Для молока сырого кислотностью не выше 20 °Т существуют следую­щие методы измерения массовой доли белка: колориметрический, рефрактометрический и формольного титрования, а также метод из­мерения массовой доли общего азота по Кьельдалю.

Отбор проб и подготовка их к испытаниям – по ГОСТ 13928. Кон­сервирование проб не допускается.

Колориметрический метод

Колориметрический метод основан на способности белков молока при рН ниже изоэлектрической точки связывать кислый краситель, образуя с ним нерастворимый осадок, после удаления которого из­меряют оптическую плотность исходного раствора красителя относи­тельно полученного раствора, которая уменьшается пропорционально массовой доле белка.

Аппаратура, материалы и реактивы:

  • весы лабораторные 4-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г по ГОСТ 24104;
  • центрифуга для измерения массовой доли жира молока по нормативно-технической документации;
  • колориметр фотоэлектрический лабораторный со светофильтром для выделения спектральной области 590 нм с кюветами рабочей дли­ны 10 мм или спектрофотометр с выделяемой длиной волны 590 нм;
  • анализатор потенциометрический с ценой деления 0,05 ед. рН с диапазоном измерения 2-3 ед. рН;
  • термометр ртутный стеклянный с диапазоном измерения 0–100 °С, с ценой деления 0,5 или 1,0 °С, с пределом допустимой погреш­ности ± 1 °С по ГОСТ 28498;
  • пробки резиновые конусные № 16 или 19 по нормативно-техни­ческой документации;
  • штатив для пробирок;
  • фильтры бумажные;
  • пробирки П1, П2, П4-25 по ГОСТ 25336;
  • воронки В или ВФ по ГОСТ 25336;
  • пипетки 1-2-1, 2-2-1, 4-2-1, 5-2-1, 2-2-20 по ГОСТ 29169;
  • колбы 1-2-50, 1-2-200, 1-2-500, 1-2-2000, 2-2-50, 2-2-200, 2-2-500, 2-2-2000 по ГОСТ 1770;
  • бутыль темного стекла вместимостью 2000 см3 по нормативно-технической документации;
  • краситель «Амидо-черный 10 Б» (1-амино-2,7-бис(n-нитрофенилазо)-8-оксинафталин-3,6-дисульфокислоты динатриевая соль) по ТУ 6-09-05-557, ч. д. а.;
  • кислота лимонная по ГОСТ 3652, х. ч. или ч. д. а.;
  • натрий ортофосфат двузамещенный 12-водный по ГОСТ 4172, х. ч. или ч. д. а. или натрий ортофосфат двузамещенный, х. ч. или ч. д. а.;
  • кислота серная по ГОСТ 4204, х. ч. или ч. д. а.;
  • натрия гидроокись по ГОСТ 4328, х. ч. или ч. д. а.;
  • вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Допускается применение других средств измерений с метрологиче­скими характеристиками и оборудования с техническими характеристи­ками не хуже, а также реактивов по качеству не ниже вышеуказанных.

Подготовка к измерениям. Приготовление буферного раствора. Взве­шивают 31,70 г лимонной кислоты и 8,40 г ортофосфата натрия. Ре­зультат взвешивания записывают с округлением до 2-го десятичного знака. Реактивы помещают в колбу вместимостью 500 см3 и добавляют в нее 400 см3 воды. Колбу нагревают до температуры выше 70 °С. Затем содержимое колбы перемешивают до полного растворения веществ и охлаждают до температуры (20 ± 2) °С.

Приготовление раствора красителя. Навеску 4,60 г красителя, взве­шенного с отсчетом до 0,01 г, помещают в колбу вместимостью 500 см3 и добавляют в нее 200 см3 воды. Колбу нагревают до температуры не выше 70 °С и затем перемешивают содержимое ее до растворения красителя.

Раствор отфильтровывают через бумажный фильтр в мерную колбу вместимостью 2000 см3. Фильтр промывают водой до удаления следов красителя. В эту же колбу переносят буферный раствор.

Содержимое колбы охлаждают до температуры (20 ± 2) °С. Колбу до­ливают водой до метки, закрывают резиновой пробкой и перемешива­ют ее содержимое путем переворачивания колбы не менее шести раз.

Раствор должен иметь (2,3 ± 0,1) ед. рН. Если рН раствора не со­ответствует данному значению, исправляют его добавлением концен­трированной серной кислоты или гидроокиси натрия. Раствор, раз­бавленный в 50 раз, должен иметь оптическую плотность (0,82 ± 0,02) на длине волны 590 нм в кювете с рабочей длиной 10 мм. Если опти­ческая плотность раствора не соответствует данному значению, то ис­правляют ее добавлением буферного раствора или раствора красителя. Раствор следует использовать только после 12 ч выдержки.

