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蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的天然高分子化合物。
必須從食物中攝取的氨基酸稱為必需氨基酸（EAA），人體所需的必需氨基酸有賴氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、色氨酸、亮氨酸、異亮氨酸及蘇氨酸，此外，組氨酸對嬰兒生長也是必需的。
牛乳中的蛋白質(zhì)含量為3%～3.7%，是主要的含氮物質(zhì)，其中主要為酪蛋白和乳清蛋白，還有少量的脂肪球膜蛋白。乳蛋白就整體而言，富含必需氨基酸且配比適宜，比自然界中任何其他天然食物都多，但酪蛋白中蛋氨酸的含量卻較少。
乳中所含氮的95%為真蛋白，其余5%是非蛋白質(zhì)含氮化合物，其中有尿素、氨、氨基酸和肌酸等。
酪蛋白的結(jié)構(gòu)
酪蛋白約占乳蛋白質(zhì)總量的80%～82%，又可分為α-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白；乳清蛋白約占乳蛋白總量的18%～20%，由β-乳球蛋白、α-乳清蛋白、血清蛋白和免疫球蛋白組成，其中β-乳球蛋白是牛乳乳清蛋白中的主要蛋白質(zhì)，含量最高可達9.7%。
凱氏定氮法原理
蛋白質(zhì)是含氮的有機化合物。樣品與濃硫酸和催化劑一同加熱消化，使蛋白質(zhì)分解，其中碳和氫被氧化為二氧化碳和水逸出，而樣品中的有機氮轉(zhuǎn)化為氨，與硫酸結(jié)合生成硫酸銨。然后加堿蒸餾使氨游離，用硼酸吸收后，再以硫酸或鹽酸標準溶液滴定，根據(jù)酸的消耗量乘以換算系數(shù)（乳及乳制品換算系數(shù)為6.38），即為蛋白質(zhì)的含量。
（1）消化
濃硫酸具有脫水性，使有機物脫水后被炭化為碳、氫、氮。濃硫酸又具有氧化性，可將有機物炭化后的碳氧化為二氧化碳，硫酸則被還原為二氧化硫。二氧化硫使氮還原為氨，本身則被氧化為三氧化硫，氨隨之與硫酸作用生成硫酸銨留在酸性溶液中。
蛋白質(zhì)+13H2SO4→(NH4)2SO4+6CO2+12SO2+16H2O
消化時加入的硫酸銅是作催化劑，以加速分解反應，還可以加入氧化汞、氧化銅等作催化劑，為防止汞的污染，通常用硫酸銅較多。如果以汞或汞化合物作催化劑，則消化和加堿后，形成汞氨化合物。此化合物在蒸餾時不能完全分解，在這種情況下，必須加入鋅粉或硫代硫酸鈉或硫化鈉，使汞氨化合物分解。
C+2CuSO4→Cu2SO4+SO2↑+CO2↑
Cu2SO4+2H2SO4→2CuSO4+2H2O+SO2
有機物消化完后，溶液具有清澈的硫酸銅的藍綠色，同時硫酸銅在下一步蒸餾時可作堿性反應的指示劑。
在消化過程中添加硫酸鉀，與硫酸反應生成硫酸氫鉀，是為了提高溶液沸點，從而提高反應溫度，加速反應過程。此外，也可以加硫酸鈉、氯化鉀等鹽類來提高沸點。
在消化過程中，隨著硫酸的不斷分解、水分的不斷蒸發(fā)，硫酸鉀的濃度逐漸增大，沸點升高，加速了對有機物的分解作用。
加入過氧化氫，是利用其氧化性，以加快反應速度：
2H2O2→O2+2H2O
（2）蒸餾
在消化完全的樣品溶液中加入濃氫氧化鈉使呈堿性，硫酸銨在堿性條件下釋放出氨，通過加熱蒸餾，氨隨水蒸氣蒸出：
(NH4)2SO4+2NaOH →2NH3+Na2SO4+2H2O
（3）吸收
加熱蒸餾時放出的氨可用硼酸溶液進行吸收。
2NH3+4H3BO3→(NH4)2B4O7+5H2O
（4）滴定
待吸收完全后，用硫酸或鹽酸標準溶液滴定生成的硼酸銨，屬于鹽類的滴定。硼酸為極弱的酸，在滴定中并不影響所用指示劑的變色反應。
(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O→(NH4)2SO4+4H3BO3
