凯氏定氮法的基本原理篇1

【关键词】超声辅助碱法；超声辅助酶碱法；燕麦麸；蛋白及其产物

【中图分类号】R197【文献标识码】A

本文旨在比较分析超声辅助碱法与超声辅助酶碱法提取燕麦麸蛋白及其产物，以期为提取燕麦麸蛋白及其产物提高参考，具体报告如下：

1材料与方法

1.1材料和试剂燕麦麸皮，糖化酶，葡聚糖凝胶（G-100），考马斯亮蓝（G-250），牛血清白蛋白，分析纯。

1.2设备水浴恒温振荡器，离心机，超声浸取装置，冷冻干燥机，层析柱，恒流泵，氨基酸分析仪。

1.3方法

1.3.1基本化学成分的分析测定蛋白质的含量：以考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白的含量：以凯氏定氮法测定原料中粗蛋白的含量；以索氏抽提法测定粗脂肪的含量：以酸水解法测定淀粉的含量；以105℃恒重法测定水分的含量：以550℃灼烧法测定灰分的含量[1]。

1.3.2超声辅助碱法提取的试验设计和工艺流程试验设计：以燕麦蛋白的提取率作为指标，确定超声辅助碱法提取燕麦麸蛋白及其产物的最佳工艺参数。工艺流程：脱脂、加水、pH值调整、恒温水浴、超声处理、离心处理、取上清液、测定蛋白含量、计算提取率。

1.3.3超声辅助酶碱法提取的试验设计和工艺流程试验设计：以燕麦蛋白的提取率作为指标，确定超声辅助碱法提取燕麦麸蛋白及其产物的最佳工艺参数。工艺流程：脱脂、加水、pH值调整、加糖化酶、恒温水浴、超声处理、再次浸提、离心处理、取上清液、测定蛋白含量、计算提取率。

1.3.4燕麦蛋白的提取率计算蛋白的提取率=提取液内蛋白质量（g）/燕麦麸内蛋白质量（g）×100。

1.3.5组成氨基酸和营养价值评定组成氨基酸：取2种方法所提取的燕麦麸蛋白放入水解管内，加入HCl溶液（6mol/L），真空封口，于110℃下进行24小时水解，将封管切开，在冷却后进行定容和过滤及蒸干操作，再加入HCl溶液（0.02mol/L），于空气中进行30分钟的放置，使用氨基酸分析仪对氨基酸进行分析。营养价值评定：根据1973年FAO/WHO制定的氮氨基酸的评分标准模式评定，氨基酸含量、EAAI按照公式进行计算[2]。

凯氏定氮法的基本原理篇2

1材料与方法

1．1材料

试验用球等鞭金藻、米氏凯伦藻、三角褐指藻、海水小球藻、绿色巴夫藻、衣藻藻种均由淮海工学院海洋学院藻类实验室保存。海水培养液采用f／2营养液，衣藻采用BG－11培养液；微藻培养所用海水采自连云港高公岛海域（盐度约31．00～32．00）涨潮时，醋酸纤维薄膜过滤，121℃、20min灭菌待用；淡水采用蒸馏水，灭菌要求同海水，试验所用的试剂均为分析纯。

1．2方法

1．2．1微藻培养方法

藻种在f／2培养液中进行培养，达到指数生长期便可作为藻种进行接种。微藻静止培养，海水藻采用f／2培养液，在无菌条件下将50mL处于对数期的藻种接种于装有200mLf／2培养液的500mL的锥形瓶中，光照度为3000lx，光照周期12h∶12h，不通气培养，每日定时摇动3次，23℃下培养［8］。衣藻采用BG－11培养液，其他条件同海水藻培养。

1．2．2微藻生长测定

以正常培养液NaNO3的含量为100％，在其他成分含量不变的条件下改变NaNO3含量设置浓度。f／2培养液中的氮含量（m／V）设置为100％、80％、60％、40％及20％5个梯度组，BG－11培养液设置方法同f／2培养液。分别培养6种微藻，采用吸光度法定时对其生长进行测定。吸光度的测定：以接种时刻为初始时间，第4d开始测定，每日取出5mL藻液。以蒸馏水为空白对照，分别在不同波长下测定每种藻（球等鞭金藻450nm，米氏凯伦藻500nm，三角褐指藻260nm，海水小球藻680nm，绿色巴夫藻450nm，衣藻645nm）OD值。

1．2．3微藻总脂含量测定

f／2培养液与BG－11培养液中的氮含量设置梯度同上，分别培养6种微藻。对数期末收集藻体，5000r／min，离心5min，冷冻干燥后－20℃保存，以索氏抽提法测定微藻总脂含量。

2结果与分析

2．1微藻生长对氮含量变化的响应

2．1．1球等鞭金藻

氮含量为80％、60％及40％组，球等鞭金藻的生长量均超过100％组，其中80％试验组，微藻长势良好，到第10d，生长量超过100％组67％；60％组在第8～9d出现一个生长高峰，后急剧下降；40％试组第4～7d变化无几，第7d开始，生长量增加很快，培养至第9d达到最高；20％试验组生长情况低于100％组（图1）。图1氮含量变化对球等鞭金藻生长的影响