Раствор должны хранить в холодильнике в бутыли из темного стек­ла не более 4 мес, еженедельно проверяя и исправляя значения рН и оптической плотности.

Проведение измерений. В стеклянную пробирку помещают пипеткой 1 см3 молока, приливают 20 см3 раствора красителя и, закрыв пробир­ку резиновой пробкой, перемешивают ее содержимое, переворачивая пробирку от 2 до 10 раз. Следует избегать встряхивания, так как при этом образуется трудноразрушимая пена.

Помещают пробирку в центрифугу и центрифугируют при частоте вращения 25 с-1 (1500 об/мин) в течение 10 мин или при частоте вра­щения 16 с-1 (1000 об/мин) – в течение 20 мин.

Отбирают пипеткой 1 см3 надосадочной жидкости, помещают в мер­ную колбу вместимостью 50 см3, доливают колбу до метки водой и со­держимое перемешивают. Аналогичным способом разбавляют рабочий раствор красителя в 50 раз.

Измеряют на фотоэлектроколориметре или спектрофотометре оптическую плотность разбавленного раствора красителя по отноше­нию к разбавленному содержимому мерной колбы.

После каждых 24 наблюдений кювету промывают буферным раство­ром.

Обработка результатов. Массовую долю белка X, %, вычисляют по формуле:

Х = 7,78D - 1,34,

где D – измеренная оптическая плотность, ед. оптич. плотности; 7,78 – эмпирический коэффициент, %/ед. оптич. плотности; 1,34 – эмпирический коэффициент, %.

Предел допустимой погрешности результата измерений в диапазоне массовой доли белка 2,5–4,0 % составляет ± 0,1 % массовой доли бел­ка при доверительной вероятности 0,80 и расхождении между двумя параллельными измерениями не более 0,013 единиц оптической плот­ности или не более 0,1 % массовой доли белка.

За окончательный результат измерения принимают среднеариф­метическое значение результатов вычислений двух параллельных наблюдений, округляя результат до второго десятичного знака. При расхождении между результатами измерений, полученными в разных лабораториях более чем на 0,1 % массовой доли белка, измерение про­водят по ГОСТ 23327.

Рефрактометрический метод

Рефрактометрический метод основан на измерении показателей пре­ломления молока и безбелковой молочной сыворотки, полученной из того же образца молока, разность между которыми прямо пропорцио­нальна массовой доле белка в молоке.

 Аппаратура, материалы и реактивы:

  • комплект для измерения массовой доли белка, состоящий из: рефрактометра (рис. 8) со шкалой массовой доли белка в диапазоне 0–15 %, ценой деления 0,1 %; водяной бани закрытого типа для флаконов;
  • центрифуга для измерения массовой доли жира в молоке по нормативно-технической документации;
  • электроплитка номинальной мощностью 1000 Вт по ГОСТ 14919;
  • колбы 1-1000-2, 2-1000-2 по ГОСТ 1770;
  • пипетки 1-2-1, 2-2-1, 2-2-5, 4-2-1, 5-2-1 по ГОСТ 29169;
  • флаконы из стеклянной трубки для лекарственных средств, типа ФО, вместимостью 10 см3 по ТУ 64–2–10;
  • пробки резиновые по нормативно-технической документации;
  • кальций хлористый 2-водный по ТУ 6-09-5077;
  • вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Допускается применение других средств измерений с метрологиче­скими характеристиками и оборудования с техническими характеристи­ками не хуже, а также реактивов по качеству не ниже вышеуказанных.

Подготовка к измерениям. Навеску 40,0 г хлористого кальция поме­щают в колбу вместимостью 1000 см3, приливают к ней 500 см3 воды и перемешивают до полного растворения соли. Содержимое колбы на­гревают до температуры (20 ± 2) °С и доводят водой до метки.

Проведение измерений. Наливают в 3 флакона по 5 см3 молока, до­бавляют по 6 капель раствора хлорида кальция. Флаконы закрывают пробками, и содержимое их перемешивают путем переворачивания флаконов.

ris 8

Рис. 8.  Рефрактометр ИРФ-454: 1, 13направляющие; 2 блок рефрактометрический; 3, 7, 9, 12, – штуцера; 4крючок; 5 шкала; 6 нониус; 8 рукоятка; 10 шарнир; 11, 15 зеркала, 14 заслонка

Помещают флаконы в водяную баню, наливая в баню воду так, что­бы ее уровень достигал половины высоты флаконов. Баню закрывают, помещают на электроплитку, доводят воду в бане до кипения и кипя­тят не менее 10 мин. Не открывая бани, сливают горячую воду через отверстия в крышке, наливают в баню холодную воду и выдерживают в ней не менее 2 мин.

