任务5 饲料中粗蛋白质的测定（课件）-《畜禽营养与饲料加工技术》中国农业科学技术出版社 同步精品课堂

中国农业科学技术出版社 《畜禽营养与饲料加工技术》 项目一 畜禽营养基础 任务五 饲料中粗蛋白质的测定 1 CONTENTS 目 录 01 学习目标 02 教学重难点 03 新课导入 04 知识讲授 05 师生互动 06 课内小结 07 课内练习 一、学习目标 知识目标 1、掌握粗蛋白质的定义及凯氏定氮法的原理。 2、理解测定过程中试剂的作用及关键步骤的意义。 技能目标 1、能独立完成饲料样品的消煮、蒸馏、滴定操作。 2、能正确计算粗蛋白质含量并分析实验误差。 二、教学重难点 教学重点 1、凯氏定氮法的操作流程（消煮→蒸馏→滴定）。 2、粗蛋白质含量的计算方法。 教学难点 1、消煮过程中温度控制与终点判断（透明蓝绿色）。 2、蒸馏装置的密封性及氨气完全吸收的验证。 三、新课导入 典型案例： 三、新课导入 典型案例： 三、新课导入 案例问题： 1、如何科学验证饲料蛋白质含量是否达标？ 2、思考蛋白质检测的必要性。 四、知识讲授 饲料中粗蛋白质的测定 材料准备 一、 试剂 1.水 应为符合GB/T 6682—2008的三级水。 2.硼酸( 化学纯) 硼酸吸收液Ⅰ：称取20g硼酸(化学纯) ，用水溶解并稀释至1000mL。 硼酸吸收液Ⅱ: 1%硼酸水溶液1000mL, 加入0.1%溴甲酚绿乙醇溶液10mL、0.1%甲基红乙醇溶液7mL，4%氢氧化钠水溶液0.5mL，混匀，室温保存期为1个月(全自动程序用)。 四、知识讲授 饲料中粗蛋白质的测定 3.氢氧化钠水溶液 称取40g氢氧化钠(化学纯) ，用水溶解，待冷却至室温后，用水稀释至100mL。 4. 硫酸( 化学纯) 5.硫酸铵 6.蔗糖 7.混合催化剂 称取0.4g五水硫酸铜，6.0g硫酸钾或硫酸钠，研磨混匀； 或购买商品化的凯氏定氮催化剂片。 四、知识讲授 饲料中粗蛋白质的测定 8.盐酸标准滴定溶液 c(HCl)=0.1mol/L或0.02 mol/L。 9.甲基红乙醇溶液 称取0.1g甲基红，用乙醇溶液稀释至100mL。 10.溴甲酚绿乙醇溶液 称取0.5g溴甲酚绿，用乙醇溶液稀释至100mL。 11.混合指示剂 甲基红乙醇溶液和溴甲酚绿乙醇溶液等体积混合，在阴凉处避光保存，有效期为3个月。 四、知识讲授 饲料中粗蛋白质的测定 二、仪器设备 1.分析天平 ( 感量0.0001 g) 2.消煮炉或电炉 3.250 mL凯氏烧瓶 4.250mL消煮管 5.凯氏蒸馏装置 常量直接蒸馏式或半微量水蒸气蒸馏式。 6.定氮仪 以凯氏原理制造的各类型半自动、全自动定氮仪。 四、知识讲授 实施过程 (一) 试样消煮 1.凯氏烧瓶消煮 准确称取试样0.5~2g(含氮量5~80 mg, 准确至0.0001g) , 无损失地放入凯氏烧瓶中，加入6.4g混合催化剂，与试样混合均匀，再加12mL硫酸和两粒玻璃珠，将凯氏烧瓶置于电炉上加热，开始于200℃加热，待样品焦化、泡沫消失后，再提高温度至约400℃，直至溶液呈透明的蓝绿色，然后再继续加热，至少2h。取出，冷却至室温。 四、知识讲授 实施过程 (一) 试样消煮 称取试样0.5~2g(含氮量5~80mg, 准确至0.0001g) , 放入消煮管中, 加入2片凯氏定氮催化剂片或6.4g混合催化剂、12mL硫酸，于420℃消煮炉上消化1h。