2．1．2米氏凯伦藻

米氏凯伦藻氮含量为80％组，生长量在第10d达到最高，超出其他试验组约60％。其中第5～6d出现第一个生长高峰，后急剧下降，原因有待探讨。之后在第9d出现第二个高峰，第10d达最高。生长过程波动性大，稳定性差；其他各试验组变化不大，生长量均未超过100％组（图2）。

2．1．3三角褐指藻

三角褐指藻随培养时间的延长，各试验组生长平稳，波动性小；各组在第4～5d、第6～7d出现2个生长高峰；60％、80％组生长量自第7d始均超出100％试验组，但超出量不大（图3）。

2．1．4海水小球藻

海水小球藻在不同氮含量条件下生长曲线见图4。各试验组生长平稳，波动性小，在第5～7d出现生长高峰。100％组生长最好，其次是60％组，100％组生长量从开始至第10d始终高于其他试验组（图4）。

2．1．5绿色巴夫藻

绿色巴夫藻对不同氮含量响应明显，各试验组在第4～5d均出现生长高峰，100％组自第8d，进入又一个生长高峰期。40％组自第5d后开始下降，至第10d，只有100％组的16％，生长情况较差。其次为20％组，至第10d，为100％组的61％（图5）。2．1．6衣藻在不同氮含量条件下，衣藻生长波动较大，尤其40％组变化很大，自第4～7d维持高速生长，到第8d生长量开始急剧下降，第9d生长量是最大值的65％，后趋于平稳。60％和80％组生长量均超过100％组，80％组生长最好（图6）。

2．2微藻总脂含量对氮含量变化的响应

试验证实，供试的6种微藻总脂含量对氮含量的变化均有不同程度的响应，球等鞭金藻氮含量60％组总脂含量最高，达细胞干质量的67．78％；三角褐指藻氮含量80％组总脂含量最高，达细胞干质量的80．77％；米氏凯伦藻氮含量80％组总脂含量最高，达细胞干质量的51．85％；海水小球藻氮含量80％组总脂含量最高，达细胞干质量的65．38％；绿色巴夫藻氮含量60％组总脂含量最高，达细胞干质量的73．68％；衣藻氮含量80％组总脂含量最高，达细胞干质量的39．13％（图7）。

3讨论

氮是植物必须营养元素之一，水中氮浓度状况直接影响着微藻的生长繁殖和胞内总脂的积累。微藻在一定的胁迫条件下可以促进脂类的合成和积累，但是这样的环境条往往也会抑制藻细胞的生长，导致生物量降低。在微藻脂类生产中，藻类生长和含脂高的最适条件经常是相冲突的。为缓解这一矛盾，本试验参考陈贞奋等［9］方法，改变氮含量，适当降低氮源，相对增加碳源，形成培养微藻提高总脂产量的模式。

凯氏定氮法的基本原理篇3

【关键词】氨氮；测定方法；生活饮用水

【中图分类号】R991【文献标识码】A【文章编号】1004-7484（2014）06-3520-02

DeterminationMethodsImprovementofAmmoniaNitrogeninWater

JiangNanLiuSijie*

JilinProvincialCenterforSanitationInspectionandTest，Changchun130062，China；

【Abstract】ObjectiveToimprovethemethodforammonianitrogenindrinkingwater.MethodsThesampleaddingphenate-citratesolutionisaddedtochlorinebuffersolutionimmediately.Thesolutionisquantifiedin630nmwavelengthafterstaticlymixingin90min.ResultsTherecoveryofammonianitrogenwas92.1%.Therelativestandarddeviation（RSD）was4.3%.ConclusionTheimprovedmethodissimple，rapid，sensitiveandaccurate.Therefore，itissuitableforanalysisofammonianitrogenindrinkingwater.

【Keywords】ammonianitrogen；determinationmethod；drinkingwater

氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的氮。动物性有机物的含氮量一般较植物性有机物更高。同时，人畜粪便中含氮有机物很不稳定，容易分解成氨。因此，水中氨氮含量增高时指以氨或铵离子形式存在的化合氨。氨氮是水质监测中的重要指标，可以有效地体现水体受污染程度及其自净情况，所以开展水体中氨氮的含量测定对于水体生态环境质量和水体功能评价具有非常重要的现实意义〔1〕。测定生活饮用水中氨氮的方法有氨气敏电极法、纳氏试剂比色法、吹托-电导法、凯氏定氮法等等。生活饮用水标准检验方法（GB/T5750.5-2006）中氨氮检测采取纳氏试剂分光光度法、酚盐分光光度法和水杨酸盐分光光度法〔2〕。纳氏试剂分光光度法稳定性一般，并且含有碘化汞，易对环境和人体造成污染和危害；水杨酸盐分光光度法中水杨酸气味较重，对实验人员易造成危害；而酚盐分光光度法所用试剂相对简单安全，基体干扰少，常被用于水中氨氮的测定。本文拟对酚盐分光光度法进行一定的改进，使其分析过程和效果达到更优。

