饲料中粗蛋白的检测方案及误差预防.docx

毕 业 设 计 作 品

题目：饲料中粗蛋白的检测方案及误差预防
毕业设计类别 □产品设计类 ☑方案设计类 □工艺设计类

学生姓名：
学 号：
专 业： 食品药品监督管理
指导老师姓名：

目录

内容摘要 1
一、 选题背景 2
二、饲料中粗蛋白的检测 2
（一）仪器与设备 2
（二）试剂与溶液 3
（三）测定方法与步骤 3
1.样品消化 4
2.试剂空白试验 4
3.定氮装置的检查与洗涤 4
4.蒸馏 4
5.滴定 5
6.数据记录 5
7.结果计算 5
二、 饲料中粗蛋白检测的误差分析 6
（一）样品粉碎度对粗蛋白测定的影响 6
（二）硼酸吸收液的调节对粗蛋白测定的影响 6
（三）消化对粗蛋白测定的影响 6
（四）空白试验对粗蛋白检测的影响 7
（五）蒸馏对粗蛋白的检测的影响 7
（六）滴定对粗蛋白检测的影响 8
三、 结论 8
参考文献 8
致谢 10

内容摘要

粗蛋白质检测是判断饲料质量最常见的营养指标检测。本文通过选取鱼粉这种实验材料，对样品进行了粗蛋白的检测，并对在饲料粗蛋白检测中容易出现的检测误差进行了分析总结。
关键词：误差；粗蛋白；分析
10

饲料中粗蛋白的检测方案及误差预防

一、 选题背景
随着时代不断发展，人们对食物的要求变得越来越高，购买力也有了很大的提高。对可食用动物更是供不应求，所以商家在养殖可食用动物时会倾向于饲料养殖。而在喂养可食用动物时，所采用的饲料也会间接影响人们的身体健康，这致使人们对于饲料检测更加关注。
饲料工业的快速发展，使各种饲料生产制造企业不断涌现。在实际操作中，常常会因为操作不当或没有注意细节等现象，而造成误差。本文总结了在粗蛋白检测操作过程中有可能出现的误差和问题。
作者实习的公司是从事饲料检测生产销售的公司，而作者是从事饲料检验工作，其中做的最多的就是饲料中粗蛋白的检验。在学校学习时做过食品类粗蛋白的检验，这对我在工作中进行检验工作很有帮助，通过近一年的实习让我对粗蛋白有了更深的了解。在本文中，作者总结了实验过程中可能造成误差的几种情况，希望能对从事饲料中粗蛋白检验工作的人起到参考作用。
二、饲料中粗蛋白的检测
凯氏定氮法测定样品，即在催化剂作用下，用浓硫酸破坏有机物，使含氮物转换成硫酸铵。加入强碱进行蒸馏使氮气逸出，用硼酸吸收后，再用酸滴定，测出氮含量，将结果乘以换算系数6.25，计算出粗蛋白质含量。本文内容参照《饲料中粗蛋白测定方法》（GB/T 6432—1994）。
（一）仪器与设备
①实验室用样品粉碎机或研钵。
②分样筛：孔径0.45 mm( 40目)。
③分析天平：感量0001 g。
④消煮炉或电炉。
⑤滴定管:酸式，10、25 mL。
⑥凯氏烧瓶：250ml
⑦凯氏蒸馏装置
⑧锥形瓶：150ml、250ml 容量瓶：100ml
⑨消煮管：250ml
⑩定氮仪
（二）试剂与溶液
没有特别要求时，使用确认为分析纯的试剂，试验用水应符合GB/T 6682中三级水的规定。
①硫酸（用作脱水剂 氧化剂）：化学纯，含量为98%，无氮。
②混合催化剂：0.4g硫酸铜，6g硫酸钾或硫酸钠，需要磨碎混匀。
③氢氧化钠溶液：40%。
④硼酸溶液：2%。（吸收氮气）。
⑤混合指示剂：溴甲酚绿0.5%乙醇溶液，甲基红0.1%乙醇溶液，两溶液等体积混合，贮存在阴凉处， 3个月有效期。
⑥盐酸标准滴定溶液：0.1mol/L、0.02mol/L。
⑦硫酸铵：270℃烘箱烘干至恒重。
⑧硼酸吸收液
（三）测定方法与步骤