取出，冷却至室温。 四、知识讲授 实施过程 (二) 氨的蒸馏 待上述消煮液冷却，加入20mL蒸馏水，转入100mL容量瓶中，冷却后用水稀释至刻度，摇匀，作为试样分解液。将半微量蒸馏装置的冷凝管末端浸入装有20mL硼酸吸收液Ⅰ和2滴混合指示剂的锥形瓶内。用移液管准确移取10~20 mL试样分解液，注入蒸馏装置的反应室中，用少量蒸馏水冲洗进样入口，塞好入口玻璃塞，再加10mL氢氧化钠水溶液，小心提起玻璃塞使之流入反应室，将玻璃塞塞好，并在入口处加水密封，防止漏气。加热蒸馏4m in，降下锥形瓶，使冷凝管末端离开吸收液面，再蒸馏1m in，至流出液pH为中性。用蒸馏水冲洗冷凝管末端，洗液均流入锥形瓶内，然后停止蒸馏。 四、知识讲授 实施过程 (三) 滴定 蒸馏后的吸收液立即用0.1m ol/L或0.02 mol/L盐酸标准滴定溶液滴定，溶液由蓝绿色变为灰红色为滴定终点。 四、知识讲授 实施过程 二、全量法 (一) 试样消煮 同半微量法。 (二) 氨的蒸馏 1.待试样消煮液冷却，加入60~100 mL蒸馏水，摇匀，冷却。将蒸馏装置的冷凝管末端浸入装有25 mL硼酸吸收液Ⅰ和2滴混合指示剂的锥形瓶内。小心地向凯氏烧瓶中加入50mL氢氧化钠水溶液，摇匀后加热蒸馏，直至馏出液体积约为100mL。降下锥形瓶，使冷凝管末端离开吸收液面，继续蒸馏1~2min，至流出液pH为中性。用水冲洗冷凝管末端，洗液均流入锥形瓶内，然后停止蒸馏。 四、知识讲授 实施过程 2.采用半自动凯氏定氮仪时，将带消煮液的消煮管插在蒸馏装置上，蒸馏装置的冷凝管末端浸入装有25mL硼酸吸收液Ⅰ和2滴混合指示剂的锥形瓶内。然后向消煮管中加入50mL氢氧化钠水溶液进行蒸馏，至流出液pH为中性。蒸馏时间以吸收液体积达到约100mL时为宜。降下锥形瓶，用水冲洗冷凝管末端，洗液均流入锥形瓶内。 四、知识讲授 实施过程 ( 三) 滴定 用0.1mol/L盐酸标准滴定溶液滴定吸收液，溶液由蓝绿色变为灰红色为终点。 (四) 蒸馏步骤查验 称取0.2g硫酸铵(精确至0.0001 g) ，代替试样，按上述步骤进行操作，测得硫酸铵含氮量应为(21.19±0.2)%，否则应检查加碱、蒸馏和滴定各步骤是否正确。 四、知识讲授 实施过程 (五) 空白测定 称取0.5g蔗糖(精确至0.0001g), 代替试样, 按上述步骤进行空白测定, 消耗0.1m ol/L盐酸标准滴定溶液的体积不得超过0.2mL，消耗0.02 mol/L盐酸标准滴定溶液体积不得超过0.3mL。 四、知识讲授 实施过程 (六) 结果计算 试样中粗蛋白质含量以质量分数计，数值以质量分数(%)表示，按下式计算。 粗蛋白质含量= 式中，V₂——滴定试样所消耗盐酸标准滴定溶液的体积，mL； V₁——滴定空白所消耗盐酸标准滴定溶液的体积，mL； c——盐酸标准滴定溶液的浓度，mol/L； m——试样的质量, g；V——试样消煮液总体积，mL； V' ——蒸馏用消煮液体积, mL； 14——氮的摩尔质量, g/ mol; 6.25——氮换算成粗蛋白的平均系数。 四、知识讲授 实施过程 (七) 记录与总结 记录实验数据，总结实验中出现的问题，并书写实验报告。 四、知识讲授 实施过程 三、注意事项 1.绝对偏差是指某一次测量值与平均值的差异。 2.相对偏差是指某一次测量的绝对偏差占平均值的百分比。 