1材料与方法

1.1仪器2结果与讨论

徐陆妹〔3〕、陈惠琴〔4〕、杜晓旭〔5〕等已经对于氨氮进行过一定的分析，在此基础上本人结合大量实验对生活饮用水中的氨氮方法做出以下改进：

2.1含氯缓冲溶液配制的优化：原方法中为称取12g无水硫酸钠及0.8g碳酸氢钠，溶于100mL纯水中。加入34mL次氯酸钠溶液（30g/L），并加纯水至200mL，放置1h后即可使用。本试剂1mL用纯水稀释到50mL，加入1g碘化钾及3滴硫酸，以淀粉溶液作指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定生成的碘，应消耗5.6mL左右。如低于4.5mL应补加次氯酸钠溶液。实验发现由于次氯酸钠溶液本身极其不稳定，所以市售次氯酸钠溶液浓度往往低于其所标示浓度，致使其滴定生成的碘消耗硫代硫酸钠的量远远低于4.5mL。经过反复试验，补加次氯酸钠的量可高达31mL（见图1），所以再重新配置含氯缓冲溶液时，可以先一次性加入60mL次氯酸钠溶液，如果消耗硫代硫酸钠溶液量仍小于5.6mL，再逐步小剂量一点点补加次氯酸铵溶液。这样可以节省大量试验时间。

硫代硫酸钠消耗量（mL）

2.3实验地点选择的优化生活饮用水中氨氮含量的测定结果跟实验地点选择有很大的关系，比如实验地点应远离卫生间，不能跟测定总硬度的人员同时间同地点测定等，否则测定值将会高于实际值。

2.4方法精密度和准确度以某样品为代表，平行测定6次，测量结果的相对标准偏差为4.3%。测定相同样品基底的加标回收率为92.1%。精密度和准确度均符合方法性能指标的要求。

3结论

综上所述，采用优化后的酚盐分光光度法检测生活饮用水中氨氮可以简化操作过程，减少操作时间，增加实验准确度。并且该方法能够满足方法学的要求，具有良好的效果。

参考文献：

[1]王文萍，郭周芳，尚伟伟.水中氨氮的测定方法[J].水科学与工程技术，2012年第3期：26-28.

[2]中华人民共和国卫生部/中国国家标准化管理委员会.GB/T5750-2006，生活饮用水标准检验方法[S].北京：中国标准出版社，2007.

[3]徐陆妹，陈荣乐.生活饮用水中氨氮检测方法的研究[J].中国卫生检验杂志，2010，20（3）：673-674.

凯氏定氮法的基本原理篇4

关键词三鹿三聚氰胺假蛋白食品安全

中图分类号：R155文献标识码：A

2008年9月8日，甘肃《兰州晨报》等媒体首先爆料毒奶粉事件，但没有公开奶粉品牌，三鹿集团以事不关己的态度稳坐如山。11日，三鹿集团被新华网曝光，是毒奶粉的始作俑者，社会哗然。12日14时，三鹿集团将毒奶粉的责任推到奶农身上，称不法奶农向鲜牛奶中掺入三聚氰胺以获取更多的利润。16日，国家质检总局公布：三鹿、伊利、蒙牛、雅士利等22家奶粉中检出三聚氰胺超标，其中三鹿奶粉含量最高。

三聚氰胺含氮量大约为66%，被非法添加在饲料、牛奶、奶粉中以提高蛋白质的表观测定值。美国在2007年有4000只宠物发生中毒事件，我国有5万名婴幼儿患尿路结石，研究发现，三聚氰胺是这些事件的罪魁祸首，对社会公共安全造成了极大的危害。

1三聚氰胺简介

三聚氰胺俗称蜜胺、蛋白精，也可以叫作三聚氰酰胺、氰脲三酰胺，这一有机化合物具有三嗪类含氮杂环。常温下性质稳定，为单斜晶体，呈白色，无异味。易溶于热水，微溶于冷水，显弱碱性，遇酸形成三聚氰胺盐，对身体有害。

生产三聚氰胺树脂是三聚氰胺主要用途，所生产出的树脂耐水性、耐热性、耐电弧性、阻燃性很好，在装饰板、涂料、粘合剂、造纸、纺织、皮革、氨基塑料、电器、医药等行业有广泛的应用。三聚氰胺不能作为食品原料和食品添加剂添加到食品中去，若人为向食品中添加三聚氰胺的话，要负法律责任。查资料可知，正常情况下，食品中三聚氰胺含量很低，主要是通过环境、食品包装材料等媒介进入。为保护人体健康，保证食品安全，我国制定了三聚氰胺在食品中的限量值，婴儿配方食品中三聚氰胺的限量值为1mg/kg，其他食品中三聚氰胺的限量值为2.5mg/kg，如果高于此数值不得销售。

2假蛋白原理

不法商人为了将食品检测中的蛋白质含量指标增高，常利用测定食品和饲料中蛋白质含量方法上的缺陷，将三聚氰胺作为食品添加剂使用，这也是三聚氰胺常被人称为“蛋白精”的主要原因。

蛋白质主要组成成分是氨基酸，氨基酸的分子式含氮量最多才达30%，而三聚氰胺分子式里的氮含量大约为66%。在蛋白质的测定中，一般会选用“凯氏定氮法”测定氮含量，利用氮与蛋白质的关系将蛋白质的含量间接推算出来，由于三聚氰胺的高含氮量，可以使得食品中蛋白质测定含量值偏高，以通过食品质量检测。花费真实蛋白原料的1/5，即可将食品和饲料中“蛋白质”含量增加1%，且三聚氰胺溶于水后无色无味，掺杂后也不易被发现。

