杜馬斯燃燒法和凱氏定氮法在人參蛋白質(zhì)含量檢測中的對(duì)比研究

張秀蓮，趙卉，張志東，許世泉※，李紅 張影

(1．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所，長春 130112； 2．康美新開河(吉林)藥業(yè)有限公司，吉林 集安 134000)

蛋白質(zhì)是重要的營養(yǎng)物質(zhì)之一，對(duì)于飼料、食品、煙草肥料及其他相關(guān)產(chǎn)品，氮和蛋白質(zhì)含量的測定是不可缺少的[1～6]。多年來，凱氏定氮法一直作為我國動(dòng)植物蛋白質(zhì)含量測定的主要方法，但該方法成本較高，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。近幾年，一種環(huán)保、高效率、低成本的新型蛋白質(zhì)檢測技術(shù)——杜馬斯燃燒法(Combustion Method)開始被廣泛關(guān)注。目前，杜馬斯燃燒法是否適合人參蛋白質(zhì)含量的檢測還未見報(bào)道。杜馬斯燃燒法和傳統(tǒng)凱氏定氮法在人參蛋白質(zhì)含量檢測方面是否存在差異，還需通過大量數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)地對(duì)比研究。本試驗(yàn)分別采用杜馬斯燃燒法和凱氏定氮法測定14種人參樣品和2種化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的蛋白質(zhì)含量，并計(jì)算檢測結(jié)果變異系數(shù)，同時(shí)對(duì)比分析誤差來源，為利用杜馬斯燃燒法測定人參蛋白質(zhì)含量的普及與推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料、試劑及儀器

1.1 樣品來源

在吉林省撫松縣榆樹鄉(xiāng)參場二茬參地隨機(jī)選取12組6年生人參主根；吉林省撫松縣松江河鎮(zhèn)三棟房參場農(nóng)田參地隨機(jī)選取2年生人參主根2組。共14個(gè)鮮參樣品經(jīng)洗刷瀝水后在50℃烘箱內(nèi)干燥，粉碎過80目篩，密封留存待用。以EDTA和磷酸二氫銨作為檢測時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。在測定前，所有樣品均在70℃烘箱內(nèi)干燥72h后放干燥器內(nèi)，待測。

1.2 試劑

標(biāo)準(zhǔn)品EDTA(意大利VELP公司)；磷酸二氫銨(優(yōu)級(jí)純，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所生產(chǎn))。

1.3 儀器

2 方法

2.1 檢測方法

2.1.1凱氏定氮法取0.40g左右干粉試樣置于消化管中 ，加入硫酸鉀和硫酸銅混合催化劑3.20g，再注入10mL濃硫酸，于消解儀上380℃消解至溶液變?yōu)樗{(lán)色后保持1.5h。冷卻后，樣品加入全自動(dòng)定氮儀，加入30%過量NaOH溶液蒸餾5min，采用3%硼酸溶液60mL作為吸收液，最后用0.05mol/L的H2SO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，以pH 4.65為滴定終點(diǎn)。儀器自動(dòng)完成蒸餾、滴定后輸出檢測數(shù)據(jù)，每個(gè)樣品平行檢測6次，結(jié)果取平均值。

2.2 統(tǒng)計(jì)分析

利用SAS(SPSS)[7]統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)中的均值比較程序進(jìn)行方差分析和單因素比較。

3 結(jié)果與討論

3.1 結(jié)果

2種測定方法所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果大多數(shù)差異不顯著(P>0.05)，C/K值為0.982～1.044。用杜馬斯燃燒法測定標(biāo)準(zhǔn)品磷酸二氫銨所得蛋白質(zhì)含量低于凱氏定氮法的測定含量，原因可能是磷酸二氫銨作為一種鹽的結(jié)晶體，運(yùn)用杜馬斯燃燒法測定時(shí)無法完全充分燃燒。進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可知，全部16個(gè)試樣中只有1個(gè)樣品的2種方法測定值比較差異顯著(P<0.05)，也就是說大多數(shù)樣品測定值差異是不顯著的。因此，杜馬斯燃燒法完全可以代替凱氏定氮法用來測定人參中蛋白質(zhì)含量(表1)。

表1杜馬斯燃燒法和凱氏定氮法測得的人參中蛋白質(zhì)含量

樣 品Sample杜馬斯燃燒法 Combustion凱氏定氮法 Kjeldahl測定值(%)CV(%)測定值(%)CV(%)C/KPEDTA59.938±0.1640.27459.566±0.6941.1651.0060.647磷酸二氫銨 NH4H2PO475.115±0.3060.40775.412±0.8251.0940.9960.083人參1 Ginseng114.819±0.1591.07314.452±0.3732.5801.0250.106人參2 Ginseng215.225±0.1330.87414.781±0.4873.2951.0300.091人參3 Ginseng317.388±0.4192.41016.184±0.0490.3031.0740.046人參4 Ginseng417.238±0.3942.28616.650±0.7694.6191.0350.072人參5 Ginseng516.331±0.2321.42116.600±0.2310.0700.9840.127人參6 Ginseng616.394±0.3061.86716.119±0.6884.2681.0170.069