Открывают баню, извлекают флаконы и разрушают белковый сгу­сток путем энергичного встряхивания флаконов.

Флаконы помещают в центрифугу и центрифугируют не менее 10 мин. Образовавшуюся прозрачную сыворотку отбирают пипеткой и наносят на измерительную призму рефрактометра 1-2 капли. Закры­вают измерительную призму осветительной.

Наблюдая в окуляр рефрактометра, специальным корректором уби­рают окрашенность границы света и тени. Для улучшения резкости границы измерение проводят через 1 мин после нанесения сыворотки на призму, так как за это время из пробы удаляется воздух и лучше сма­чивается поверхность осветительной призмы.

Проводят по шкале «Белок» не менее 3 наблюдений. Удаляют сы­воротку с призмы рефрактометра, промывают ее водой и вытирают фильтровальной бумагой.

Помещают на измерительную призму 2 капли исследуемого молока и проводят по шкале «Белок» не менее 5 наблюдений, так как резкость границы света и тени у молока хуже, чем у сыворотки.

Вычисляют среднеарифметические результаты наблюдений для сы­воротки и молока.

Обработка результатов. Массовую долю белка в молоке X1, %, вы­числяют по формуле:

X1 = X2 - X3,

где Х2 – среднеарифметическое значение результатов наблюдения по шкале «Белок» для молока, %; Х3 – среднеарифметическое значение результатов наблюдения по шкале «Белок» для сыворотки, %.

Предел допустимой погрешности результата измерений составля­ет ± 0,1 % массовой доли белка при доверительной вероятности 0,80 и расхождении между двумя параллельными определениями не более 0,1 % массовой доли белка.

За окончательный результат измерения принимают среднеарифме­тическое значение результатов двух параллельных вычислений массо­вой доли белка, округляя результат до второго десятичного знака.

При расхождении между результатами измерений, полученными в разных лабораториях более чем на 0,1% массовой доли белка, изме­рение проводят по ГОСТ 23327.

Метод формольного титрования

Метод применяют при условии согласия с поставщиком.

Метод формольного титрования основан на нейтрализации кар­боксильных групп моноаминодикарбоновых кислот белков раствором гидроксида натрия, количество которого, затраченное на нейтрализа­цию, пропорционально массовой доле белка в молоке.

Аппаратура, материалы и реактивы:

  • анализатор потенциометрический с диапазоном измерения от 4 до 10 ед. рН с ценой деления 0,05 ед. рН;
  • блок автоматического титрования, аппаратурно-совместимый с потенциометрическим титратором и имеющий дозатор раство­ра (бюретку) вместимостью не менее 5 см3 с ценой деления не бо­лее 0,05 см3;
  • секундомер механический типа СОПир 3-го класса;
  • колбы 1-1000-2, 2-1000-2 по ГОСТ 1770;
  • пипетки 2-2-5, 2-2-20 по ГОСТ 29169;
  • воронки ВК по ГОСТ 25336;
  • стаканы В-1-50, В-2-50 по ГОСТ 25336;
  • натрия гидроокись, стандарт-титр по ТУ 6-09-2540, раствор с мо­лярной концентрацией 0,1 моль/дм3;
  • формальдегид, водный раствор с массовой долей формальдегида 30% по ГФ СССР, № 619;
  • вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Допускается применение других средств измерений с метрологиче­скими характеристиками и оборудования с техническими характери­стиками не хуже, а также реактивов по качеству не ниже вышеуказанных.

Определение поправки к результатам измерения массовой доли белка методом формального титрования. Для определения поправки к результатам измерения массовой доли белка методом формольного титрования проводят одновременное измерение массовой доли белка в одном и том же образце молока методом формального титрования и по ГОСТ 23327.

Измерения проводят на средней пробе молока, полученной путем смешивания равных по массе образцов молока, полученных от разных хозяйств. При этом средняя проба должна быть образована не менее чем от 75 % всех хозяйств – сдатчиков молока.

Измерения как по ГОСТ 23327, так и методом формольного титро­вания проводят в шести повторностях.

Поправку Х4, %, вычисляют по формуле:

Х45 - Х6,

где X5 – среднеарифметическое значение массовой доли белка, полу­ченное по ГОСТ 23327, %; Х6 – среднеарифметическое значение мас­совой доли белка, полученное формольным титрованием, %.

Определение поправки проводят не реже одного раза в декаду.