3三聚氰胺的危害

早有研究表明，三聚氰胺对动物和人体的生殖、泌尿系统有危害。1945年，《药理学与实验治疗学》期刊上发表了美国纽约里德勒实验室两位毒理学专家的论文，他们以大鼠、兔和狗为实验材料，长期喂养大剂量三聚氰胺，三种动物的生殖、泌尿系统均受到不同程度的损坏，膀胱、肾部出现结石，发展成膀胱癌的几率很大。

日本学者在1992年也做了类似的科学试验，以大鼠为实验材料，连续36周饲喂1%、3%两种不同浓度的三聚氰胺，膀胱癌的发生率差距较大，分别为5%和79%，结石发生率较高，且差距不大，分别为70%和100%。1994年《国际化学品安全手册》表明：长期或反复大量摄入三聚氰胺可能对肾与膀胱产生影响，导致产生结石。

三聚氰胺毒性较低，但呈弱碱性，易与酸性物质发生反应，如果该酸性物质是三聚氰酸，将产生不溶于水的氰尿酸三聚氰胺，形成肾结石。三聚氰胺被人体食用后，经过消化系统，尤其是在胃酸的作用下，会有一部分转化为三聚氰酸，与没有转化的三聚氰胺形成结晶，成为肾结石。

三聚氰胺摄入时间过长，在人体内积累，转化和发生反应，损害生殖、泌尿系统，在膀胱、肾部易形成结石，诱发膀胱癌。摄入三聚氰胺量越大，患结石和膀胱癌的可能性就越大。大人很少吃奶粉，且代谢能力强，承受能力也强，受到三聚氰胺的影响较小，患病的几率也较小。婴幼儿很多以奶粉为食，且代谢能力弱，承受力差，长期食用会严重危害身体健康，甚至对生命造成威胁。

婴幼儿很多以乳与乳制品为食，检测乳与乳制品的品质，蛋白质含量是重要的评价指标之一，由于三聚氰胺的成本低，含氮量高，溶于水后无色无味，在乳与乳制品中掺杂三聚氰胺，不仅对蛋白质含量检测结果的提高有作用，且不易被发现，因此不法商人非法添加三聚氰胺提高蛋白质的检测值，以致接连出现多起奶粉质量安全事件。2009年有学者研究分析了掺假三鹿乳粉中三聚氰胺及其类似物，发现三聚氰胺含量低于检测限0．05mk/kg的样品只占21%，剩余样品中三聚氰胺检测值远远超过了WHO规定的限量值，比其他品牌婴幼儿乳粉中的三聚氰胺含量高出许多，而其他部分品牌的婴幼儿乳粉也受到不同程度污染。针对婴幼儿在三聚氰胺吸收率方面的研究发现对三聚氰胺吸收最好的是3个月的婴儿，年龄越大，其吸收率越低。

4违禁添加三聚氰胺的原因

蛋白质含量是食品工业中检测食品安全的重要测量指标，直接测量成本高，技术复杂，且大范围推广较难。一般会选用“凯氏定氮法”测定氮含量，利用氮与蛋白质的正比关系间接推算蛋白质的含量。即食品中所测得的全氮含量越高，则认定蛋白质含量就越高。

这套检测方法并不能真实的反应蛋白质含量水平，给食品检测达标情况制造假象。三聚氰胺分子式中含氮量高达66.7%，而牛乳氮含量是15.7%，大豆蛋白含16%的氮。这样，三聚氰胺就就成了最佳的选择。食品中添加三聚氰胺，蛋白质含量的测出值就增加了，而三聚氰胺没有任何营养价值，有低毒，更无法替代蛋白质。

三聚氰胺被添加到奶制品中的途径有以下两种。一种是先将原奶兑水，再掺入三聚氰胺，使奶制品的氮含量提高，达到国家要求标准，轻松骗过检测；另一种是在生产过程中添加三聚氰胺，提高产品的氮含量，使其达标。除此之外，许多厂商还加入低价的淀粉等，平衡氮的含量。

5奶粉中鉴别三聚氰胺的方法

家庭实验条件较简陋，三聚氰胺易溶于热水，微溶于冷水，溶解度随温度升高而增大，在家中，可以利用降温结晶化学原理，快速检测可能含三聚氰胺的奶粉。具体方法如下：取干净玻璃杯，将待测奶粉放入其中，向杯中加入少量沸水（比平常冲奶粉的水略少），搅拌均匀。奶粉完全溶解后放入冰箱，静置降温。一小时后，将奶粉从冰箱取出，仔细观察，若杯底有少量沉淀，则证明奶粉中含三聚氰胺。然后拿一个空杯，将黑布固定在有奶粉的杯子杯口上，将奶粉过滤到空杯里，若黑布上有少量白色块状固体，将白色固体导入冷水中，沉入水体，则说明该固体很可能就是三聚氰胺。在家中可以用这种方法检测奶粉中是否含有三聚氰胺。

这个实验比较容易，不需要专业仪器，且对理论知识和实验操作技能的熟练度要求不高，只需要仔细观察，具有很强的实用性。这种方法的不足之处在于还不能排除其他物质造成沉淀的可能性，不能有量的证明沉淀就是三聚氰胺。但它的应用仍可以尽力地减少饮用添加三聚氰胺的奶制品，给人们的生活多一份安全保障。