續(xù)表1

樣 品Sample杜馬斯燃燒法 Combustion凱氏定氮法 Kjeldahl測定值(%)CV(%)測定值(%)CV(%)C/KP人參7 Ginseng714.012±0.0380.27114.275±0.0690.4830.9820.051人參8 Ginseng814.969±0.0380.25414.344±0.0250.1741.0440.102人參9 Ginseng913.506±0.1060.78713.344±0.0190.1421.0120.053人參10 Ginseng1013.956±0.0310.22213.219±0.6444.8701.0560.112人參11 Ginseng1112.275±0.2502.03711.762±0.5620.0621.0440.396人參12 Ginseng1211.450±0.3443.00411.281±0.5624.9821.0150.095人參13 Ginseng139.444±0.0750.7409.419±0.0560.5951.0030.083人參14 Ginseng1411.944±0.0750.62811.775±0.5844.9601.0140.088平均值 Average1.1562.0101.023

注：CV.變異系數(shù)；C/K.杜馬斯燃燒法與凱氏定氮法測定值的比值。

Note：P is the coefficient of variance;C/K is the ratio of measured results which obtained by combustion method and Kjeldahl method.

3.2 討論

在人參樣品測定中，2種方法所得測定值之間差異不顯著。相比較而言，杜馬斯燃燒法所得測定值略偏高，原因是杜馬斯燃燒法能夠?qū)P氏定氮法所不能轉(zhuǎn)化的硝基氮和核酸氮完全轉(zhuǎn)化，并且檢測過程從進(jìn)樣到出結(jié)果是在一個(gè)完全密閉、連續(xù)的體系中完成的；凱氏定氮法的樣品需要經(jīng)過消煮和蒸餾的2個(gè)過程中可能存在氮流失的弊端。進(jìn)一步分析測定結(jié)果可知，杜馬斯燃燒法人參蛋白測定值的平均變異系數(shù)CV僅為1.156%，明顯小于凱氏定氮法平均變異系數(shù)CV=2.010%，但2種測試方法的平均變異系數(shù)均小于5%，說明作為2種常規(guī)人參蛋白質(zhì)檢測方法，所得檢測結(jié)果的穩(wěn)定性都很高，但相比較而言，杜馬斯燃燒法在測定結(jié)果精密度和穩(wěn)定度方面都明顯優(yōu)于凱氏定氮法，因此，僅就測定人參樣品中蛋白質(zhì)含量而言，杜馬斯燃燒法優(yōu)于凱氏定氮法。

4 結(jié)論

綜上所述，杜馬斯燃燒法可以用來測定人參中的蛋白質(zhì)含量，且與凱氏定氮法相比較，在多方面均表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，除了檢測結(jié)果精密度高、檢測過程節(jié)能環(huán)保外，其檢測自動(dòng)化程度很高，實(shí)驗(yàn)步驟簡化，1個(gè)樣品檢測僅需5min，節(jié)省了大量的人力和時(shí)間，杜馬斯燃燒法沒有運(yùn)行周期，可以做到邊制樣邊檢測，每天最多可以檢測150個(gè)樣品；凱氏定氮法的一個(gè)運(yùn)行周期需要4h～5h，在工作效率方面，杜馬斯燃燒法是凱氏定氮法的3倍以上。因此，在人參蛋白含量檢測中，杜馬斯燃燒法作為一種穩(wěn)定性和精密度較高、檢測過程簡單、速度快的新型檢測方法，可以被廣泛使用和進(jìn)一步推廣。

[1]郭望山,孟慶翔.杜馬斯燃燒法與凱氏法測定飼料含氮量的比較研究[J].畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào),2006,37(5):464-468.

[2]郭曉旭,郭望山,任麗萍,等.飼料中硝態(tài)氮對(duì)燃燒法與凱氏法總氮測定含量測定結(jié)果的影響[J].動(dòng)物生產(chǎn),2008,44(21):49-52.

[3]王欽權(quán),翁佳妍.凱氏定氮法和杜馬斯燃燒法測定食品中蛋白質(zhì)含量的比較研究[J].輕工科技,2014,(3):13-14.

[4]韓博,金凱,張文娟,等.凱氏定氮法與杜馬斯燃燒法測定大豆粗蛋白的比較研究[J].動(dòng)物生產(chǎn),2010,46(23):67-69.

[5]殷萍,孟兆芳,陳秋生.杜馬斯燃燒法與凱氏定氮法測定肥料中總氮含量的比較研究[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,18(16):30-33.

[6]王嵐,蔣次清,廖臻,等.杜馬斯定氮法測定煙草及煙草制品中總氮含量[J].理化檢驗(yàn):化學(xué)分冊,2014,(50):388-389.

[7]徐夕水,劉麗均.統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)SAS軟件的應(yīng)用[J].中國飼料,1998,(9):27-28.