液体乳制品蛋白质高效快速检测——杜马斯燃烧法

蛋白质：作为七大营养素之一，具有提供能量、构成机体组织以及调节生理活动等重要生理功能。人体所需蛋白质主要从食物中摄取，因此，食品中蛋白质含量常作为评价食品营养质量的关键指标。国标GB 5009.5-2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中关于食品中蛋白质的检测方法主要分为凯氏定氮法和杜马斯定氮法两种。

杜马斯在1831年率先提出一种将样品燃烧后检测燃烧产物的定氮方法，其原理为：将样品进行高温燃烧，把样品中的N转化为N或NO，除去水和杂质气体后，经过铜粉将NO还原为N，最后通过热导检测器检测气体中N的含量，进而推算出样品中的氮含量，再根据蛋白质转换系数计算蛋白质含量。

该方法检测快速，检测一个样品仅需几分钟，很大程度上缩短了检测时间，而且检测过程中无需用到腐蚀性试剂，也不会产生有害物质，符合现代绿色环保的观念。

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杜马斯燃烧法虽然比凯氏定氮法早提出，但是由于设备要求较高，使用受到限制。随着仪器的发展，杜马斯定氮仪的灵敏度和精确度都不断提高，杜马斯燃烧法也被广泛使用在土壤、饲料、农产品、食品样品的检测中。

全自动凯氏定氮仪UDK169

目前，液体乳制品中蛋白质的检测主要以凯氏定氮法为主。凯氏定氮法通过硫酸高温分解，使样品中的有机氮转变为无机铵，再间接测量铵的含量来折算出蛋白质含量，凯氏定氮法设备要求简单，结果的精准度较高。

凯氏定氮法操作流程

然而，凯氏定氮法需要将样品高温消化，检测周期较长，一般一个样品至少需要3h才能得到结果；对于大量样品的检测，不仅需要消耗大量的时间成本和人工成本，而且实验过程中需要用到大量腐蚀性化学试剂，对实验人员和环境都存在一定的危害。

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2种方法差异性比较

在市场上随机选取13种液体乳制品(4种灭菌乳、3种巴氏杀菌乳、3种发酵乳、3种调制乳)，分别采用杜马斯燃烧法和凯氏定氮法进行6次平行测定实验，计算平均值和变异系数CV%。

结果如表1所示，凯氏定氮法的变异系数CV_K%值分布范围较窄，为0.53~0.98，这是由于凯氏定氮仪的全自动化，避免了人为误差，很大程度上提高了结果的精确度；杜马斯燃烧法的变异系数CV_D%在0.39~1.69之间，两者的精密度都小于2%，说明2种检测方法的稳定性都很好，符合常规检测方法的检测要求。

根据公式F=S_大²/S_小²计算2种方法方差的平方比F，取置信度为95%时，查F值表可知F_（4，4）=6.39，13个样品的F值均小于F_（4，4），F检验法说明这2种方法的精密度并无显著性差异。再根据t检验法计算t值，发现13个样品中只有5个样品的t值小于t_{（0.10，8）}=1．86，说明这2种检测方法在一定程度上存在方法差异性，这可能与方法的原理不同有关。

凯氏定氮法通过硫酸高温消化，只能将有机氮转化为无机铵，但杜马斯法能将所有的氮还原，既能检测到有机氮，也能检测到无机的硝态氮，而液体乳制品中存在的微量硝酸盐和亚硝酸盐会造成2种方法结果上的差异，而两者都具有较好的精密度，这在一定程度上造成了2种方法的差异性。

杜马斯燃烧法加标回收实验

以色氨酸标准物质为加标物，针对4种类型的乳制品分别设计3组不同浓度的加标回收实验，结果如表2所示。杜马斯定氮法的回收率范围为99.0％-101.3％，加标回收效果较好，符合常规检测方法的检测要求。

为了进一步研究杜马斯燃烧法的准确性，随机选取37种液体乳制品(8种灭菌乳、8种巴氏杀菌乳、9种发酵乳、12种调制乳)，分别采用凯氏定氮法和杜马斯燃烧法测定蛋白质含量。

比较2种方法的结果，发现两者之间存在较好的线性关系(r=0．991)，其趋势线与Y=X十分接近，说明杜马斯燃烧法与凯氏定氮法的测定值具有很好的一致性。杜马斯燃烧法与凯氏定氮法的比值范围为0.98~1.05，以凯氏定氮法的结果作为标准值，计算杜马斯燃烧法的相对偏差，相对偏差均小于5％。

经过比较2种方法对液体乳制品中蛋白质的分析结果，发现这2种检测方法的稳定性较好，精密度之间并无显著差异，但由于方法原理不同，还存在一定的显著性差异。进一步设计的加标回收率实验和准确性实验结果均表明杜马斯燃烧法准确性良好，符合一般检测方法的要求，杜马斯燃烧法可以用来检测液体乳制品中蛋白质。

凯氏定氮法作为液体乳制品中蛋白质的常用检测方法，虽然具有较高的精准性，但还存在着检测时间长、不环保、检测成本高等缺点；而杜马斯燃烧法同样具有一定的精密度和准确性，而且检测快速、无污染，不仅适合大量液体乳制品的检测，也适合快速、现场的乳制品检测。