6从三聚氰胺事件看我国食品安全问题现状

经历了“三鹿奶粉事件”，食品安全成为了消费者心中的一大疑虑，谈“食”色变。虽然三鹿集团宣告破产，三聚氰胺事件依然历历在目，陕西金桥乳业有限公司三聚氰胺超标，上海熊猫乳品有限公司的四批次奶粉和炼乳中三聚氰胺含量超标，青海省一乳制品厂三聚氰胺超标五百倍等。我国的食品安全状况的改善需要通过对与民众生活息息相关的乳制品产业进行重新审视，加强企业诚实诚信理念，加强国家法律监管力度，对食品安全的检测更要认认真真，不得马虎，更不得投机取巧。

参考文献

[1]周丽,徐新云.三聚氰胺毒性作用及其对健康的危害[J].职业与健康,2010.26(23):2858-2859.

[2]刘林.浅析三聚氰胺[J].广东化工,2010.37(10):90-101.

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[5]中华人民共和国卫生部.GB107652010婴儿配方食品[S].北京:中国标准物质出版社,2010.

[6]中华人民共和国卫生部.GB107672010较大婴儿及幼儿配方食品[S].北京:中国标准物质出版社,2010.

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[8]何绮霞.正确认识三聚氰胺[J].广东饲料,2008.10.

[9]木言.聚焦“三聚氰胺”[J].中国科技术语,2008.5.

[10]林祥梅,王建峰,贾广乐.三聚氰胺的毒性研究[J].毒理学,2008.22(3).

凯氏定氮法的基本原理篇5

关键词环境监测；氨氮；分析方法

中图分类号X7文献标识码A文章编号1674-6708（2014）112-0126-02

通过调查研究我们可以得知，在地下水以及地表水中普遍存在氨氮，存在形式是离子铵和游离氨，并且在降雨过程中，地下水以及地表水中还会进入一些大气中的气态氨；如果水中氨氮在相关限定值以上，就会威胁到鱼类的生存和人们的身体健康，因此，在判断水体污染程度时，需要综合考虑氨氮的多少。目前在环境监测中，已经将氨氮作为了重要的一项指标。

1分光光度法

在氨氮测定中，经常用到的一种方法就是分光光度法，通常情况下，可以将分光光度法分为两类，这种划分依据是结合试剂的不同；首先是纳氏试剂分光光度法，主要是分析和测定那些清洁饮用水、天然水以及高纯净化废水出水等水体中的氨氮；在具体的实践过程中，我们可以得知，这种分光光度法比较的简单，操作起来比较的灵敏，但是在测定过程中，容易受到其他因素的干扰作用，如水中的金属离子、酮类和醛类以及浑浊程度、水体颜色等等，因此，在测定之前，需要预先处理水体。其次是苯酚――次氯酸盐比色法，相较于纳氏试剂分光光度法，这种测试方法有着完全一致的适用范围、干扰状况和消除方法，并且可以灵敏的进行操作，有着较高的稳定性。经过近些年来，分光光度法得到了大力发展，被普遍应用到氨氮测定中，有专家学者提出，首先利用H2S04来消煮土壤，然后利用NaOH来中和ph值，促使其在相关标准范围以内，将溶液中的相关粒子给沉淀分离出来，因为溶液中的NH4会和二氯异尿氰酸钠发生反应，促使稳定绿色化合物生成。通过这样的操作，可以提高操作的准确性，并且有着较高的灵敏度，有较大优势。

2离子色谱法

有专家学者在测定大气中的氨时利用了离子色谱法，主要步骤是这样的，首先采用离子色谱仪来对硼溶液采集到的样品进行分析，然后对比国际的靛酚蓝比色法，结果发现，本方法有着较大的优势，不仅更加的准确，还比较的简洁，节省了大量的时间，有着较高的灵敏度和较大的线性范围。

3离子选择性电极法

通过大量的实践研究我们可以得知，这种方法具有一系列的优点，有着较宽的测定范围，并且在测定之前，也不需要预先处理水样等，有学者通过研究得知，在强碱性环境下，将掩蔽剂二钠盐加入到废水中，可以将很多种干扰离子给有效消除掉，完全能够满足环境分析的相关要求，并且有着较好的准确度和精密度，在测定效果方面可以与纳氏试剂分光光度法所媲美。另外，还有研究者采用离子选择性电极法对大气中氨的含量进行了科学测定，都取得了不错的效果。

4流动注射分析法

某外国专家利用流动注射分析法测定了电厂水NH3态氮，测定结果显示有线性相关存在于0.05-0.06mmol/L的NH4中。我国王伟利用流动分析技术来测定水中氨氮含量，并且对各种实验条件对结果的影响进行了研究，结果发现，基本上没有因素会干扰到这种方法的应用，可以有效的分析饮用水和污染水。徐华华等专家将气体扩散膜装置的方法加入到了流动注射体系中，在MaOH溶液中加入水样中的NH4，促使其发生反应，转化为NH3，扩散之后，透过气体分离膜，以此来对水样中微量NH4进行分离，之后测定氨氮含量，经过实践得知，有着十分良好的效果。