Проведение измерений. В стакан помещают 20 см3 молока и стержень магнитной мешалки. Стакан устанавливают на магнитную мешалку, включают двигатель мешалки и погружают электроды потенциометрического анализатора в молоко. Включают кнопку «Пуск» блока автоматического титрования, а спустя 2–3 с – кнопку «Выдержка». Раствор гидроксида натрия при этом начинает поступать из дозато­ра блока в стакан с молоком, нейтрализуя последнее. По достижении точки эквивалентности (рН = 9) и истечении времени выдержки (30 с) процесс нейтрализации автоматически прекращается, а на панели блока автоматического титрования зажигается сигнал «Конец». После этого отключают кнопки «Пуск» и «Выдержка», определяют количе­ство раствора щелочи, затраченной на нейтрализацию молока до вне­сения формальдегида, и вносят в стакан 5 см3 формальдегида.

По истечении 2–2,5 мин вновь включают кнопки «Пуск» и «Вы­держка». По окончании процесса определяют общее количество рас­твора, затраченного на нейтрализацию.

Параллельно проводят контрольный опыт по нейтрализации смеси 20 см3 воды и 5 см3 раствора формальдегида.

Обработка результатов. Массовую долю белка Х1, %, вычисляют по формуле

X1 = (V1 - V2 - V3) x 0,96 + X4

где V2общее количество раствора, израсходованное на нейтрали­зацию, см3; V1 – количество раствора, израсходованное на нейтра­лизацию до внесения формальдегида, см3; V3 – количество раствора, израсходованное на контрольный опыт, см3; 0,96 – эмпирический коэффициент, %/см3; X4поправка к результату измерения массовой доли белка, %.

Предел допустимой погрешности результата измерений в диапазоне массовой доли белка 2,2–4,0 % составляет ± 0,15 % массовой доли бел­ка при доверительной вероятности 0,80 и расхождении между двумя параллельными измерениями не более 0,2% массовой доли белка.

За окончательный результат измерения принимают среднеарифме­тическое значение результатов двух параллельных вычислений, округ­ляя результат до второго десятичного знака.

При расхождении между двумя результатами измерений, получен­ными в разных лабораториях более чем на 0,15 % массовой доли белка, измерение проводят по ГОСТ 23327.

Метод измерения массовой доли общего азота по Кьельдалю и определение массовой доли белка

Область применения. Метод Кьельдаля основан на минерализации пробы молока концентрированной серной кислотой в присутствии окислителя, инертной соли – сульфата калия и катализатора – суль­фата меди. При этом аминогруппы белка превращаются в сульфат ам­мония, растворенный в серной кислоте.

Массовую долю азота в этом растворе измеряют одним из следую­щих способов:

  • химическим – путем подщелачивания раствора, дистилляции аммиака с водяным паром, поглощения его раствором борной кислоты и титрования последнего раствором соляной кислоты с индикацией точки эквивалентности по изменению окраски ин­дикатора (ручное титрование) или с помощью потенциометрического анализатора (ручное или автоматическое титрование);
  • электрохимическим – путем автоматического кулонометрического титрования аммиака непосредственно в минерализованной пробе.

Массовую долю белка определяют, умножая полученный результат на соответствующий коэффициент.

ris 9

Рис. 9. Общий вид установки для потенциометрического титрования:
1 – иономер;
2блок автоматического титрования; 3электромагнитный клапан; 4штатив; 5мешалка;
6втулка резиновая; 7 – держатель электродов; 8измерительный электрод; 9 – вспомогательный электрод;
10дозирующая трубка; 11 – одноходовой кран; 12трубка резиновая d = 2 мм; 13трубка резиновая d = 4,5 мм;
14зажим; 15тройник; 16активатор мешалки; 17–хомутик; 18пружина

Нормативные ссылки. В настоящем разделе использованы ссылки на следующие стандарты:

  • ГОСТ 12.4.021 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования;
  • ГОСТ 1770 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия;
  • ГОСТ 2603 Ацетон. Технические условия;
  • ГОСТ 3118 Кислота соляная. Технические условия;
  • ГОСТ 3622 Молоко и молочные продукты. Отбор проб и подго­товка их к испытанию;
  • ГОСТ 4145 Калий сернокислый. Технические условия;
  • ГОСТ 4160 Калий бромистый. Технические условия;
  • ГОСТ 4165 Медь (II) сернокислая 5-водная. Технические условия;
  • ГОСТ 4204 Кислота серная. Технические условия;
  • ГОСТ 4221 Калий углекислый. Технические условия;
  • ГОСТ 4328 Натрия гидроокись. Технические условия;
  • ГОСТ 6709 Вода дистиллированная. Технические условия;
  • ГОСТ 9147 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия;
  • ГОСТ 9656 Кислота борная. Технические условия;
  • ГОСТ 10929 Водорода перекись. Технические условия;
  • ГОСТ 14919 Электроплиты, электроплитки и жарочные шкафы бытовые. Общие технические условия;
  • ГОСТ 19908 Тигли, чаши, стаканы, колбы, воронки, пробирки и на­конечники из прозрачного кварцевого стекла. Общие технические условия;
  • ГОСТ 20490 Калий марганцевокислый. Технические условия;
  • ГОСТ 24104 Весы лабораторные общего назначения и образцо­вые. Общие технические условия;
  • ГОСТ 25336 Посуда и оборудование лабораторные, стеклянные. Типы, основные параметры и размеры;
  • ГОСТ 26809 Молоко и молочные продукты. Правила приемки, методы отбора проб и подготовка проб к анализу;
  • ГОСТ 28498 Термометры жидкостные стеклянные. Общие техни­ческие требования. Методы испытаний;
  • ГОСТ 29228 Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуи­рованные. Общие требования;
  • РМГ 29 Государственная система обеспечения единства измере­ний. Метрология. Основные термины и определения.

Методы отбора проб. Методы отбора проб и подготовка их к анализу – по ГОСТ 13928, ГОСТ 3622 и ГОСТ 26809.

 Аппаратура, материалы и реактивы. Для измерений применяют сле­дующие аппаратуру, материалы и реактивы.

  • весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г по ГОСТ 24104;
  • весы лабораторные 4-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 500 г по ГОСТ 24104;
  • анализатор потенциометрический с диапазоном измерения 0-12 ед. рН с ценой деления ,0,05 ед.рН;
  • блок автоматического титрования, аппаратурно-совместимый с потенциометрическим анализатором и имеющий дозатор рас­твора – бюретку вместимостью не менее 5 см3 с ценой деления не более  0,02 см3, а также магнитную мешалку;
  • автоматический кулонометрический титратор общего назначе­ния с диапазоном измерения 0,1-0,4 Кл и ценой деления  не более 0,005 Кл или автоматический кулонометрический титратор для измерения массовой доли общего азота с диапазоном измерения 0–1 % азота и ценой деления не более 0,01 % азот;
  • термометр ртутный стеклянный с диапазоном измерения 0–40 °С с ценой деления 0,1°С по ГОСТ 28498;
  • плитка электрическая мощностью 1000 Вт по ГОСТ 14919;
  • блок с гнездами алюминиевый для пробирок или колб Кьельдаля (рис.10);
  • шкаф вытяжной;
  • приспособление для отвода кислотных паров, выделяющихся при минерализации (рис. 11);
  • колбы Кьельдаля 2-100-ТС  по ГОСТ 25336; .  
  • пробирки кварцевые типа БП по ГОСТ 19908 или пробирки из термостойкого стекла (рис. 12);
  • холодильник ХШ-3-200 по ГОСТ 25336;
  • каплеуловитель  лабораторный стеклянный по ГОСТ 25336 или каплеуловитель согласно рис. 13 (из термически стойкого стекла, а также может быть из полиметилметакрилата и  коррозионностойких сортов стали);            
  • колбы мерные 1-250-2, 1-500-2, 1-1000-2, 1-2000-2 или 2-250-2, 2-500-2, 2-1000-2, 2-2000-2 по ГОСТ 1770;
  • цилиндры мерные 1-10-1, 1-50-1, 1-100-1, 1-1000-1 или 1-10-2, 1-50-2, 1-100-2, 1-1000-2, или 3-50-1, 3-100-1, 3-1000-1 или 3-50-2, 3-100-2, 3-1000-2 по ГОСТ 1770;
  • пипетки 8-2-0,1 или 8-2-0,2 по ГОСТ 29228;
  • пипетки 6-1-10 или 6-2-10 по ГОСТ 29228;
  • бюретки 1-2-5-0,02 или 2-2-5-0,02, или 6-2-5-0,02, или 7-2-10-002 по ГОСТ 29228;
  • колбы конические Кн-2-250-34ТХС, Кн-2-1000-42-ТХС, Кн-2-2000-50-ТС по ГОСТ 25336;
  • стаканы В-1-50 ТС, В-1-100 ТС, В-1-250 ТС или В-2-50 ТС, В-2-100 ТС, В-2-250 ТС по ГОСТ 25336;

 

