恒美智造凱氏定氮儀法測定血液（粉末）中的蛋白質方案介紹

方案編號：KDN-003

適用儀器：全自動凱氏定氮儀、石墨消化爐

發布日期：2026 年10 月8 日

1  前言

蛋白質是生命活動的主要承擔者，血液粉末（如血粉、血紅蛋白粉、血漿蛋白粉等）是以新鮮動物血液為原料，經噴霧干燥、冷凍干燥或真空干燥等工藝制成的粉末狀產品，具有蛋白質含量高（通常可達 80%以上）、氨基酸組成均衡、消化吸收率高等特點，是優質蛋白補充劑和功能性食品配料，廣泛應用于保健食品、運動營養品、動物飼料及生物醫藥等領域。我國相關標準對不同用途的血液粉末均有明確的蛋白質含量要求，準確測定血液粉末中的蛋白質含量對原料質量控制、產品分級及市場準入具有重要意義。

本方案依據《GB 5009.5-2025  食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》中第一法凱氏定氮法的全自動凱氏定氮儀法（5.2 節），采用全自動凱氏定氮儀配合石墨消化爐進行測定。血液粉末為高蛋白、高氮基質樣品，蛋白質含量可達70%～95% ，與大豆樣品（約35%～40%）相比，具有蛋白質含量高、含氮量高的特點，在取樣量、消解條件及計算結果等方面均需特殊優化。本方案針對血液粉末的高蛋白特性進行了專項參數調整，具有取樣量小、消解、結果準確的特點，適用于血粉、血紅蛋白粉、血漿蛋白粉等高蛋白粉末樣品的批量檢測。

2  儀器與試劑

2.1  儀器

全自動凱氏定氮儀（配有滴定系統、蒸餾系統，可直接對消化管進行蒸餾滴定），石墨消化爐（控溫精度 ±1℃ , 最高溫度 ≥420℃) , 分析天平（感量 0.001 g，推薦使用感量 0.0001 g），消化管（與消解儀和定氮儀配套），移液管、量筒等玻璃器皿，粉碎機（用于樣品粉碎，血液粉末通常無需粉碎），干燥器（用于樣品保存）。

儀器說明：血液粉末蛋白質含量高（70%～95%），取樣量極小約 0.1 g ，強烈推薦使用萬分之一天平（感量 0.0001 g）以確保稱量準確性。

圖 1  全自動凱氏定氮儀及石墨消化爐外觀圖

2.2  試劑

硫酸銅（CuSO? ·5H2O），硫酸鉀（K2SO?) , 硫酸（H2SO? , 98%），（NaOH），硼酸（H3BO3），硫酸標準滴定溶液 [c(l/2H2SO4)=0. lmol/L] ，甲基紅指示劑（l g/L 乙醇溶液），溴甲酚綠指示劑（l g/L 乙醇溶液），混合指示劑 B：l 份甲基紅乙醇溶液與5 份溴甲酚綠乙醇溶液混勻，水：符合 GB/T 6682 規定的三級水。

3  實驗方法

3.1  試樣制備

取具有代表性的血液粉末樣品，檢查是否有結塊現象。若粉末均勻、流動性好，可直接稱量；若有結塊，應用粉碎機輕輕打散（避免過度粉碎導致樣品損失），充分混勻后裝入密閉干燥容器中備用。

關鍵要點：血液粉末極易吸潮，應保存在干燥器中，稱量時應快速操作，避免吸濕影響稱量準確性。

3.2  試樣稱量與消解

準確稱取血液粉末試樣約 0. l g（精確至 0.000l g），置于干燥的消化管中。依次加入：硫酸銅 0.4 g ，硫酸鉀 6 g ，硫酸 l5 mL。

輕輕搖勻，將消化管置于石墨消化爐上。啟動消解程序，420℃  恒溫消解至少 l.5 h，直至消解液呈藍綠色透明狀，確保消解。

消解說明：血液粉末蛋白質含量高，且含有血紅素鐵等復雜有機成分，消解時間需較大豆適當延長至 l.5-2 h ，以確保蛋白質分解和鐵等礦物質的氧化。

消解結束后，取下消化管冷卻至室溫。無需轉移消解液，消化管可直接用于后續蒸餾滴定。同時進行空白試驗（不加樣品，其余步驟相同）。

圖 2  石墨消化爐消解過程圖

3.3  蒸餾與滴定

開機預熱全自動凱氏定氮儀，檢查堿液、吸收液（硼酸溶液+混合指示劑 B）、滴定液（硫酸標準滴定溶液）是否充足。

將含有消解液的消化管（包括試樣和空白）依次放入定氮儀的樣品盤上。

根據儀器操作說明，設置蒸餾滴定參數（如加堿量、蒸餾時間、接收液體積等）。儀器將自動加入溶液堿化蒸餾（加堿量根據消解用酸量設定，通常為酸體積的 4 倍）進行堿化蒸餾，釋放的氨被硼酸吸收，然后用硫酸標準滴定溶液自動滴定至終點（混合指示劑 B 由藍綠色變為淺灰紅色）。儀器自動記錄滴定體積并計算蛋白質含量。分別記錄試樣消耗體積 V1 和空白消耗體積 V0。

