全自動凱氏定氮儀測定醬油中全氮的方法探討

劉燕 王英 林偉

摘 要：為提高實驗室數據的準確性和工作效率，減少實驗誤差，本文使用石墨消解爐加全自動凱氏定氮儀代替人工消解、蒸餾和滴定的方法進行醬油中全氮的測定。結果表明，改進方法和國標法無顯著性差異（P＞0.05）。改進方法的回收率為100.8%～106.2%，精密度為0.889%，均符合《實驗室質量控制規范 食品理化檢測》（GB/T 27404—2008）的規定。改進方法可以在實驗室中推廣應用。

關鍵詞：醬油；全氮；國家標準法；改進方法

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味品，具有悠久的歷史[1-2]。因其具有極強的鮮味、極佳的口感、怡人的香味和獨特的色澤等特點，成為我國各大菜系中不可缺少的調味品[3-4]。醬油中的全氮是指有機氮和無機氮的總量[5]，在醬油中起到了至關重要的作用，它不僅是評估醬油營養價值高低的重要標準[6-7]，還是決定醬油等級的關鍵因素之一。醬油等級越高，全氮含量越高[8-10]。

《釀造醬油》（GB/T 18186—2000）中采用傳統的電爐加熱方式進行消解操作，該加熱方式既無法精確控制加熱的具體溫度，又無法確保每個樣品都能達到統一的溫度控制；蒸餾操作使用的是普通蒸餾設備，占用空間大，蒸餾時間長，工作效率低，存在安全隱患；滴定操作采用的是手動操作滴定管，存在一定的誤差，數據穩定性差。綜合來看，GB/T 18186—2000測定醬油中全氮的方法存在操作穩定性差、時間較長、安全性差、操作煩瑣以及不適合批量檢測等不足[11]。

為了提高實驗數據的準確性、減少實驗誤差、提升工作效率以及簡化操作方法，本文對實驗方法進行改進，通過使用石墨消解爐加全自動凱氏定氮儀的方法[12]，對醬油中的全氮進行測定，同時對改進方法的可行性進行驗證[13]，為各食品檢測實驗室改進測定方法提供數據參考和支撐。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑以及儀器設備

市售某品牌預包裝醬油，購買于某大型連鎖超市。

鹽酸標準溶液[濃度：0.500 0 mol·L-1，標準物質編號：GBW（E）081127]，深圳市博林達科技有限公司；醬油中全氮標準物質（全氮標準值為1.72 g/100 mL，

標準物質編號：BWQ8993-2016），北京北方偉業計量技術研究院；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型全自動凱氏定氮儀，山東海能科學儀器有限公司；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的比例臨用時混合；硼酸溶液（2%）：準確稱取20.0 g硼酸于1 000 mL容量瓶中，用三級水定容至刻度線；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的比例臨用時混合；氫氧化鈉溶液（40%）：準確稱量40.0 g氫氧化鈉于100 mL容量瓶中，用三級水溶解后，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鹽酸標準溶液于100 mL容量瓶中，用三級水定容至刻度。

1.3 實驗方法

1.3.1 國家標準方法

準確吸取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，直到內容物完全炭化、泡沫全部停止時，繼續使瓶內溶液保持微沸狀態。待炭粒消失不見，消解液表現為澄清的淺綠色，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，開始加熱，直到餾出液120 mL時，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的鹽酸進行滴定，直至溶液呈現紫紅色。同時，進行空白實驗以作為參照。

1.3.2 改進方法

準確吸取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，設定消解溫度為420 ℃，消解時間為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凱氏定氮儀上，設定儀器參數為硼酸混合指示劑20 mL，40%氫氧化鈉溶液40 mL，水20 mL，蒸餾時間2 min。待蒸餾結束后，全自動凱氏定氮儀自動使用0.1 mol·L-1的鹽酸溶液滴定至終點[14]。按照同樣的方法做空白實驗。

1.4 加標回收試驗

按照低、中、高3個不同的濃度水平制作加標樣品，選擇硫酸銨作為加標物質，加入量分別設定為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容量瓶進行定容，則可得到樣品中全氮的加標濃度分別為0.188 2 g/100 mL、0.470 5 g/100 mL和0.752 8 g/100 mL。

2 結果與分析

2.1 精密度的測定

由表1可知，將樣品用國家標準方法和改進方法分別重復測量7次，測定樣品中全氮的含量。結果表明，國標法與改進方法測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。國家標準方法測得的精密度為1.060%；改進方法測得的精密度為0.889%。結果表明，改進方法的精密度小，數據穩定性更好。

2.2 回收率的測定

取1.4中制備好的加標樣品，用國標法和改進方法分別重復測量7次，計算回收率和相對標準偏差。由表2可知，國標法測得的回收率為93.3%～99.2%，相對標準偏差為0.92%～1.54%；改進方法測得的回收率為100.8%～106.2%，相對標準偏差為0.82%～1.33%。結果表明，國家標準方法和改進方法測得的數據都符合《實驗室質量控制規范 食品理化檢測》（GB/T 27404—2008）的要求，但改進方法數據穩定性更好。

2.3 國家標準方法和改進方法的顯著性檢驗

取同一實驗用醬油樣品，用國家標準方法和改進方法分別重復實驗7次，測得全氮含量，所測得的數據用統計分析軟件SPSS 21.0進行顯著性檢驗。結果表明，樣品全氮含量的P值為0.379（＞0.05）。國家標準方法和改進方法所得到的實驗數據無顯著性差異。

2.4 改進方法檢出限和定量限的測定

用改進方法對空白樣品進行20次重復實驗，按照3倍空白樣品的標準偏差計算全氮的檢出限為0.00 170 g/100 mL，10倍空白樣品的標準偏差計算全氮的定量限為0.00 567 g/100 mL。

3 結論

本文將《釀造醬油》（GB/T 18186—2000）測定全氮的國家標準方法進行改進，并且與國標方法進行對比。結果表明，改進方法和國家標準方法無顯著性差異（P＞0.05），改進方法測得的回收率為100.8%～106.2%，相對標準偏差為0.82%～1.33%，精密度為0.889%，均符合《實驗室質量控制規范 食品理化檢測》（GB/T 27404—2008）的規定。改進方法具有操作簡便、穩定性好、效率高、安全性高的優點，更適用于大批量樣品的測定。因此，改進方法可以代替國家標準方法用于醬油中全氮的測定，且建議在實驗室中推廣使用。

參考文獻

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