Сосуд D1 Число гнезд
Пробирка 45° 5
Колба Кьельдаля 67° 4

 

ris 10

Рис. 10. Алюминиевый блок с гнездами для пробирок или колб Кьельдаля:
1 – алюминиевый блок;
2теплоизоляция (асбест или асбоцемент);
3цилиндрический алюминиевый экран;
4гнездо для пробирки или колбы Кьельдаля

ris 11

 

Рис. 11. Приспособление для отвода кислотных паров:
1 – пробирка или колба Кьельдаля; 2 стеклянный колпак;
3 трубка из резины или фторопласта-4

 ris 12

Рис. 12. Пробирка из стекла ТС

ris 13

Рис. 13. Каплеуловитель

 

  • стаканчики СВ-14/8 по ГОСТ 25336;
  • воронки делительные ВД-2-25 ХС по ГОСТ 25336;
  • воронки В-36-80 ХС по ГОСТ 25336;
  • ступка фарфоровая с пестиком по ГОСТ 9147;
  • отрезки стеклянных трубок длиной 2–3 см, диаметром 0,5 см;
  • кислота серная концентрированная, плотностью 1,83–1,84 г/см3 по ГОСТ 4204;
  • кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор концентрацией 0,1 моль/дм3;
  • кислота соляная стандарт-титр по НД;
  • кислота борная по ГОСТ 9656;
  • натрия гидроокись по ГОСТ 4328;
  • калия бромид по ГОСТ 4160;
  • калия карбонат по ГОСТ 4221;
  • калия гидрокарбонат по ГОСТ 4143;
  • калия сульфат по ГОСТ 4145;
  • калия перманганат по ГОСТ 20490;
  • медь сернокислая 5-водная по ГОСТ 4165;
  • перекись водорода по ГОСТ 10929, раствор с массовой долей 30%;
  • ацетон по ГОСТ 2603;
  • вода дистиллированная по ГОСТ 6709;
  • метиленовый голубой по НД или аналогичный производства Индии;
  • бриллиантовый зеленый по НД;
  • метиловый красный по НД;
  • бромкрезоловый зеленый по НД.

Все реактивы должны быть чистыми для анализа или химически чи­стыми.

Допускается применение других средств измерения с метрологиче­скими характеристиками и оборудования с техническими характеристи­ками не хуже, а также реактивов по качеству не ниже вышеуказанных.

Подготовка к измерениям. Приготовление раствора гидроокиси на­трия. Растворяют 400 г гидроокиси натрия в 600 см3 дистиллирован­ной воды.

Приготовленные смеси солей. Смешивают 100 г сульфата калия с 0,4 г сернокислой меди, смесь измельчают в ступке.

Приготовление раствора индикаторов. Растворяют в 100 см3 ацетона: для получения метиленового голубого – 0,075 г метилового красного и 0,200 г метиленового голубого; бромкрезолового зеленого – 0,045 г метилового красного и 0,200 г бромкрезолового зеленого; бриллианто­вого зеленого – 0,045 г метилового красного и 0,010 г бриллиантового зеленого.

Приготовление раствора для поглощения аммиака. Для измерения массовой доли азота с индикацией точки эквивалентности с помощью потенциометрического анализатора растворяют в 1000 см3 горячей дистиллированной воды 40 г борной кислоты.

Для измерения массовой доли азота с индикацией точки эквива­лентности по изменению окраски индикатора в 1000 см3 раствора бор­ной кислоты вносят 25 см3 одного из индикаторных растворов.

Приготовление раствора соляной кислоты концентрации 0,2 моль/дм3. В соответствии с инструкцией к стандарт-титру вносят содержимое двух ампул стандарт-титра соляной кислоты в мерную колбу вмести­мостью 1000 см3, доводят дистиллированной водой объем до метки и перемешивают.

Приготовление анодного раствора. В мерную колбу вместимостью 1 дм3 помещают 100 г бромида калия, 240 г гидрокарбоната калия и 22 г карбоната калия, приливают 800 см3 дистиллированной воды и пере­мешивают до растворения. Объем раствора доводят до метки водой и перемешивают.

Приготовление нейтрализующего раствора. В мерную колбу вме­стимостью 1 дм3 помещают 100 г бромида калия и 200 г гидроокиси натрия, приливают около 800 см3 дистиллированной воды и переме­шивают до растворения. Объем раствора доводят до метки водой и пе­ремешивают.

Химический способ измерения массовой доли азота

Проведение измерений. 1. В колбу Кьельдаля или пробирку помещают несколько отрезков стеклянных трубок и 10 г смеси солей.