5仪器分析法

随着科学技术的不断革新，如今出现了诸多的仪器来分析氨氮，首先是凯式定氮仪，这种仪器将蛋白质中氮含量恒定的原理给充分利用了起来，通过对样品中氮含量进行测定，对蛋白质丹炉进行计算，因为凯式定氮法就是计算和测量蛋白质含量，因此，这种仪器就被称之为凯式定氮仪。主要工作原理是这样的，不需要消解水样，将适量的氢氧化钠加入进去，对其碱性进行调节，转化水样中的铵盐，促使其形成氨，然后对其进行蒸馏，将氨析出来，吸收用硼酸溶液来完成，然后将电位滴定仪来进行。将氨用硼酸溶液吸收之后，会升高溶液的酸碱值，然后滴入一些硫酸溶液，促使其达到初始ph值，对滴定终点进行控制，当接近终点时，降低滴定速度，然后结合消耗盐酸的量，来对水样中氨氮的含量进行计算。我国某专家深入研究了凯式定氮仪测定氨氮的分析方法，并且对比了国际纳氏试剂法的差异，发现有着大致相同的效果。其次是色谱仪，这种方法也被人们称之为层析法，属于物理分离技术，具有较高的效能，结合其他的检测手段，共同形成了色谱分析法。通常在那些有着比较复杂成分样品的分离分析中应用这种方法。周伟峰利用外国某公司生产的离子色谱分析仪来对水样中的氨氮进行了分析，这种方法没有较多的干扰离子，并且经过微孔滤膜过滤过样品之后，就可以开始分析，如果较高浓度的有机物存在于其中，需要合理应用蒸馏方法，这样可以避免分离柱中的固定相遭到损害，或者分离柱的寿命得到降低。通过具体的实践，发现采用色谱仪进行检测，有着较高的精密度和准确度，并且操作起来难度不大，有着较高的灵敏度，可以对环境二次污染问题进行有效的减少，值得推广和应用。通过上文的叙述分析我们可以得知，随着时代的发展，人们生活水平越来越高，对环境质量提出了很高的要求。针对这种情况，就需要大力开展环境监测工作，其中氨氮分析法是非常重要的一个方面，需要引起人们足够的重视。目前的氨氮分析方法具有各自的适用范围和优缺点，在实际的应用中，需要合理选择。

参考文献

[1]杨玉珍，王婷，马文鹏.水环境中氨氮危害和分析方法及常用处理工艺[J].山西建筑，2010，2(20)：123-125.

凯氏定氮法的基本原理篇6

关键词：三聚氰胺；理化性质；合成方法；生物学毒性；检测

文章编号：1005－6629(2009)01－0052－03中图分类号：O626文献标识码：E

2007年3月，美国食品药物管理局（FDA）在对连续死亡猫狗的调查中发现，导致宠物死亡的罪魁祸首，是作为宠物饲料的小麦蛋白粉和大米蛋白浓缩物里含有的一种名为三聚氰胺的化学物质。这种物质对人体和动物的危害尚未被完全认知，但已知的是，“如长期和反复接触作用，该物质可能对肾发生作用”[1]。

2008年中国婴幼儿奶粉污染事件再次将三聚氰胺的毒性引入公众视野。由于不法分子为增加原料奶或奶粉的蛋白含量而人为加入部分批次的三鹿牌婴幼儿奶粉中，结果导致甘肃等地发生多起婴幼儿泌尿系统结石病例。

本文就三聚氰胺的理化性质、合成工艺、生物学毒性及检测方法作一综述。

1三聚氰胺（Melamine）的理化性质

三聚氰胺，又名蜜胺，氰脲酰胺，三聚氰酰胺，化学名称为2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪，分子式为C3H6N6或C3N3(NH2)3，相对分子质量为126.13，是一种白色单斜晶体，密度（20℃）1.573g/cm3，熔点354℃，沸点升华；低毒，不可燃[2]，微溶于水，无味，溶解度随温度升高而逐渐上升，溶液呈弱碱性。三聚氰胺在二乙醇胺、三乙醇胺、甘油、热乙二醇中具有一定溶解度，但不溶于醚、苯和四氯化碳，可与盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、草酸等形成盐。在中性或微碱性情况下，与甲醛缩合而生成各种羟甲基三聚氰胺，但在微酸性中

（pH值5.5~6.5）与羟甲基的衍生物

进行缩聚反应而生成树脂产物。其

化学结构式如右图所示。

三聚氰胺一般用作阻燃剂。由于三聚氰胺不可燃，在250~450℃时吸热发生分解反应，放出氨气，形成缩聚物，影响基体材料的熔化行为，并加速其炭化成焦，从而使三聚氰胺成为优良阻燃剂。它也可用作改性剂，改善酚醛树脂和脲醛树脂的性能。在应用于酚醛树脂改性时，三聚氰胺与甲醛、苯酚之间均可发生缩聚反应，因而能降低酚醛树脂的固化温度、缩短热压周期，减少酚醛树脂中游离酚、游离醛的含量，改善酚醛树脂的环境应用特性。在用于脲醛树脂改性时，三聚氰胺呈六元环状结构，其侧基活性基团可与脲醛树脂中羟甲基反应形成支链结构，促使脲醛树脂交联，形成三维网状结构，可提高脲醛树脂的热稳定性、耐水性和使用寿命。同时，三聚氰胺与甲醛的反应可降低脲醛树脂中游离甲醛的含量，制成的合成树脂是生产食品包装材料的原料，可用来生产盘子和碗等食品用餐具[3]。此外，三聚氰胺还可制成一系列衍生物，从而在塑料、涂料、粘合剂、消毒剂、化肥和杀虫剂等领域获得广泛应用。但三聚氰胺不是食品原料，也不是食品添加剂，包括我国在内的全球多数国家都禁止将其用于食品及饲料生产中。