1、电炉；2、水蒸气发生器；3、螺旋夹a；4、小漏斗及棒状玻璃塞（样品入口处）；5、反应室；6、反应室外层；7、橡皮管及螺旋夹b；8、冷凝管；9、蒸馏液接收瓶。
1.样品消化
称取样品约2.000g（±0.001g），移入干燥的100mL凯氏烧瓶中，加入0.2g硫酸铜和6g硫酸钾，稍摇匀后瓶口放一小漏斗，加入20mL浓硫酸，将瓶以45°角斜支于有小孔的石棉网上，使用万用电炉，在通风橱中加热消化，开始时用低温加热，待内容物全部炭化，泡沫停止后，再升高温度保持微沸，消化至液体呈蓝绿色澄清透明后，继续加热0.5h，取下放冷，小心加20mL水，放冷后，无损地转移到100mL容量瓶中加水定容至刻度，混匀备用，即为消化液。
有机含氮物与浓硫酸混合加热消化，使有机含氮物全部分解，其中含有的碳
氧化成CO2逸散，所含的氮生成NH3，并与H2SO4化合成（NH4）2SO4，残留于消化液中，反应式如下：
有机物+H2SO4→CO2↑+（NH4）2SO4+H2PO4+SO2↑
上述有机物含氮物质反应进行得很慢，消化需要费很长的时间，为了加速反应，常加催化剂：硫酸铜0.4g和硫酸钾6g，两者混合使用起来可以促进有机物分解的作用，加速氧化。
2.试剂空白试验
取与样品消化相同的硫酸铜、硫酸钾、浓硫酸，按以上同样方法进行消化，冷却，加水定容至100mL，得试剂空白消化液
3.定氮装置的检查与洗涤
检查订单装置是否装好。在蒸汽发生瓶内装水约三分之二，加甲基红指示剂和硫酸，使水呈酸性，在加入3-4粒玻璃珠或者沸石防止爆沸。
测定前应将定氮装置洗涤2-3次。洗涤方法：从样品进口出加适量水（约占反应管体积三分之一）通入蒸汽煮沸，产生的蒸汽冲洗冷凝管，数分钟后关闭夹子a，使反应管中的废液倒吸流入反应室外层，打开夹子b由橡皮管排出。
4.蒸馏
取硼酸试剂20mL于三角瓶中，加入混合指示剂2~3滴，并使冷凝管的下端插入硼酸液面下，在螺旋夹a关闭，螺旋夹b开启的状态下，准确吸取10.0mL样品消化液，由小漏斗流入反应室，并以10mL蒸馏水洗涤进样口流入反应室，棒状玻塞塞紧。使10mL氢氧化钠溶液倒入小玻杯，提起玻塞使其缓缓流入反应室，用少量水冲洗立即将玻塞盖坚，并加水于小玻杯以防漏气，开启螺旋夹a，关闭螺旋夹b，开始蒸馏。通入蒸汽蒸腾10min后，移动接收瓶，液面离开凝管下端，再蒸馏2min。然后用少量水冲洗冷凝管下端外部，取下三角瓶，准备滴定
同时吸取10.0mL试剂空白消化液按上法蒸馏操作。
消化所得到的硫酸铵与浓氢氧化钠作用，分解出NH4OH，用水蒸气将NH2蒸到一定量，一定浓度，至含有批示剂的H3BO4溶液中，H3BO4吸收NH3后，溶液中H﹢浓度降低，指示剂变色，反应式如下：
（NH4）2SO4+2NaOH→2NH4OH+Na2SO4
NH4OH→NH3↑+H2O
NH3+H3BO4→（NH4）H2BO4
5.滴定
以0.01mol/L盐酸标准溶液滴定至灰色为终点。
用标准无机酸滴定，使H3BO4吸收液恢复到原来H﹢的浓度，然后根据所用标准算的当量数计算出特测物中的总氮量，反应式如下：
（NH4）H2BO4+HCl→NH4Cl+ H3BO4
6.数据记录
项 目
第一次
第二次
第三次
样品消化液（ml）