В стаканчик для взвешивания отмеряют 1 см3 продукта, крышку за­крывают и взвешивают. Продукт переливают в колбу Кьельдаля или пробирку. Пустой стаканчик с крышкой вновь взвешивают и по разни­це между массой стаканчика с молоком и массой пустого стаканчика устанавливают массу взятого продукта.

В колбу Кьельдаля или пробирку добавляют 10 см3 серной кислоты и 10 см3 перекиси водорода или 0,5 г перманганата калия.

Колбу Кьельдаля или пробирку помещают в гнездо алюминиево­го блока на электроплитке. Устанавливают регулятор нагрева плитки в среднее положение.

После прекращения бурного вспенивания содержимого колбы или пробирки (приблизительно через 10 мин после начала нагревания) устанавливают регулятор нагрева плитки в положение, соответствую­щее максимуму. Нагревание продолжают до тех пор, пока жидкость не станет прозрачной и бесцветной или слегка голубоватой.

  1. Колбу Кьельдаля или пробирку с полученным минерализатом охлаждают на воздухе до комнатной температуры.
  2. Измерение массовой доли общего азота химическим способом с индикацией точки эквивалентности по изменению окраски индика­тора проводят в следующей последовательности.

В колбу Кьельдаля или пробирку с минерализатом добавляют 20 см3 дистиллированной воды и тщательно перемешивают круговым движением до растворения осадка.

Собирают перегонный аппарат (рис. 14). Включают электроплитку под колбой-парообразователем, открывают зажим на линии отвода пара в канализацию и закрывают зажим на линии подачи пара в колбу Кьельдаля. Нагревают воду в колбе-парообразователе до кипения. Кол­бу Кьельдаля или пробирку присоединяют к перегонному аппарату.

ris 14

Рис. 14. Прибор для отгонки аммиака:
1 – плитка электрическая;, 2колба коническая вместимостью 2000 см3;
3 воронка делительная; 4 – каплеуловитель; 5 – пробирка кварцевая;
6холодильник; 7 – колба коническая вместимостью 250 см3

4. В коническую колбу вместимостью 250 см3 отмеривают мерным цилиндром 20 см3 смеси раствора борной кислоты с раствором индикатора.

Устанавливают коническую колбу на поз. 7 так, чтобы конец трубки холодильника находился ниже верхнего уровня смеси растворов в колбе.

5. Отмеряют мерным цилиндром 50 см3 раствора гидроокиси натрия и осторожно, не допуская выбросов, переливают его через делительную воронку в колбу Кьельдаля или пробирку. Кран воронки сразу закрывают. Закрывают зажим на линии отвода пара и открывают зажим на линии подачи пара из колбы-парообразователя в колбу Кьельдаля
или пробирку.

Перегонку ведут до достижения объема конденсата 90–120 см3 (вре­мя перегонки – 5–10 мин). Температура воды на выходе из холодиль­ника не должна превышать 25 °С.

6. Содержимое конической колбы с раствором индикатора, борной кислотой и конденсатом титруют раствором соляной кислоты концентрацией 0,2 моль/дм3 до изменения цвета, указанного в табл. 37.

Проводят отсчет объема кислоты, затраченного на титрование со­держимого колбы.

При измерении массовой доли общего азота химическим способом с индикацией точки эквивалентности с помощью потенциометрического анализатора (ручное титрование) проводят операции в соответ­ствии п. 1, 2, 3.

7. В химический стакан вместимостью 250 см3 отмеривают мерным цилиндром 20 см3 раствора борной кислоты и устанавливают стакан на поз. 7 так, чтобы конец трубки холодильника находился ниже верхнего уровня раствора в стакане.

8. Дозировку, подачу раствора гидроокиси натрия в колбу Кьельдаля и перегонку осуществляют в соответствии с п. 5.

Таблица 37.
Изменение цвета раствора при титровании с различными индикаторами

Индикатор Цвет раствора
исходный в точке эквивалентности при избытке титранта
Метиленовый голубой Зеленый Серый Фиолетовый
Бромкрезоловый зеленый и бриллиантовый зеленый Зеленый Серо-желтый Красный

Химический стакан снимают с поз. 7 и погружают в него электро­ды потенциометрического анализатора с раствором борной кислоты и конденсатом и титруют содержимое стакана раствором соляной кис­лоты концентрации 0,2 моль/дм3 до достижения рН = 5,4.

Проводят отсчет объема кислоты, затраченного на титрование со­держимого стакана.

Автоматическое титрование. При измерении массовой доли азота хи­мическим способом с автоматическим титрованием последовательно выполняют указания пунктов 1, 2, 3, 4, 5, 7.