3.样品应是均匀的，固体样品应预先研细混匀，液体样品应振摇或搅拌均匀。 4.当硫酸过多地被消耗或样品中脂肪含量过高时，要增加硫酸的量。 5.加入硫酸钾的作用是为了增加溶液的沸点，硫酸铜为催化剂，硫酸铜在蒸馏时作碱性反应的指示剂。 四、知识讲授 实施过程 6.混合指示剂在碱性溶液中呈绿色，在中性溶液中呈灰色，在酸性溶液中呈红色。 7.氨是否完全蒸馏出来，可用pH试纸试馏出液是否为碱性。 8.向蒸馏瓶中加入浓碱时，往往出现褐色沉淀物，这是由于分解促进碱与加入的硫酸铜反应，生成氢氧化铜，经加热后又分解生成氧化铜的沉淀。 四、知识讲授 实施过程 蛋白质是生命的基础，是细胞组成、酶、激素免疫抗体等的主要成分，是组织更新、修补的原料。饲料中蛋白质的质和量直接关系到动物生命生长、发育、繁殖和生产，因此，测定饲料中粗蛋白质含量对动物生活和生产有重要作用。测定饲料原料和成品料中粗蛋白质的含量，为科学配制饲料提供可靠依据。 凯氏法测定试样中的含氮量，即在催化剂作用下，用硫酸破坏有机物，使含氮物转化成硫酸铵。加入强碱进行蒸馏使氨逸出，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。 五、师生互动 课堂讨论 1、凯氏定氮法中，为什么使用硼酸吸收氨而非其他酸？混合指示剂的颜色变化原理是什么？ 2、若蒸馏过程中氨未完全逸出（如馏出液pH未达中性），会对粗蛋白质测定结果产生何种影响？如何通过实验设计避免此类误差？ 六、课内小结 七、课内练习 单项选择题 1、测定饲料中粗蛋白质含量的凯氏定氮法，其计算中使用的氮转换为粗蛋白的系数是（ ） A. 6.00 B. 6.25 C. 6.50 D. 7.00 2、在凯氏定氮法的消化过程中，加入硫酸钾的主要作用是（ ） A. 作为催化剂，加速反应 B. 提高溶液的沸点，促进消化 C. 与氨结合形成铵盐 D. 指示消化终点 【答案】B 【解析】该方法是基于蛋白质平均含氮量为16%的假设，因此将测得的氮含量转换为粗蛋白含量的换算系数为100/16 = 6.25。 【答案】B 【解析】硫酸钾的加入可以显著提高浓硫酸的沸点，从而使消化温度更高，更有效地分解有机物质。 七、课内练习 判断题 1、凯氏定氮法测出的“粗蛋白质”包括样品中所有的含氮化合物。（ ） 2、消化时，加入的硫酸量越多越好，以确保任何样品都能消化完全。（ ） 【答案】正确。该方法测定的是样品中的总氮含量，乘以系数6.25后得到粗蛋白含量，这其中包含了真蛋白质和非蛋白氮（NPN）。 【答案】错误。硫酸用量需根据样品特性（如脂肪含量）适当增加，但并非越多越好。过量硫酸会导致后续加碱量巨大，可能引起暴沸或误差。 七、课内练习 简答题 1、简述凯氏定氮法测定饲料粗蛋白质的基本原理。 【答案】 凯氏定氮法的基本原理分为三步： 消化： 样品在浓硫酸和催化剂的共同加热作用下，其中的有机含氮物质被氧化分解，碳和氢被转化为CO₂和H₂O，而氮则转变为硫酸铵。 蒸馏： 在消化液中加入过量的浓氢氧化钠溶液，碱化并加热使硫酸铵分解释放出氨气。 吸收与滴定： 释放出的氨气被硼酸吸收液吸收，生成硼酸铵。然后用已知浓度的盐酸标准溶液滴定硼酸铵，根据盐酸的消耗量计算出样品的含氮量。最后，将含氮量乘以蛋白质换算系数6.25，即得粗蛋白质含量。 感谢您的耐心观看 30 $$