2三聚氰胺的合成路线

根据原料路线不同，三聚氰胺生产方法有双氰胺法和尿素法。

2.1双氰胺法

德国化学家李比希最早于1834年使用双氰胺法合成了三聚氰胺。其合成路线为：由电石（CaC2）制备氰胺化钙（CaCN2），氰胺化钙水解后二聚生成双氰胺（dicyandiamide）[4]，再以双氰胺和氨为原料在甲醇溶剂中，200℃温度下进行反应生成三聚氰胺，经精制得到成品三聚氰胺。有关化学反应方程式为：

CaC2+N2CaCN2+C

2CaCN2+2H2OCa(HCN2)2+Ca(OH)2

Ca(HCN2)2+2H2O2NH2CN+Ca(OH)2

2NH2CN(NH2CN)2

3(NH2CN)22C3H6N6

1960年前，世界各国生产三聚氰胺均以双氰胺为原料。目前因为电石的高成本，双氰胺法已被淘汰。

2.2尿素法

尿素法按工艺可分为干法、湿法和半干法；根据熔融尿素热解的压力不同，尿素法生产三聚氰胺的工艺路线又可分为高压法（7~10MPa）、中压法（0.5~1MPa）和常压法（0.3MPa以下）3种。其中采用高压法工艺技术代表有美国ACC工艺、意大利ETCE工艺和日本NISSAN工艺；低压法工艺技术代表有荷兰的DSM工艺和奥地利OSW工艺；常压法有德国的BASF工艺和我国自行开发的改良型低压法工艺[5]。这些工艺路线的化学反应原理为：

6CO(NH2)2C3N3(NH2)3+6NH3+3CO2

1962年美国建立了世界第一套以尿素为原料生产三聚氰胺的装置。由于以尿素为原料的生产路线的各项技术经济指标远远好于双氰胺为原料的工艺路线，从1971年起，所有三聚氰胺生产装置均采用了以尿素为原料的生产工艺。

3三聚氰胺的生物学毒性

林祥梅等[6]选用健康小鼠作了三聚氰胺急性毒性试验，结果表明，三聚氰胺的不致死的最大剂量为5000mg・kg-1，参考国家药物急性毒性分级标准，LD50>5000mg・kg-1，可以初步认定为微毒。该科研小组还以猫为试验动物进行三聚氰胺的亚慢性毒性试验，结果显示，实验组和对照组血常规检测正常，实验组的血清BUN和CRE升高，且在第23天，两项指标超过正常范围，而BUN和CRE两项指标的升高在临床上提示实验动物存在肾衰竭的可能，并且动物饲喂三聚氰胺后肾脏肾小管中出现了晶体，由此推断长期饲喂三聚氰胺可能引起肾衰竭。

虽然受试动物在肾脏发现了结晶，但现在仍不清楚在三聚氰胺摄入之后肾衰竭的发生和肾脏的结晶作用之间是否有直接的联系。Cornell大学的Smith拍摄了结晶的电子显微镜照片，并在实验室进行三聚氰胺和三聚氰酸的混合实验，重现这种结晶的形成。这是一个瞬间反应，当两种物质的澄清溶液混合后，呈烟雾状，静置片刻，晶体下沉。然而，Smith强调，三聚氰胺已知的毒性反应还不能解释所有病例的临床及病理症状，比如中毒后在肾脏中出现的肾小管急性损伤和特征性的细胞炎症等。中毒机理方面，OgasawaraH等（1995年）的研究报告认为，三聚氰胺诱发膀胱癌和泌尿道增生性疾病归因于结石的形成，而结石的成分主要为1∶1的三聚氰胺和尿酸。已证实三聚氰胺和三聚氰酸联合饲喂猫时发生急性肾衰，并发现晶体的存在，但是肾衰的发生与晶体形成之间是否有必然联系，中毒后形成结石和晶体的机制以及三聚氰胺及其同系物相互之间的毒性影响等问题尚待进一步研究[7]。

4三聚氰胺的检测与假蛋白原理

4.1凯氏定氮法测定蛋白质含量

通常采用“半微量凯氏定氮法”对婴幼儿配方食品和乳粉蛋白质含量进行测定，其基本原理为：利用硫酸及催化剂与样品加热消化，使蛋白质分解，其中C、H形成CO2和H2O逸出，而蛋白质中的氮则转化成(NH4)2SO4，在强碱条件下加热蒸馏，其中NH3被硼酸吸收为(NH4)2B4O7，然后用标准的硫酸溶液滴定，根据硫酸的消耗量和浓度计算出氮的含量，乘以蛋白质系数，即为蛋白质含量，其计算公式为[8]：