圖 3  滴定參數設置界面及全自動凱氏定氮儀工作圖片

4  結果與討論

4.1  計算公式

試樣中蛋白質含量按下式計算（適用于全量蒸餾，即全部消解液用于蒸餾）：

式中：

X ——試樣中蛋白質含量，單位為克每百克（g/100g）

V1   ——滴定試樣消解液消耗硫酸標準滴定溶液的體積，單位為毫升（mL）

V0   ——滴定空白消解液消耗硫酸標準滴定溶液的體積，單位為毫升（mL）

C ——硫酸標準滴定溶液的濃度，單位為摩爾每升（mol/L），此處為 c(1/2H2SO4)

0.0140——與 1.00 mL 硫酸標準滴定溶液 [c(1/2H2SO4)= 1.000 mol/L]相當的氮的質量，單位為克每毫摩爾（g/mmol）

M——試樣質量，單位為克（g）

F——蛋白質折算系數（大豆及其制品取 6.25）

100——換算為每百克試樣的系數

注：全自動凱氏定氮儀內置上述計算公式，可直接讀取蛋白質含量結果。

4.2  測試結果

注 1 ：硫酸標準滴定溶液濃度 c = 0. 1075mol/L；V0:0.05mL。

注 2 ：蛋白質折算系數 F = 6.25 ，結果保留三位有效數字。

圖4檢測結果截圖

4.3  精密度

在重復性條件下獲得的兩次獨立測定結果的絕對差值不得超過算術平均值的 5%（因蛋白質含量 > 10 g/100g），符合 GB 5009.5-2025 標準要求。

5  方案特點與優勢

5.1  針對血液粉末樣品的方法優勢

樣品代表性：通過粉碎過篩確保樣品均勻，避免顆粒大小差異導致消化不好。

消解高效：石墨消化爐溫控精準，420℃恒溫消解，消解時間適當延長至 1.5～2 h ，確保蛋白質釋放。

流程簡化：消解后直接上機，無需轉移定容，減少操作步驟和人為誤差。

5.2  儀器設備優勢

石墨消化爐：加熱均勻、升溫快、耐腐蝕，可同時處理多批樣品，提高效率。

全自動凱氏定氮儀： 自動化完成加堿、蒸餾、滴定、計算，結果直接讀取，數據可存儲導出，符合現代實驗室對智能化、可追溯的要求。

5.3  關鍵操作要點

樣品保存：血液粉末極易吸潮，應保存在干燥器中，稱量時快速操作，避免長時間暴露在空氣中。

消解終點判斷：消解液應呈藍綠色透明狀，高蛋白+鐵的復雜基質，建議消解 1.5～2 h ，中間可取出檢查，如有黑色殘留繼續消解確保氮釋放。

堿液添加量：加堿量應根據消解時加入的硫酸量確定。通常堿液（40% NaOH）的添加量應為消解用濃硫酸體積的 4 倍左右，以確保中和硫酸并使溶液呈強堿性。

堿量是否充足的判斷：可通過觀察反應液顏色變化來判斷。硫酸銅在堿性條件下會生成褐色沉淀（氧化銅），若蒸餾時溶液顏色未發生變化，說明堿液添加量不足，需要補加。

空白控制：空白值應穩定且低（通常 V0<0.2 mL），若偏高需檢查試劑純度、消化管清潔度或蒸餾系統密封性。

滴定液濃度：定期標定硫酸標準滴定溶液，確保濃度準確；注意使用與濃度匹配的滴定管精度。

折算系數：與大豆蛋白質折算系數一致為 6.25。

6  結論

本方案采用全自動凱氏定氮儀配合石墨消化爐，建立了血液粉末中蛋白質含量的測定方法。方法嚴格遵循 GB 5009.5-2025 國家標準，針對血液粉末蛋白質含量高（70%～95%）、易吸潮、含鐵量高的特點，在取樣量 0.1 g 、消解時間（1.5～2 h）及天平精度（萬分之一）等方面進行了專項優化。該方法取樣量小、消解、結果準確可靠，適用于血粉、血紅蛋白粉、血漿蛋白粉等高蛋白粉末樣品的批量檢測，可為血液深加工產品的質量控制提供有力支持。

7  參考文獻

[ 1] GB 5009.5-2025  食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定[S].

[2] GB/T 601  化學試劑 標準滴定溶液的制備[S].

本文檔為通用技術方案，具體儀器操作請參考對應設備說明書。