杜馬斯燃燒法和凱氏定氮法在人參蛋白質含量檢測中的對比研究

張秀蓮，趙卉，張志東，許世泉※，李紅 張影

(1．中國農業科學院特產研究所，長春 130112； 2．康美新開河(吉林)藥業有限公司，吉林 集安 134000)

蛋白質是重要的營養物質之一，對于飼料、食品、煙草肥料及其他相關產品，氮和蛋白質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植物蛋白質含量測定的主要方法，但該方法成本較高，對環境污染嚴重。近幾年，一種環保、高效率、低成本的新型蛋白質檢測技術——杜馬斯燃燒法(Combustion Method)開始被廣泛關注。目前，杜馬斯燃燒法是否適合人參蛋白質含量的檢測還未見報道。杜馬斯燃燒法和傳統凱氏定氮法在人參蛋白質含量檢測方面是否存在差異，還需通過大量數據進行詳細地對比研究。本試驗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種化學標準物質的蛋白質含量，并計算檢測結果變異系數，同時對比分析誤差來源，為利用杜馬斯燃燒法測定人參蛋白質含量的普及與推廣提供科學依據。

1 試驗材料、試劑及儀器

1.1 樣品來源

在吉林省撫松縣榆樹鄉參場二茬參地隨機選取12組6年生人參主根；吉林省撫松縣松江河鎮三棟房參場農田參地隨機選取2年生人參主根2組。共14個鮮參樣品經洗刷瀝水后在50℃烘箱內干燥，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的標準物質。在測定前，所有樣品均在70℃烘箱內干燥72h后放干燥器內，待測。

1.2 試劑

標準品EDTA(意大利VELP公司)；磷酸二氫銨(優級純，天津市光復精細化工研究所生產)。

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℃消解至溶液變為藍色后保持1.5h。冷卻后，樣品加入全自動定氮儀，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標準溶液滴定，以pH 4.65為滴定終點。儀器自動完成蒸餾、滴定后輸出檢測數據，每個樣品平行檢測6次，結果取平均值。

2.2 統計分析

利用SAS(SPSS)[7]統計系統中的均值比較程序進行方差分析和單因素比較。

3 結果與討論

3.1 結果

2種測定方法所得的實驗結果大多數差異不顯著(P>0.05)，C/K值為0.982～1.044。用杜馬斯燃燒法測定標準品磷酸二氫銨所得蛋白質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晶體，運用杜馬斯燃燒法測定時無法完全充分燃燒。進一步統計分析結果可知，全部16個試樣中只有1個樣品的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；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將凱氏定氮法所不能轉化的硝基氮和核酸氮完全轉化，并且檢測過程從進樣到出結果是在一個完全密閉、連續的體系中完成的；凱氏定氮法的樣品需要經過消煮和蒸餾的2個過程中可能存在氮流失的弊端。進一步分析測定結果可知，杜馬斯燃燒法人參蛋白測定值的平均變異系數CV僅為1.156%，明顯小于凱氏定氮法平均變異系數CV=2.010%，但2種測試方法的平均變異系數均小于5%，說明作為2種常規人參蛋白質檢測方法，所得檢測結果的穩定性都很高，但相比較而言，杜馬斯燃燒法在測定結果精密度和穩定度方面都明顯優于凱氏定氮法，因此，僅就測定人參樣品中蛋白質含量而言，杜馬斯燃燒法優于凱氏定氮法。

4 結論

綜上所述，杜馬斯燃燒法可以用來測定人參中的蛋白質含量，且與凱氏定氮法相比較，在多方面均表現出明顯的優勢，除了檢測結果精密度高、檢測過程節能環保外，其檢測自動化程度很高，實驗步驟簡化，1個樣品檢測僅需5min，節省了大量的人力和時間，杜馬斯燃燒法沒有運行周期，可以做到邊制樣邊檢測，每天最多可以檢測150個樣品；凱氏定氮法的一個運行周期需要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一步推廣。

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