質(zhì)量控制圖在杜馬斯燃燒法測(cè)定奶粉中蛋白質(zhì)的應(yīng)用

寧曉君，計(jì)桂芳，韋 東，黃麗娟，黃漢能，陳希立

（廣西博測(cè)檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司，廣西南寧 530007）

蛋白質(zhì)是生物所需的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是生物中不可或缺的組成成分。氮/蛋白質(zhì)是食品、農(nóng)產(chǎn)品、飼料、肥料等生物質(zhì)原料的重要組成和關(guān)鍵指標(biāo)，氮/蛋白質(zhì)含量測(cè)定對(duì)于相關(guān)產(chǎn)品品質(zhì)及實(shí)用價(jià)值確定有著重要的意義。

杜馬斯燃燒法是一種技術(shù)成熟、操作簡(jiǎn)便、環(huán)保、高效的蛋白質(zhì)含量檢測(cè)方法，不少國(guó)家和地區(qū)已采納杜馬斯燃燒法作為氮/蛋白質(zhì)含量的法定分析方法。賈維寶等[1]對(duì)肽粉中單蛋白質(zhì)常用測(cè)定方法的原理、優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍進(jìn)行比較分析。我國(guó)目前在食品[2-3]、糧食及制品[4]、谷類和豆類[5]、飼料原料[3,6]、生物質(zhì)原料[7]等產(chǎn)品中也均利用杜馬斯燃燒法檢測(cè)總氮、粗蛋白質(zhì)含量。研究表明，在測(cè)定含氮量較大的樣品時(shí)，杜馬斯燃燒法比凱氏定氮法更適用[8]?！妒称钒踩珖?guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》（GB 5009.5——2016）中也表明，杜馬斯燃燒法適用于多種蛋白質(zhì)含量在10 g/100 g以上的固體食品試樣測(cè)定[2]。

對(duì)自身的體系運(yùn)行、操作程序、分析結(jié)果進(jìn)行持續(xù)、嚴(yán)格的評(píng)估是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制的主要方式。常用評(píng)估方法之一就包含質(zhì)量控制圖，用質(zhì)量控制圖可判斷數(shù)據(jù)結(jié)果是否受控。X-圖（單值圖或均值圖）和R-圖（γ%-圖或極差圖）是質(zhì)控圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制最常用的兩個(gè)類別[9]。以奶粉為質(zhì)控樣品、杜馬斯燃燒法為測(cè)定方法，分別選用X-圖和γ%-圖作為質(zhì)控手段，對(duì)奶粉中蛋白質(zhì)含量測(cè)定進(jìn)行長(zhǎng)期的內(nèi)部質(zhì)量控制，判斷數(shù)據(jù)結(jié)果是否處于受控狀態(tài)，探討質(zhì)量控制圖在杜馬斯燃燒法測(cè)定奶粉中蛋白質(zhì)含量中的應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

奶粉；D100杜馬斯定氮儀，山東海能；ML-204電子分析天平，梅特勒。

1.2 試驗(yàn)方法

在錫箔上，稱取0.1～0.2 g試樣（精確至0.000 1 g），包裹后置于儀器進(jìn)樣盤(pán)上。在900 ℃燃燒反應(yīng)爐中，高純氧（≥99.999%）促進(jìn)燃燒。載氣CO2將燃燒產(chǎn)物（NOx）運(yùn)送至850 ℃還原爐中。在催化劑等作用下，NOx被還原成氮?dú)猓纬傻牡獨(dú)馔ㄟ^(guò)熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD）進(jìn)行檢測(cè)[1]，可以計(jì)算蛋白質(zhì)含量。

對(duì)質(zhì)控樣品雙平行測(cè)定。按以下步驟建立X-圖和R-圖。①平均值用于繪制X-圖，所有結(jié)果的平均值作為中位線（CL），標(biāo)準(zhǔn)偏差用于計(jì)算控制限。②得到的極差值用于繪制R-圖，極差的平均值作為中位線，標(biāo)準(zhǔn)偏差（從極差值估計(jì)）用于計(jì)算控制限。③繪制對(duì)應(yīng)的質(zhì)量控制圖，并對(duì)其分析評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)室常用蛋白質(zhì)測(cè)定方法比較

針對(duì)不同類別、不同含量的氮/蛋白質(zhì)，現(xiàn)行有效的測(cè)量方法有凱氏定氮法、雙縮脲法、考馬斯亮藍(lán)法和杜馬斯燃燒法等[1]。其方法原理和適用范圍如表1所示。