滴定消耗盐酸标准溶液（ml）

消耗盐酸标准溶液平均值（ml）

7.结果计算
计算结果保留三位有效数字
X——样品蛋白质含量（g/100g）；
V1——样品滴定消耗盐酸标准溶液体积（ml）；
V2——空白滴定消耗盐酸标准溶液体积（ml）；
c——盐酸标准滴定溶液浓度（mol/L）
m——样品的质量（g）；

二、 饲料中粗蛋白检测的误差分析
食品工业、饲料分析、生化研究测定含氮量经常使用的较为准确的方法是凯氏定氮法[1]。在经过多次粗蛋白检测的过程中发现，尽管微量凯氏定氮法步骤简单，精确度高，但在操作过程中存在诸多的影响因素，极易产生误差。
（一）样品粉碎度对粗蛋白测定的影响
在粗蛋白检测中，要求被测样品粉碎至40目，粉碎必须完全。如果被测样品只取部分进行粉碎，检测结果将出现偏差；如果被测样品粉碎不完全，测定结果是粗蛋白的含量偏高[2]。
（二）硼酸吸收液的调节对粗蛋白测定的影响
消化的时候一般选用无氮蔗糖做空白样品，为了使实际样品和空白样品的酸度一致，且空白样品消耗盐酸的量应该以0.05-0.15ml为宜。如果空白样品的吸收液不变色或者空白样品消耗盐酸的量为0，则需要调节硼酸吸收液来获得正的空白值，可以通过调节硼酸pH值的大小来调节空白值[3]。为了防止出现空白吸收液不变色的现象国标GB/T 6432-94中规定吸收液中加碱，但是如果空白本身就已经得到非常合适的滴定值，吸收液中加碱反而不利于精密度的提高。
实验中硼酸吸收液中加适量的碱对实验结果影响不大，但是会使空白值增大，因为吸收液酸碱度对空白样品的作用和试样是相同的，所以可以相减扣除。
（三）消化对粗蛋白测定的影响
消化是粗蛋白测定的第一个主要步骤。消化的温度和时间控制对测定结果起着关键的作用。
1）在消化之前，为了防止爆沸，应该在凯氏瓶中加入几粒玻璃珠。在消化过程中，要严格控制消化的时间和火力的大小。刚开始消化时，为了使样品焦化，同时产生大量泡沫，要用小火加热。此时火力要控制在能使烧瓶内的反应物沸腾，但不能冲到瓶颈。待20分钟左右泡沫消失，蒸汽和SO2均匀放出时，可稍微加大火力15-20分钟，消化液变绿后，为了加速完成消化，可以再加大火力。消化时380℃较好，要控制好试样温度。温度过低消化时间长，且消化不完全；过高会造成氮的损失。如果消化过程中不控制火力的大小，刚开始就用大火加热，就会使反应液往瓶口上冲，上升到烧瓶颈部，使反应物粘在瓶颈，从而影响测定结果。由于电炉不容易控制温度，最好是使用可以调节的电炉。
2）在做饲料中粗蛋白的测定时，消化时间尤为重要。消化时间过短会造成饲料中的氮不能充分转化成氨，会导致测定结果偏低；消化时间过长，会造成氨损失，也会引起测定结果偏低[4]。实习期间经过对样品的测试，所发现被测样品的消化时间对粗蛋白测定的影响为：试样变绿后消化0.5h粗蛋白含量减少，随着消化时间的不断增加，粗蛋白含量开始逐渐的增长。从2h开始，粗蛋白含量缓慢增长，2h的和5h的蛋白含量在允许在1%误差范围，可知样品的消化时间应控制在试样变绿后2h以后，对于一般的试样，3-4h的消化时间已经足够，粗蛋白含量的提高与过长的消化时间没有什么特别的关系。
（四）空白试验对粗蛋白检测的影响
在粗蛋白检测中，空白实验对误差的消除也起着至关重要的作用，根据公式：
粗蛋白质（%）=
（其中V1表示空白试验时，滴定空白溶液所需要的HCl标准液的消耗体积）粗蛋白的含量受空白试验时的HCl标准液滴定数值的影响，所以为了减少误差空白试验应力求精确，最好在蒸馏待测样品前进行。
（五）蒸馏对粗蛋白的检测的影响
1）凯氏定氮法蒸馏过程中，应进行系统密闭性的检查，整套装置应呈密闭状态，所以在蒸馏前应检查整个蒸馏装置各连接处的玻璃管与玻璃管是否对接吻合，连接处橡皮管大小是否合适。要确定系统的密闭性、试剂的使用以及蒸馏的步骤是否有误，蒸馏试样前先做回收率。以免产生泄露而或误差而影响实验检测结果。蒸馏装置还要有良好的气密性，防止倒吸造成检测结果的不准确。
2）凯氏定氮法蒸馏的过程中，应注意冷凝水要在蒸馏开始时就开启。如果蒸馏一段时间发现未开启蒸馏水，要立即停止加热，待冷凝装置冷却后再开通冷凝水，否则会发生爆炸。
3）在加样液之前，先把蒸馏装置的冷凝管末端浸入装有吸收液的锥形瓶内，然后将50ml的NaOH加入小烧杯里，再使小烧杯里的NaOH缓缓流下，碱液尚未流完时，加3-5ml水，一半作为水封，一半流入反应室。在加碱液的时候，整个反应室其余装置都应该保持密封，除了冷凝管路浸在吸收液里，以防止生成的氨气挥发。蒸馏完成后用水冲洗冷凝管的末端，洗液均流入锥形瓶内。
（六）滴定对粗蛋白检测的影响
由于普通酸式滴定管管口较大，一滴的量多，为0.08ml，在滴定H3BO4吸收液由蓝绿到灰红的终点过程中，极易滴定过量。过量后，继续滴加HCl标准液，H3BO4吸收液作对比，其中一瓶滴定过量。结果发现：滴定精确的终点颜色和终点颜色差别不大。由此可见，在滴定过程中如果使用普通酸式滴定管滴定很容易导致滴定过量[5]。同样一组平行样，其滴定所用的HCl标准液量偏差较大。
另外，在滴定中，不同的操作者对滴定终点颜色的判断有所不同，滴定过程中颜色的不断的变化会引起滴定结果的误差，尽管只有半滴的误差也会使测定结果达到1%以上的偏差。滴定前应将溶剂瓶上下摇动几次，保证溶液浓度均匀一致。滴定时为了确保滴定结果准确，应注意排空滴定管底部的气泡。滴定用的盐酸标准滴定液必须准确。