样品中蛋白质含量（g/100g）=

式中：V――滴定时消耗硫酸标准溶液的体积，mL；

V0――空白试验消耗硫酸标准溶液的体积,mL;

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c(H+)――硫酸标准溶液中H+的浓度，mol・L-1;

m――样品的质量，g；

0.014――氮原子的摩尔质量，kg・mol-1；

F――氮换算为蛋白质的系数。乳粉为6.38，纯谷物类（配方）食品为5.90，含乳婴幼儿谷物（配方）食品为6.25。

有关化学反应方程式为：

[-NHCH(R)CO-NHCH(R')CO-]+H2SO4

(NH4)2SO4+H2O+CO2+SO2

(NH4)2SO4+2NaOH2NH3+Na2SO4+2H2O

2NH3+4H3BO3(NH4)2B4O7+5H2O

(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O(NH4)2SO4+4H3BO3

根据凯氏定氮法测定原理，在消化过程中除蛋白质中的氮转化成(NH4)2SO4外，只要在奶粉或饲料中添加一些含氮量高的化学物质（如三聚氰胺），样品中非蛋白质中的氮也能转化成(NH4)2SO4，计算氮的含量时，认为所有的氮都来源于蛋白质，从而在检测中造成蛋白质含量达标的假象。

一般奶粉中蛋白质含量为15~20%，蛋白质中含氮量平均为16%。以某合格牛奶蛋白质含量为2.8%计算，含氮量为0.45%，某合格奶粉蛋白质含量为18%计算，含氮量为2.88%。而三聚氰胺含氮量约66%，是牛奶的151.6倍，是奶粉的23倍。每100g牛奶中添加0.1克三聚氰胺，就可使得奶中蛋白质含量虚高约0.4%。

4.2三聚氰胺的检测方法

鉴于不法分子在食品或饲料中添加三聚氰胺对人或动物造成的危害，国家质检总局采取紧急措施，开展全国质量监督专项抽查，并将三聚氰胺列入出口法检范围。三聚氰胺检测方法通常有酶联免疫吸附法(ELISA)、高效液相色谱法和气质联用(GC-MS)法等三种。

（1）酶联免疫吸附法原理：利用萃取液通过均质及震荡的方式提取样品中的三聚氰胺进行免疫测定[9]。

（2）高效液相色谱法原理：试样中的三聚氰胺用三氯乙酸溶液提取，提取液离心后经混合型阳离子交换固相萃取柱净化，洗脱物吹干后用甲醇溶液溶解，用高效液相色谱仪进行测定[10]。

（3）气质联用法原理：通过甲醇/水/三乙胺混合液提取动物食品中的三聚氰胺，氮气吹干、硅烷化衍生，再由气相色谱-质谱联用仪检测，苯代三聚氰胺内标法定量。该方法在饲料和动物食品中三聚氰胺的加标回收率在82.0%～105.6%之间，相对标准偏差(RSD)不大于5.8%，在0.1mg・L-1～50.0mg・L-1范围内呈现良好的线性关系，灵敏度高，最低检测限达到0.1μg・g-1；选择性好，能有效消除复杂基体干扰。可作为常见样品中三聚氰胺类有机物含量检测的确证方法[11]。

5结语

三聚氰胺虽是一种用途广泛的有机化工原料，但添加在食品及饲料中，会对人类健康造成严重威胁，也给养殖业带来严重的影响。我们应该大力推进食品及饲料科技进步，制定和完善食品及饲料行业政策法规，打击搀杂作假、违规添加禁物行为，作为化学工作者要大力普及相关知识，使我国食品及饲料工业得到健康发展。

参考文献：

[1]谢荣国，武晓宏，杨俊华．警惕饲料中的粗蛋白造假！――饲料中三聚氰胺检测及其危害[J]．中国动物保健，2008，（7）：15-17．

[2]李好管，张学文．三聚氰胺的技术与市场[J]．上海化工，2002，（2）：32-35．

[3]韩冰冰，宋文生，李雪娟．三聚氰胺及其衍生物的应用[J]．化学推进剂与高分子材料，2007，5（6）：26-30．

[4]朱国梁，陆泉忠．双氰胺简介[J]．山西化工，1990，（3）：57-59，52．

[5]刘小忠，彭展英．三聚氰胺生产技术及应用分析[J]．广东化工，2007，34（11）：73-74，72．

[6]林祥梅，王建峰，贾广乐，等．三聚氰胺的毒性研究[J]．毒理学杂志，2008，22（3）：216-218．

[7]邵静君，温家琪，徐世文．三聚氰胺毒理学研究进展[J]．现代畜牧兽医，2007，（12）：52-54．

[8]GB/T5413.1-1997,婴幼儿配方食品和乳粉蛋白质的测定[S]．

[9]谢荣国，武晓宏，杨俊华．饲料中三聚氰胺检测及其危害[J]．饲料广角，2008，（9）：20-22．

[10]李德良.食品及饲料中三聚氰胺残留量液相色谱检测方法的研究[J].南昌高专学报，2007,(6):131-132,135.

[11]王征.GC-MS法测定动物食品中的三聚氰胺[J].福建分析测试，2008,17(2):1-4.