全自動蛋白測定系統(tǒng)在飼料粗蛋白檢測中的應用

袁艷茹

（安陽市畜產品質量安全監(jiān)測檢驗中心，河南 安陽 455000）

蛋白質是生命的物質基礎，是動物一切細胞、組織的重要成分，是生命活動的重要承擔者。機體所有重要的組成部分都需要有蛋白質的參與，而且蛋白質分解后可以給畜禽提供能量［1］。蛋白質在維持動物的免疫功能及表達免疫活性中發(fā)揮著特殊的生物學作用［2］。此外，蛋白質相關的血液指標（如血紅蛋白、血清總蛋白、血清尿素氮）有所變化時，可能與畜禽的異食癖有關［3］。飼料中蛋白質的檢測有很多種，例如，李博等［4］對飼料蛋白質的幾種檢測方法的原理、特點及應用進行了綜合闡述，其中實驗室比較常見是近紅外光譜技術法和凱氏定氮法。近紅外光譜分析技術具有快速的特點，但存在靈敏度差和建模困難等缺點［5］。粗蛋白是飼料檢測的一個重要指標，凱氏定氮法是目前最常用的檢測粗蛋白含量的方法。凱氏定氮法原理是飼料樣品在催化劑（五水硫酸銅和硫酸鉀或硫酸鈉）作用下，用濃硫酸破壞有機物，使含氮物轉化為硫酸銨，然后加入過量強堿進行蒸餾，使氮以氨氣的形式逸出，用硼酸吸收逸出的氨，之后用甲基紅溴甲酚綠為指示劑用強酸滴定硼酸銨，測出氮含量，將氮含量乘以蛋白轉換系數(shù)（6.25），計算出粗蛋白的含量［6］。而全自動蛋白測定系統(tǒng)則是根據(jù)經典凱氏定氮法設計的全自動消解、全自動蒸餾、全自動滴定及出結果的半微量系統(tǒng)，該系統(tǒng)為飼料中粗蛋白檢測提供了極大的便利，具有安全、準確、快速、操作簡單等特點。全自動蛋白測定系統(tǒng)采用石墨消解儀消解樣品，然后消解液放到全自動蛋白測定儀上固定，設好參數(shù)，蒸餾、定氮、滴定、出結果一氣呵成，在保證準確度的前提下，整個定氮滴定出結果在10 min內即可完成。現(xiàn)針對全自動蛋白測定系統(tǒng)對粗蛋白的測定進行系統(tǒng)性研究。

1 稱取飼料樣品

樣品稱取量應考慮樣品的含氮量，樣品含氮量高，在盡量減少稱量誤差的前提下，應稱取較少量的樣品；如果樣品的含氮量低，應稱取較多的樣品。全自動蛋白測定系統(tǒng)稱取樣品含氮量15～50 mg最為合適。表1為常見飼料及原料的適宜稱樣量。

稱樣時可用濾紙的1/4對折后稱樣，像包藥粉一樣，包裝完好，不能有樣品撒出來，之后把包好飼料包滑至消化管底部。同時做空白對照，即把1/4濾紙折好，直接滑至消化管底部。

2 飼料樣品消化

表1 飼料及原料適宜稱樣量

樣品消解前，每個消化管中放入一個消解片，消解片要滑到消解管的底部。消解片是由3.6 g硫酸鉀和0.4 g五水硫酸銅混勻壓制而成的。之后每個消化管中加入10 mL濃硫酸，之后把消化管連同消化管架一同放到石墨消解儀上，打開通風櫥和減壓排酸霧水管，蓋上排酸架蓋。消化儀上有20個孔位放置消化管，如果消化樣品不足20個，帶樣品的消化管放置可按照排煙管路的走向放置，剩下孔位，可去掉消化管塑料蓋或者放上加入10 mL濃硫酸的消化管，之后可按步驟消化。

儀器消化參數(shù)的設置需考慮樣品是否起泡，如果樣品起泡，可設置200℃消化0.5 h，之后400℃消化2.5 h；如果樣品不起泡，直接設置400℃消化3 h。消解儀操作界面簡單，界面僅有時間和溫度參數(shù)，設置好這兩個參數(shù)后，直接按確定鍵進行消解。儀器提示消化完成后，待消化管中霧基本消失時，可以關閉減壓排酸霧水管，取出消化架，等消化液降溫后可進行定氮蒸餾。

消解儀是石墨消解儀，石墨消解儀具有消解快速、高效、操作方便等特點，特別適合與凱氏定氮儀配合使用。此外，石墨消解儀爐內溫度連續(xù)可調，溫度恒定，可同時消解20個樣品，爐內平均溫差小，樣品消解一致性好，熱傳導效率高。石墨經過抗氧化處理，消解儀表面耐強酸強堿腐蝕，樣品各部受熱均勻，爐體孔間溫差小，可以快速、高效地消解樣品。

3 飼料樣品全自動定氮、滴定

3.1 試劑的準備

在滴定之前要準備的試劑為標定過0.1 mol/L鹽酸標準滴定液，400 g/L氫氧化鈉溶液，2%硼酸溶液，0.1%甲基紅乙醇溶液，0.1%溴甲酚綠乙醇溶液，混合指示劑（甲基紅指示劑和溴甲酚綠指示劑以1∶5混合均勻）。其中，混合指示劑和2%硼酸溶液以1∶100混合均勻裝入硼酸桶；400 g/L氫氧化鈉溶液裝入堿桶；蒸餾水加入水桶，標定過滴定酸加入滴定酸桶。