(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O→2NH4Cl+4H3BO3
（5）計算
根據(jù)硫酸或鹽酸溶液消耗的體積，計算總氮含量，再乘以蛋白質(zhì)系數(shù)（乳及乳制品換算系數(shù)為6.38），即為粗蛋白的含量。
注意事項
（1）加入樣品及試劑時，避免黏附在瓶頸上。
（2）加入硫酸鉀的作用：提高硫酸的沸點（338℃），增進反應速度。但過多的硫酸鉀會造成沸點太高。生成的硫酸銨在513℃會分解，故此加入硫酸鉀的量一定要準確。
（3）加入硫酸銅的作用：催化劑，使氧化作用加速。
（4）消化時，采用長頸圓底凱氏燒瓶斜支于電爐上，其操作必須在通風櫥中進行，并使全部樣品浸泡在消化液中，防止樣品黏附在瓶頸上部，以致消化不完全；在消化過程中，樣品炭化變黑，產(chǎn)生泡沫，這時要減小火力。勿使黑色物質(zhì)上升到凱氏燒瓶頸部，待消化液均勻沸騰后，再加大火力，直至消化液黑褐色消失呈淡藍色透明為止。如樣品含脂肪較多時，應適當增加硫酸量，用硫酸量少時，過多的硫酸鉀會形成硫酸氫鉀而不與氨作用，導致氨損失。
（5）蒸餾裝置要安裝平穩(wěn)、牢固、嚴密，各連接部分不能漏氣。水蒸氣發(fā)生器裝水不可太滿，加玻璃珠以防爆沸。
（6）蒸餾時，蒸汽要發(fā)生均勻、充足，不得�；饠嗥�，否則蒸餾瓶內(nèi)壓力降低會發(fā)生倒吸；避免瓶中的液體發(fā)泡沖出進入接收瓶。加堿量要足，動作要快，防止氨損失。冷凝管出口一定要浸入吸收液中，防止氨揮發(fā)損失。
（7）蒸餾結(jié)束后，應先將吸收液離開冷凝管口，以免發(fā)生倒吸。判斷是否蒸餾完全，可用pH試紙測試冷凝管口的冷凝液而確定。
常見問題解答
一、消化過程中容易沾壁怎么辦？消化后定氮瓶內(nèi)有黑色殘留物怎么辦？
解答：稱樣時需要注意切勿使樣品粘附在定氮瓶頸部，避免因樣品未消化完全而造成結(jié)果偏低。消化過程中如果發(fā)生沾壁在定氮瓶肚上或者定氮瓶肚上有黑色殘留物，可以在消化較完全時搖動定氮瓶，把定氮瓶肚上的黑色物質(zhì)搖洗下來。搖動的方法是取下小漏斗，戴上防燙手套，手掌緊握瓶頸，向前后側(cè)甩，使瓶內(nèi)液體呈半旋轉(zhuǎn)半振蕩狀態(tài)，注意控制力度不要讓液體濺離瓶口。
二、硫酸鉀的作用是催化劑嗎？
解答：硫酸鉀的作用是提高溶液沸點，從而加快有機物分解。
三、硫酸銅是否是消化終點以及加堿蒸餾時的指示劑？
解答：硫酸銅的作用有三個，分別為：
①催化作用：加速有機物的氧化分解。
②消化完全的指示劑：使液體呈現(xiàn)藍綠色澄清透明狀態(tài)。
③蒸餾時堿性反應的指示劑：產(chǎn)生褐色沉淀。
四、混合指示劑必須臨用時混合嗎？
解答：混合指示劑必須臨用時混合。
五、蒸餾的時取下錐形瓶需要用洗瓶沖洗嗎？不沖洗會有誤差嗎？
解答：需要沖洗冷凝管下端以防止產(chǎn)生結(jié)果誤差。蒸餾后移動蒸餾液接收瓶,液面離開冷凝管下端,再蒸餾1min。然后用少量水沖洗冷凝管下端外部,然后取下蒸餾液接收瓶。
六、蒸餾儀器的檢漏如何操作？
解答：可以將蒸餾裝置連接好后，在接口以及瓶塞等可能漏氣的地方滴加少量水，打開電爐加熱，觀察有無氣泡產(chǎn)生。
七、硼酸可以多加嗎？
解答：不可以。按國標的要求正確操作，10mL硼酸足夠。
八、滴定時消耗了很多鹽酸溶液，能否換濃度高的鹽酸溶液滴定？
解答：不能更改國標給出的滴定液濃度。蛋白質(zhì)含量較高的樣品可以適當減少稱樣量，或合理范圍內(nèi)減少吸取消化液的體積V3。
九、空白消耗標準滴定液的體積指的是什么？
解答：試劑空白實驗消耗的標準滴定溶液的體積就是空白體積。
十、同時有兩種蛋白怎么換算？