表1 蛋白質(zhì)、總氮主要測(cè)定方法比較

2.2 均值控制圖（X-圖）

整理匯總本實(shí)驗(yàn)自2020年3月至2021年7月控制樣品-奶粉的蛋白質(zhì)含量的檢測(cè)數(shù)據(jù)，具體詳見(jiàn)表2。樣品平均值X——即中位線為12.14 g/100 g，樣品標(biāo)準(zhǔn)偏差σ為0.384。因此，上行動(dòng)限=X——+3σ=13.292 g/100 g；上警告限下警告限下行動(dòng)限10.988 g/100 g。

表2 奶粉中蛋白質(zhì)含量的測(cè)定（單位：g/100 g）

根據(jù)計(jì)算出來(lái)的上行動(dòng)限、上警告限、中位線、下警告限、下行動(dòng)限的數(shù)值，繪制本實(shí)驗(yàn)?zāi)谭壑械鞍踪|(zhì)含量測(cè)定的X-圖，如圖1所示。

圖1 奶粉中蛋白質(zhì)含量測(cè)定的X-圖

2.3 極差控制圖

由表2可知，極差的平均值r即中位線為0.167 g/100 g，則用極差計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=2），極差標(biāo)準(zhǔn)偏差s=極差平均值/1.128（n=2）=0.167÷1.128=0.148。警告限=2.833×s=0.419 g/100 g；行動(dòng)限=3.682×s==0.545 g/100 g。根據(jù)計(jì)算出來(lái)的行動(dòng)限、警告限和中位線，繪制本實(shí)驗(yàn)?zāi)谭壑械鞍踪|(zhì)含量測(cè)定的γ%-圖，如圖2所示。

圖2 奶粉中蛋白質(zhì)含量測(cè)定的γ%-圖

2.4 質(zhì)量控制圖分析

質(zhì)量控制圖正常分布規(guī)律有在警告限之間檢測(cè)結(jié)果占比95%；不能連續(xù)5次結(jié)果位于中位線一側(cè)；不能連續(xù)2次在警告限之外；不能連續(xù)5次呈現(xiàn)逐漸升高或者逐漸降低的趨勢(shì)和檢測(cè)結(jié)果不應(yīng)該落在行動(dòng)限之外[10]。

由X-圖（圖1）可以看出，本實(shí)驗(yàn)自2020年3月至2021年7月奶粉的蛋白質(zhì)含量的檢測(cè)結(jié)果均在上警告限和下警告限之間，且沒(méi)有連續(xù)5次結(jié)果位于中位線一側(cè)，也沒(méi)有連續(xù)5次呈現(xiàn)逐漸升高或者逐漸降低的趨勢(shì)，僅是在合理范圍內(nèi)圍繞著中位線上下波動(dòng)，以X-圖判斷，本實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果真實(shí)可靠。由γ%-圖（圖2）可以看出，本實(shí)驗(yàn)測(cè)定的奶粉中蛋白質(zhì)含量極差沒(méi)有連續(xù)5次呈現(xiàn)逐漸升高或者逐漸降低的趨勢(shì)，同時(shí)檢測(cè)結(jié)果極差大部分在警告限之內(nèi)，只有少部分在警告限與行動(dòng)限之間，即2020-07-29和2021-06-25當(dāng)天測(cè)定的結(jié)果出現(xiàn)漂移，但因漂移點(diǎn)并不連續(xù)，故以γ%-圖判斷，本實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果仍在可接受的范圍。根據(jù)2020年3月至2021年7月控制樣品-奶粉的蛋白質(zhì)含量的檢測(cè)結(jié)果的X-圖和γ%-圖綜合分析，本實(shí)驗(yàn)方法受控，測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定可靠。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)室選用奶粉為質(zhì)控樣品，在長(zhǎng)期多次利用杜馬斯燃燒法測(cè)定樣品蛋白質(zhì)含量的同時(shí)，分別選用質(zhì)量控制圖的X-圖和γ%-圖對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明本實(shí)驗(yàn)室在使用杜馬斯燃燒法測(cè)定樣品蛋白質(zhì)含量的過(guò)程中，檢測(cè)方法處于受控狀態(tài)，數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確，可以用來(lái)開(kāi)展相關(guān)檢測(cè)工作。