杜马斯燃烧法和凯氏定氮法在人参蛋白质含量检测中的对比研究

张秀莲，赵卉，张志东，许世泉※，李红 张影

(1．中国农业科学院特产研究所，长春 130112； 2．康美新开河(吉林)药业有限公司，吉林 集安 134000)

蛋白质是重要的营养物质之一，对于饲料、食品、烟草肥料及其他相关产品，氮和蛋白质含量的测定是不可缺少的[1～6]。多年来，凯氏定氮法一直作为我国动植物蛋白质含量测定的主要方法，但该方法成本较高，对环境污染严重。近几年，一种环保、高效率、低成本的新型蛋白质检测技术——杜马斯燃烧法(Combustion Method)开始被广泛关注。目前，杜马斯燃烧法是否适合人参蛋白质含量的检测还未见报道。杜马斯燃烧法和传统凯氏定氮法在人参蛋白质含量检测方面是否存在差异，还需通过大量数据进行详细地对比研究。本试验分别采用杜马斯燃烧法和凯氏定氮法测定14种人参样品和2种化学标准物质的蛋白质含量，并计算检测结果变异系数，同时对比分析误差来源，为利用杜马斯燃烧法测定人参蛋白质含量的普及与推广提供科学依据。

1 试验材料、试剂及仪器

1.1 样品来源

在吉林省抚松县榆树乡参场二茬参地随机选取12组6年生人参主根；吉林省抚松县松江河镇三栋房参场农田参地随机选取2年生人参主根2组。共14个鲜参样品经洗刷沥水后在50℃烘箱内干燥，粉碎过80目筛，密封留存待用。以EDTA和磷酸二氢铵作为检测时的标准物质。在测定前，所有样品均在70℃烘箱内干燥72h后放干燥器内，待测。

1.2 试剂

标准品EDTA(意大利VELP公司)；磷酸二氢铵(优级纯，天津市光复精细化工研究所生产)。

1.3 仪器

2 方法

2.1 检测方法

2.1.1凯氏定氮法取0.40g左右干粉试样置于消化管中 ，加入硫酸钾和硫酸铜混合催化剂3.20g，再注入10mL浓硫酸，于消解仪上380℃消解至溶液变为蓝色后保持1.5h。冷却后，样品加入全自动定氮仪，加入30%过量NaOH溶液蒸馏5min，采用3%硼酸溶液60mL作为吸收液，最后用0.05mol/L的H2SO4标准溶液滴定，以pH 4.65为滴定终点。仪器自动完成蒸馏、滴定后输出检测数据，每个样品平行检测6次，结果取平均值。

2.2 统计分析

利用SAS(SPSS)[7]统计系统中的均值比较程序进行方差分析和单因素比较。

3 结果与讨论

3.1 结果

2种测定方法所得的实验结果大多数差异不显著(P>0.05)，C/K值为0.982～1.044。用杜马斯燃烧法测定标准品磷酸二氢铵所得蛋白质含量低于凯氏定氮法的测定含量，原因可能是磷酸二氢铵作为一种盐的结晶体，运用杜马斯燃烧法测定时无法完全充分燃烧。进一步统计分析结果可知，全部16个试样中只有1个样品的2种方法测定值比较差异显著(P<0.05)，也就是说大多数样品测定值差异是不显著的。因此，杜马斯燃烧法完全可以代替凯氏定氮法用来测定人参中蛋白质含量(表1)。

表1杜马斯燃烧法和凯氏定氮法测得的人参中蛋白质含量

样 品Sample杜马斯燃烧法 Combustion凯氏定氮法 Kjeldahl测定值(%)CV(%)测定值(%)CV(%)C/KPEDTA59.938±0.1640.27459.566±0.6941.1651.0060.647磷酸二氢铵 NH4H2PO475.115±0.3060.40775.412±0.8251.0940.9960.083人参1 Ginseng114.819±0.1591.07314.452±0.3732.5801.0250.106人参2 Ginseng215.225±0.1330.87414.781±0.4873.2951.0300.091人参3 Ginseng317.388±0.4192.41016.184±0.0490.3031.0740.046人参4 Ginseng417.238±0.3942.28616.650±0.7694.6191.0350.072人参5 Ginseng516.331±0.2321.42116.600±0.2310.0700.9840.127人参6 Ginseng616.394±0.3061.86716.119±0.6884.2681.0170.069

续表1

样 品Sample杜马斯燃烧法 Combustion凯氏定氮法 Kjeldahl测定值(%)CV(%)测定值(%)CV(%)C/KP人参7 Ginseng714.012±0.0380.27114.275±0.0690.4830.9820.051人参8 Ginseng814.969±0.0380.25414.344±0.0250.1741.0440.102人参9 Ginseng913.506±0.1060.78713.344±0.0190.1421.0120.053人参10 Ginseng1013.956±0.0310.22213.219±0.6444.8701.0560.112人参11 Ginseng1112.275±0.2502.03711.762±0.5620.0621.0440.396人参12 Ginseng1211.450±0.3443.00411.281±0.5624.9821.0150.095人参13 Ginseng139.444±0.0750.7409.419±0.0560.5951.0030.083人参14 Ginseng1411.944±0.0750.62811.775±0.5844.9601.0140.088平均值 Average1.1562.0101.023

注：CV.变异系数；C/K.杜马斯燃烧法与凯氏定氮法测定值的比值。

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 讨论

在人参样品测定中，2种方法所得测定值之间差异不显著。相比较而言，杜马斯燃烧法所得测定值略偏高，原因是杜马斯燃烧法能够将凯氏定氮法所不能转化的硝基氮和核酸氮完全转化，并且检测过程从进样到出结果是在一个完全密闭、连续的体系中完成的；凯氏定氮法的样品需要经过消煮和蒸馏的2个过程中可能存在氮流失的弊端。进一步分析测定结果可知，杜马斯燃烧法人参蛋白测定值的平均变异系数CV仅为1.156%，明显小于凯氏定氮法平均变异系数CV=2.010%，但2种测试方法的平均变异系数均小于5%，说明作为2种常规人参蛋白质检测方法，所得检测结果的稳定性都很高，但相比较而言，杜马斯燃烧法在测定结果精密度和稳定度方面都明显优于凯氏定氮法，因此，仅就测定人参样品中蛋白质含量而言，杜马斯燃烧法优于凯氏定氮法。

4 结论

综上所述，杜马斯燃烧法可以用来测定人参中的蛋白质含量，且与凯氏定氮法相比较，在多方面均表现出明显的优势，除了检测结果精密度高、检测过程节能环保外，其检测自动化程度很高，实验步骤简化，1个样品检测仅需5min，节省了大量的人力和时间，杜马斯燃烧法没有运行周期，可以做到边制样边检测，每天最多可以检测150个样品；凯氏定氮法的一个运行周期需要4h～5h，在工作效率方面，杜马斯燃烧法是凯氏定氮法的3倍以上。因此，在人参蛋白含量检测中，杜马斯燃烧法作为一种稳定性和精密度较高、检测过程简单、速度快的新型检测方法，可以被广泛使用和进一步推广。

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