解答：同時含有多種蛋白質(zhì)，且折算系數(shù)不相同時可以按復合配方食品換算蛋白質(zhì)系數(shù)。
文章（文字）來源：網(wǎng)絡
必須從食物中攝取的氨基酸稱為必需氨基酸（EAA），人體所需的必需氨基酸有賴氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、色氨酸、亮氨酸、異亮氨酸及蘇氨酸，此外，組氨酸對嬰兒生長也是必需的。
牛乳中的蛋白質(zhì)含量為3%～3.7%，是主要的含氮物質(zhì)，其中主要為酪蛋白和乳清蛋白，還有少量的脂肪球膜蛋白。乳蛋白就整體而言，富含必需氨基酸且配比適宜，比自然界中任何其他天然食物都多，但酪蛋白中蛋氨酸的含量卻較少。
乳中所含氮的95%為真蛋白，其余5%是非蛋白質(zhì)含氮化合物，其中有尿素、氨、氨基酸和肌酸等。
酪蛋白的結(jié)構(gòu)
酪蛋白約占乳蛋白質(zhì)總量的80%～82%，又可分為α-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白；乳清蛋白約占乳蛋白總量的18%～20%，由β-乳球蛋白、α-乳清蛋白、血清蛋白和免疫球蛋白組成，其中β-乳球蛋白是牛乳乳清蛋白中的主要蛋白質(zhì)，含量最高可達9.7%。
凱氏定氮法原理
蛋白質(zhì)是含氮的有機化合物。樣品與濃硫酸和催化劑一同加熱消化，使蛋白質(zhì)分解，其中碳和氫被氧化為二氧化碳和水逸出，而樣品中的有機氮轉(zhuǎn)化為氨，與硫酸結(jié)合生成硫酸銨。然后加堿蒸餾使氨游離，用硼酸吸收后，再以硫酸或鹽酸標準溶液滴定，根據(jù)酸的消耗量乘以換算系數(shù)（乳及乳制品換算系數(shù)為6.38），即為蛋白質(zhì)的含量。
（1）消化
濃硫酸具有脫水性，使有機物脫水后被炭化為碳、氫、氮。濃硫酸又具有氧化性，可將有機物炭化后的碳氧化為二氧化碳，硫酸則被還原為二氧化硫。二氧化硫使氮還原為氨，本身則被氧化為三氧化硫，氨隨之與硫酸作用生成硫酸銨留在酸性溶液中。
蛋白質(zhì)+13H2SO4→(NH4)2SO4+6CO2+12SO2+16H2O
消化時加入的硫酸銅是作催化劑，以加速分解反應，還可以加入氧化汞、氧化銅等作催化劑，為防止汞的污染，通常用硫酸銅較多。如果以汞或汞化合物作催化劑，則消化和加堿后，形成汞氨化合物。此化合物在蒸餾時不能完全分解，在這種情況下，必須加入鋅粉或硫代硫酸鈉或硫化鈉，使汞氨化合物分解。
C+2CuSO4→Cu2SO4+SO2↑+CO2↑
Cu2SO4+2H2SO4→2CuSO4+2H2O+SO2
有機物消化完后，溶液具有清澈的硫酸銅的藍綠色，同時硫酸銅在下一步蒸餾時可作堿性反應的指示劑。
在消化過程中添加硫酸鉀，與硫酸反應生成硫酸氫鉀，是為了提高溶液沸點，從而提高反應溫度，加速反應過程。此外，也可以加硫酸鈉、氯化鉀等鹽類來提高沸點。
在消化過程中，隨著硫酸的不斷分解、水分的不斷蒸發(fā)，硫酸鉀的濃度逐漸增大，沸點升高，加速了對有機物的分解作用。
加入過氧化氫，是利用其氧化性，以加快反應速度：
2H2O2→O2+2H2O
（2）蒸餾
在消化完全的樣品溶液中加入濃氫氧化鈉使呈堿性，硫酸銨在堿性條件下釋放出氨，通過加熱蒸餾，氨隨水蒸氣蒸出：
(NH4)2SO4+2NaOH →2NH3+Na2SO4+2H2O
（3）吸收
加熱蒸餾時放出的氨可用硼酸溶液進行吸收。
2NH3+4H3BO3→(NH4)2B4O7+5H2O
（4）滴定
待吸收完全后，用硫酸或鹽酸標準溶液滴定生成的硼酸銨，屬于鹽類的滴定。硼酸為極弱的酸，在滴定中并不影響所用指示劑的變色反應。
(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O→(NH4)2SO4+4H3BO3