3.2 全自動定氮、滴定過程

先準備3根空的消解管，打開全自動定氮儀開關，打開冷卻水開關，下面分四步進行。第一步，進行換算清洗。換算清洗要進行三四次，這個過程可以排掉滴定酸管路的氣泡，相當于潤洗滴定酸管路。第二步，把第一個空的消解管放到定氮儀上固定，之后按儀器上測試鍵，輸入相應滴定酸濃度，硼酸體積15 mL，稀釋水10 mL，堿5 mL，蒸餾5 min，設置好后按確定鍵，全自動定氮滴定開始。第一管也被稱為空蒸，以使各個管路充滿液體，也是對蒸餾管路進行預熱。接著第二三個空管按上面參數(shù)進行定氮滴定，所用滴定酸體積應小于0.05 mL，主要是看換算清洗是否徹底。此外，第二三個管各自所用滴定酸體積一般小于0.1 mL，這主要體現(xiàn)定氮滴定系統(tǒng)空體積。第三步，準備2個稱取0.1 g左右干燥過的基準硫酸銨于消化管，樣品質量輸入實際稱取硫酸銨的質量，空體積為第二步第二個管和第三個管所用滴定酸體積的平均值，堿體積改為10 mL，其他參數(shù)和第二步一樣，按確定鍵開始定氮滴定，2個硫酸銨管都進行完后，查看含氮量是否為21.19%±0.2%。如果是，可以做樣品；如果不是，可以檢查儀器的各個管路，如果儀器管路沒有問題，硫酸銨含氮量比較穩(wěn)定，可以考慮做定標系數(shù)來校準儀器的系統(tǒng)誤差。第四步，做樣品。樣品質量按實際稱取量填寫，空白樣品質量不需填寫，堿參數(shù)改為50 mL，蛋白系數(shù)為6.25，其他參數(shù)同第一步。先做2個空白樣品，做完后2個管所用酸的體積的平均值作為樣品的空白體積。然后填入?yún)?shù)，即可做樣品。做完樣品后滴定酸體積、粗蛋白含量、氮含量便可顯示出來，如果需要打印直接按打印鍵。測定結果2個平行樣之間的精密度用相對偏差進行記錄，偏差要求為CB/T 6432—94的組蛋白偏差要求。

儀器設置好各個參數(shù)，按確定鍵儀器開始自動進行所有步驟。試驗步驟為加稀釋水、加硼酸、加堿、蒸餾、滴定、計算、打印和接受杯清洗（主要在于設置參數(shù)里是否選定該項，選定則有這個步驟）。在測試過程中全自動定氮滴定系統(tǒng)實時采集儀器多方面狀態(tài)信息：蒸汽發(fā)生器的水位，安全門在位，冷凝水有無等。如果有異常，儀器會暫停任務。全自動系統(tǒng)實時顯示當前操作項目及實時量，當前功能完成后自動轉移至下一試驗功能。此外，試驗過程中隨時可以暫停試驗。試驗過程中如果某個參數(shù)為0，試驗過程不開啟此項功能。

3.3 定標系數(shù)K

儀器測定樣品時，由于各系統(tǒng)連接會有系統(tǒng)誤差，為了測定結果的精確，建立偏差校正系數(shù)K。

校準時可選用干燥基準硫酸銨，直接精密稱取0.1 g左右硫酸銨于消解管中，固定在全自動定氮儀消化管位置，參數(shù)同3.2中硫酸銨測定參數(shù)相同，直接讀取結果中的含氮量。

K值的計算為K=N/N1。其中，N1為標準樣品中氮的百分含量，一般為硫酸銨理論氮的百分含量乘以其純度；N為儀器測出的標準樣品中氮的百分含量。

一般準備硫酸銨固定樣品3份，上機測定，得到3個氮的百分含量，同時得到3個K的值，3個K值平均值就是定標系數(shù)K。把定標系數(shù)填到儀器設置下定標系數(shù)，再測幾個硫酸銨固體樣品，使得含氮量在21.19%±0.2%。

4 結語

全自動蛋白測定系統(tǒng)具有準確、快速、安全、操作簡便的特點，本文對全自動蛋白測定系統(tǒng)測定飼料中粗蛋白的方法進行了探究，希望有助于該系統(tǒng)得到廣泛應用。

［1］蛋白質飼料對畜禽的營養(yǎng)作用［J］.甘肅畜牧獸醫(yī)，2017（2）：104.

［2］董佳綺，金三俊，汪晶晶，等.蛋白質營養(yǎng)水平對畜禽免疫作用的影響［J］.黑龍江畜牧獸醫(yī)，2017（9）：80-82.

［3］李志靜，周玉香.日糧蛋白質對畜禽異食癖以及消化代謝和生理功能的影響［J］.飼料研究，2013（11）：40-43.

［4］李博，楊衛(wèi)軍，張珍珍.飼料中蛋白質檢測方法的研究進展［J］.畜牧與飼料科學，2017（6）：38-40.

［5］趙雅新，王紅英.近紅外光譜技術在飼料工業(yè)中的應用進展［J］.飼料工業(yè)，2005（21）：37-41.

［6］國家技術監(jiān)督局.飼料中粗蛋白測定方法：GB/T 6432—94［S］.北京：中國標準出版社，1994.