Подключают блок автоматического титрования к потенциометрическому анализатору согласно инструкции, прилагаемой к блоку. Под­ключают блок и анализатор к сети и прогревают в течение 10 мин.

Заполняют дозатор блока автоматического титрования раствором соляной кислоты концентрации 0,2 моль/дм3.

Настраивают потенциометрический анализатор на диапазон, вклю­чающий значение рН = 5,4. Настраивают блок автоматического титро­вания на точку эквивалентности, равную 5,4, и устанавливают на бло­ке значение рН = 10,4, начиная с которого подача соляной кислоты должна вестись по каплям.

Устанавливают время выдержки после окончания титрования – 15 с.

В химический стакан со смесью конденсата и раствором борной кислоты помещают стержень магнитной мешалки. Включают двига­тель мешалки и погружают электроды потенциометрического анали­затора и сливную трубку дозатора блока автоматического титрования в содержимое химического стакана.

Включают кнопку «Пуск» блока автоматического титрования, а спу­стя 2–3 с – кнопку «Выдержка». Раствор соляной кислоты при этом начинает поступать из дозатора блока в стакан с конденсатом, нейтра­лизуя последний.

По достижении точки эквивалентности и истечении времени вы­держки 15 с процесс нейтрализации автоматически прекращается, а на панели блока автоматического титрования зажигается сигнал «Конец». После этого отключают все кнопки. Фиксируют объем раствора кис­лоты, затраченного на нейтрализацию.

Электрохимический способ

Для измерения массовой доли общего азота электрохимическим спо­собом проводят операции, предусмотренные в п. 1.2.

Подготовку кулонометрического титратора к работе проводят со­гласно инструкции, прилагаемой к прибору.

Минерализат после охлаждения количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, объем раствора доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают.

В измерительную ячейку титратора, заполненную анодным рас­твором, вносят 0,2 см3 нейтрализующего раствора, а затем – 0,1 см3 раствора минерализата и включают кнопку «Пуск» автоматического титрования (некоторые модификации кулонометрического титратора начинают титрование автоматически после внесения раствора мине­рализата).

Процесс титрования аммиака проводят автоматически. По оконча­нии процесса прибор отключается. Показания цифрового индикатора соответствуют значению массы общего азота в пробе или значению количества электричества, затраченного на окисление аммиака (в за­висимости от модификации прибора).

Периодически, не реже двух раз в день и при замене хотя бы одного из реактивов, необходимо проводить контрольное измерение, исполь­зуя вместо продукта 1 см3 дистиллированной воды. Количество повто­ров контрольного измерения должно быть не менее 5.

При появлении одного из значений, отличающегося от нуля, прово­дят замену реактивов и повторное контрольное измерение.

Обработка результатов измерений

Массовую долю общего азота X, %, при химическом способе измере­ния вычисляют по формуле

общего азота X

где V1 – объем кислоты, затраченный на титрование, см3; V2 – объ­ем кислоты, затраченный на титрование при контрольном измерении, см3; С – концентрация соляной кислоты, моль/дм3; М – масса навес­ки продукта, г; 1,4 – коэффициент пересчета объема кислоты в массо­вую долю общего азота, (% ∙ г ∙ дм3)/(моль ∙ см3).

Массовую долю белка Y, %, определяют по формуле

Y =  6,38X,

где 6,38 – масса молочного белка, эквивалентная единице массы об­щего азота.

Массовую долю общего азота X, %, при электрохимическом способе измерения вычисляют по формуле, приведенной в паспорте на при­бор.

В табл. 38 приведены метрологические характеристики методик из­мерения массовой доли общего азота и определения массовой доли белка, где установлены: границы абсолютной погрешности измерений при доверительной вероятности Р = 0,95; сходимость по РМГ 29; вос­производимость по РМГ 29.

Таблица 38.
Метрологические характеристики измерения массовой доли общего азота и определения массовой доли белка
(в процентах)

Способ измерения Границы абсолют­ной погрешности измерений Сходимость, не более Воспроизводимость, не более
массовых долей:
азота белка азота белка азота белка
Химический ±0,009 ±0,06 0,013 0,08 0,026-0,30 0,16
Электрохимический ±0,013 ±0,08 0,015 0,11 0,22

За окончательный результат измерения принимают среднеарифме­тическое значение результатов двух параллельных измерений, окру­гленное до второго знака после запятой.

Требования техники безопасности

Лаборатория, в которой измеряют массовую долю общего азота, долж­на иметь приточно-вытяжную вентиляцию в соответствии с требова­ниями ГОСТ 12.4.021.

Работу с реактивами проводят в вытяжном шкафу с использованием индивидуальных защитных средств.