(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O→2NH4Cl+4H3BO3
（5）計算
根據(jù)硫酸或鹽酸溶液消耗的體積，計算總氮含量，再乘以蛋白質(zhì)系數(shù)（乳及乳制品換算系數(shù)為6.38），即為粗蛋白的含量。
注意事項
（1）加入樣品及試劑時，避免黏附在瓶頸上。
（2）加入硫酸鉀的作用：提高硫酸的沸點（338℃），增進反應速度。但過多的硫酸鉀會造成沸點太高。生成的硫酸銨在513℃會分解，故此加入硫酸鉀的量一定要準確。
（3）加入硫酸銅的作用：催化劑，使氧化作用加速。
（4）消化時，采用長頸圓底凱氏燒瓶斜支于電爐上，其操作必須在通風櫥中進行，并使全部樣品浸泡在消化液中，防止樣品黏附在瓶頸上部，以致消化不完全；在消化過程中，樣品炭化變黑，產(chǎn)生泡沫，這時要減小火力。勿使黑色物質(zhì)上升到凱氏燒瓶頸部，待消化液均勻沸騰后，再加大火力，直至消化液黑褐色消失呈淡藍色透明為止。如樣品含脂肪較多時，應適當增加硫酸量，用硫酸量少時，過多的硫酸鉀會形成硫酸氫鉀而不與氨作用，導致氨損失。
（5）蒸餾裝置要安裝平穩(wěn)、牢固、嚴密，各連接部分不能漏氣。水蒸氣發(fā)生器裝水不可太滿，加玻璃珠以防爆沸。
（6）蒸餾時，蒸汽要發(fā)生均勻、充足，不得�；饠嗥�，否則蒸餾瓶內(nèi)壓力降低會發(fā)生倒吸；避免瓶中的液體發(fā)泡沖出進入接收瓶。加堿量要足，動作要快，防止氨損失。冷凝管出口一定要浸入吸收液中，防止氨揮發(fā)損失。
（7）蒸餾結(jié)束后，應先將吸收液離開冷凝管口，以免發(fā)生倒吸。判斷是否蒸餾完全，可用pH試紙測試冷凝管口的冷凝液而確定。
常見問題解答
一、消化過程中容易沾壁怎么辦？消化后定氮瓶內(nèi)有黑色殘留物怎么辦？
解答：稱樣時需要注意切勿使樣品粘附在定氮瓶頸部，避免因樣品未消化完全而造成結(jié)果偏低。消化過程中如果發(fā)生沾壁在定氮瓶肚上或者定氮瓶肚上有黑色殘留物，可以在消化較完全時搖動定氮瓶，把定氮瓶肚上的黑色物質(zhì)搖洗下來。搖動的方法是取下小漏斗，戴上防燙手套，手掌緊握瓶頸，向前后側(cè)甩，使瓶內(nèi)液體呈半旋轉(zhuǎn)半振蕩狀態(tài)，注意控制力度不要讓液體濺離瓶口。
二、硫酸鉀的作用是催化劑嗎？
解答：硫酸鉀的作用是提高溶液沸點，從而加快有機物分解。
三、硫酸銅是否是消化終點以及加堿蒸餾時的指示劑？
解答：硫酸銅的作用有三個，分別為：
①催化作用：加速有機物的氧化分解。
②消化完全的指示劑：使液體呈現(xiàn)藍綠色澄清透明狀態(tài)。
③蒸餾時堿性反應的指示劑：產(chǎn)生褐色沉淀。
四、混合指示劑必須臨用時混合嗎？
解答：混合指示劑必須臨用時混合。
五、蒸餾的時取下錐形瓶需要用洗瓶沖洗嗎？不沖洗會有誤差嗎？
解答：需要沖洗冷凝管下端以防止產(chǎn)生結(jié)果誤差。蒸餾后移動蒸餾液接收瓶,液面離開冷凝管下端,再蒸餾1min。然后用少量水沖洗冷凝管下端外部,然后取下蒸餾液接收瓶。
六、蒸餾儀器的檢漏如何操作？
解答：可以將蒸餾裝置連接好后，在接口以及瓶塞等可能漏氣的地方滴加少量水，打開電爐加熱，觀察有無氣泡產(chǎn)生。
七、硼酸可以多加嗎？
解答：不可以。按國標的要求正確操作，10mL硼酸足夠。
八、滴定時消耗了很多鹽酸溶液，能否換濃度高的鹽酸溶液滴定？
解答：不能更改國標給出的滴定液濃度。蛋白質(zhì)含量較高的樣品可以適當減少稱樣量，或合理范圍內(nèi)減少吸取消化液的體積V3。
九、空白消耗標準滴定液的體積指的是什么？
解答：試劑空白實驗消耗的標準滴定溶液的體積就是空白體積。
十、同時有兩種蛋白怎么換算？
解答：同時含有多種蛋白質(zhì)，且折算系數(shù)不相同時可以按復合配方食品換算蛋白質(zhì)系數(shù)。
文章（文字）來源：網(wǎng)絡