三、 结论

饲料中粗蛋白测定受很多因素影响，本文总结了六种对测定结果产生影响的因素。总而言之严格按照检验标准，做好原料和成品饲料的分样，正确使用检测仪器，不放过每一个小细节，注意每一个小细节，注意每个检验项目需要注意的问题，就可以准确、公正、无误的给出饲料分析鉴定检测结果，为公司企业把好产品质量关，更好地为人民服务。

参考文献

[1]陈福华，邓世林，肖明俐，吴礼龙饲料中粗蛋白检测不确定度的建立[J].微量元素与健康研究.2009（5）：86-87
[2] 邢磊，王仁华.饲料中粗蛋白含量不同检测方法的比较[J].江西饲料.2015（6）：123-124
[3] 李晓华.饲料分析中粗蛋白检测的误差分析[J].龙岩师专学报.2015（5）：65-66
[4]李建武.生物化学[M]. 北京：北京大学出版社，1990
[5]扬胜.饲料分析及饲料质量检验技术[M] .北京：北京农业大学出版社，1993，1

致谢

经过这次毕业设计，我能力有很大提高比如操作、分析问题的能力、合作精神严谨工风等方面都有很大进步。这期间凝聚了多人的心血，在此我表示由衷感谢。学院的领导、各位任教老师和答辩委员会的各位专家、评委，你们不仅传道、授业、解惑，使我们的管理理论水平得到提高，没有他们帮助将无法顺利完成这次设计首先，我要特别感谢的指导老师感谢他的谆教诲，在我论文书写过程中给予了大量的帮助和指导，为我清除了许多设计思路和操作方法上的障碍，并对我所做的课题提出了有效改进方案。老师严谨的治学态度和实事求是的工作作风带动和影响着我们每位学生，将使我们终生受益。再次对他们表示衷心感谢。