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【第三届网络原创大赛】乳与乳制品中非蛋白氮含量测定方法的改进（７月）

端慎木渐

2010/07/13

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综合仪器采购

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摘要：对乳与乳制品中非蛋白氮含量的测定方法进行了调整改进，使用了全自动定氮仪，将蛋白沉淀后滤纸过滤改为离心取上清液，去掉了消解液转移定容再取用的实验步骤，将盐酸标准滴定溶液浓调整为0.02 mol/L，每个样品减少25ml三氯乙酸溶液的用量，15ml浓硫酸的用量。改进后各浓度添加回收试验的相对标准偏差均低于3%，回收率在99.89%-102.32%。

关键词：非蛋白氮；改进

1 引言

乳与乳制品中的非蛋白氮（MPN），是指乳与乳制品中非蛋白状态的含氮元素的化合物。在动物饲养业中，非蛋白氮作为反刍动物饲料的蛋白代替物，用做补充反刍动物对日粮蛋白的需要^[1]。牛乳中大约含0.5%的含氮化合物，蛋白质占含氮化合物的95%，非蛋白氮占含氮化合物的5%^[2]。正常情况下，乳品中非蛋白氮含量与蛋白质代谢物尿素氮含量呈正相关^[3]。然而，不法商贩受经济利益的驱使，直接向原料乳中添加三聚氰胺等严令禁止添加的含氮化合物，给社会造成了重大危害。乳与乳制品中的非蛋白氮的测定方法（GB/T 21704-2008）是三聚氰胺事件后出台的国家标准，运用了半微量凯氏定氮法，操作较为繁琐，本文对检测方法进行了适当的调整改进，使用了全自动定氮仪，取得了良好的试验效果。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

海能全自动定氮仪K9860（济南海能仪器有限公司）；SH220石墨消解仪（济南海能仪器有限公司）；RXⅡ series高速冷冻离心机(日本日立制作所)；MS3 basic涡旋混合器(德国IKA公司)；AY-120万分之一分析天平(日本岛津公司)。

盐酸为优级纯（国药集团化学试剂有限公司)；其他试剂均为分析纯（国药集团化学试剂有限公司)。

2.2 样品处理

将待测样品摇匀，准确称取5 g，精确到0.0001 g，置于离心管中，加入15 ml 15%三氯乙酸溶液，漩涡3 min混匀，8000 r/min离心5 min，取10 g上清液置于消解管中，再加入0.1 g CuSO₄•5H₂O，2 g K₂SO₄及5 ml浓硫酸。置于消解仪中，260℃消解至泡沫停止，420℃消解1 h。取下放冷，加入10 ml去离子水，进行定氮蒸馏。

空白试验：取0.1 g蔗糖于离心管中，按上法进行处理，并进行定氮蒸馏。

2.3 定氮蒸馏

取甲基红—溴甲酚绿乙醇溶液指示剂（甲基红1 g/L—溴甲酚绿5 g/L）10 ml与20 g硼酸定容至1L，用0.05mol/L氢氧化钠溶液调整pH至4.2左右，配置成指示剂-硼酸吸收液。

将消解管置于定氮仪中，设置定氮仪加入20 ml 400g/L NaOH溶液，进行蒸馏，用0.02% 盐酸标准滴定溶液进行滴定。

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端慎木渐

第1楼2010/07/13

3 结果与讨论

3.1 精密度试验、空白试验和添加回收试验

表1精密度试验、空白试验和添加回收试验结果

滴定平均体积(ml)

非蛋白氮含量平均值(%)

平均回收率(%)

相对标准偏差(%)

空白(n=6)

0.6553

0.0073

2.03

添加浓度

0.02%(n=6)

0.05%(n=6)

0.10%(n=6)

1.9145

5.3212

10.3242

0.0216

0.0508

0.1023

99.89

101.62

102.32

2.23

1.56

1.33

吸收液用氢氧化钠溶液调节了pH值，因此空白对照中有较大的滴定体积，这是为了对定氮仪进行精密度测试，并不反应空白中实际的非蛋白氮含量，在滴定样品的时候，需要扣除空白滴定体积。

使用硫酸铵做添加回收试验，在添加浓度0.02%-0.1%范围内，相对标准偏差均低于3%，回收率在99.89%-102.32%。

3.2 离心处理效果试验

表2 离心与滤纸过滤试验结果

样品

离心处理非蛋白氮含量平均值(%)

滤纸过滤处理非蛋白氮含量平均值(%)

生鲜牛乳样品1(n=6)

生鲜牛乳样品2(n=6)

生鲜牛乳样品
(n=6)

0.0216

0.0208

0.0323

0.0214

0.0201

0.0325

GB/T 21704-2008中使用滤纸过滤蛋白质沉淀后的液体，由上表可知，蛋白质沉淀后的液体用离心处理与用滤纸过滤处理的效果相当。

3.3 留样检测结果

对某市畜禽水产品质量检测中心生鲜牛乳留样92份进行了测定，测定结果如下：

图1 留样检测结果

66个样品的非蛋白氮含量在0.03%，20样品的非蛋白氮含量在0.02%，非蛋白氮含量在0.02%-0.03%的样品占样品总数的93.5%，0.01%占3.3%，0.04%占2.2%，0.05%占1.1%。

3.4 处理方法改进

有文献报道，3倍体积的15%三氯乙酸对生鲜牛乳中蛋白质有最佳的沉淀效果^[4]。用离心代替GB/T 21704-2008中滤纸过滤，增加实验的可操作性。减少去除蛋白后的上清液取用量，，按比例减少催化剂硫酸铜和增加沸点的硫酸钾用量。因为乳与乳制品中非蛋白氮含量均较低，因此同时减少了浓硫酸的用量。改进后每个样品减少了25ml三氯乙酸溶液的用量，15ml浓硫酸的用量。取消了消解液定容再取用的步骤，避免了消解液转移定容再转移过程中的损失和不确定度的增加。增加滴定酸溶液的浓度至0.02 mol/L，减小了滴定酸配置过程对滴定结果的影响，在乳与乳制品中非蛋白氮含量为0.03%的情况下，滴定体积约为3 ml。

4 结论

乳与乳制品中非蛋白氮测定的国标方法经改进后，使用了全自动定氮仪，调整了样品处理方法，减少了实验操作步骤，增加了实验的可操作性，减少了试剂用量。改进后方法操作更简便，试剂用量更节省，并有良好的精密度和回收率，对乳与乳制品中非蛋白氮的测定有现实指导意义。

参考文献

[1] 史之玉.非蛋白氮(MPN)的开发与应用[J].河南畜牧兽医,2007,28(4):15-16.
[2] 金世琳.乳与乳制品生产[M].北京:轻工业出版社,1985.
[3] 麻士卫,赵树平,张和平.原料乳体细胞数及总蛋白、非蛋白氮、尿素氮含量间相关性的研究[J].中国乳品工业,2007,35(11):15-18.
[4] 陈少迁,吴少雄,柳陈坚等.三氯乙酸沉淀液态奶蛋白的最佳实验条件研究[J].乳业科学与技术,2009: 23(6).