油》（GB/T 18186—2000）測(cè)定全氮的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行改進(jìn)，并且與國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，改進(jìn)方法和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法無(wú)顯著性差異（P＞0.05），改進(jìn)方法測(cè)得的回收率為100.8%～106.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.82%～1.33%，精密度為0.889%，均符合《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測(cè)》（GB/T 27404—2008）的規(guī)定。改進(jìn)方法具有操作簡(jiǎn)便、穩(wěn)定性好、效率高、安全性高的優(yōu)點(diǎn)，更適用于大批量樣品的測(cè)定。因此，改進(jìn)方法可以代替國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法用于醬油中全氮的測(cè)定，且建議在實(shí)驗(yàn)室中推廣使用。

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