質量控制圖在杜馬斯燃燒法測定奶粉中蛋白質的應用

寧曉君，計桂芳，韋 東，黃麗娟，黃漢能，陳希立

（廣西博測檢測技術服務有限公司，廣西南寧 530007）

蛋白質是生物所需的重要營養物質，是生物中不可或缺的組成成分。氮/蛋白質是食品、農產品、飼料、肥料等生物質原料的重要組成和關鍵指標，氮/蛋白質含量測定對于相關產品品質及實用價值確定有著重要的意義。

杜馬斯燃燒法是一種技術成熟、操作簡便、環保、高效的蛋白質含量檢測方法，不少國家和地區已采納杜馬斯燃燒法作為氮/蛋白質含量的法定分析方法。賈維寶等[1]對肽粉中單蛋白質常用測定方法的原理、優缺點、適用范圍進行比較分析。我國目前在食品[2-3]、糧食及制品[4]、谷類和豆類[5]、飼料原料[3,6]、生物質原料[7]等產品中也均利用杜馬斯燃燒法檢測總氮、粗蛋白質含量。研究表明，在測定含氮量較大的樣品時，杜馬斯燃燒法比凱氏定氮法更適用[8]。《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》（GB 5009.5——2016）中也表明，杜馬斯燃燒法適用于多種蛋白質含量在10 g/100 g以上的固體食品試樣測定[2]。

對自身的體系運行、操作程序、分析結果進行持續、嚴格的評估是實驗室內部質量控制的主要方式。常用評估方法之一就包含質量控制圖，用質量控制圖可判斷數據結果是否受控。X-圖（單值圖或均值圖）和R-圖（γ%-圖或極差圖）是質控圖進行實驗室內部質量控制最常用的兩個類別[9]。以奶粉為質控樣品、杜馬斯燃燒法為測定方法，分別選用X-圖和γ%-圖作為質控手段，對奶粉中蛋白質含量測定進行長期的內部質量控制，判斷數據結果是否處于受控狀態，探討質量控制圖在杜馬斯燃燒法測定奶粉中蛋白質含量中的應用。

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），包裹后置于儀器進樣盤上。在900 ℃燃燒反應爐中，高純氧（≥99.999%）促進燃燒。載氣CO2將燃燒產物（NOx）運送至850 ℃還原爐中。在催化劑等作用下，NOx被還原成氮氣，形成的氮氣通過熱導檢測器（TCD）進行檢測[1]，可以計算蛋白質含量。

對質控樣品雙平行測定。按以下步驟建立X-圖和R-圖。①平均值用于繪制X-圖，所有結果的平均值作為中位線（CL），標準偏差用于計算控制限。②得到的極差值用于繪制R-圖，極差的平均值作為中位線，標準偏差（從極差值估計）用于計算控制限。③繪制對應的質量控制圖，并對其分析評價。

2 結果與分析

2.1 實驗室常用蛋白質測定方法比較

針對不同類別、不同含量的氮/蛋白質，現行有效的測量方法有凱氏定氮法、雙縮脲法、考馬斯亮藍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、總氮主要測定方法比較

2.2 均值控制圖（X-圖）

整理匯總本實驗自2020年3月至2021年7月控制樣品-奶粉的蛋白質含量的檢測數據，具體詳見表2。樣品平均值X——即中位線為12.14 g/100 g，樣品標準偏差σ為0.384。因此，上行動限=X——+3σ=13.292 g/100 g；上警告限下警告限下行動限10.988 g/100 g。

表2 奶粉中蛋白質含量的測定（單位：g/100 g）

根據計算出來的上行動限、上警告限、中位線、下警告限、下行動限的數值，繪制本實驗奶粉中蛋白質含量測定的X-圖，如圖1所示。

圖1 奶粉中蛋白質含量測定的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，則用極差計算標準偏差（n=2），極差標準偏差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；行動限=3.682×s==0.545 g/100 g。根據計算出來的行動限、警告限和中位線，繪制本實驗奶粉中蛋白質含量測定的γ%-圖，如圖2所示。

圖2 奶粉中蛋白質含量測定的γ%-圖

2.4 質量控制圖分析

質量控制圖正常分布規律有在警告限之間檢測結果占比95%；不能連續5次結果位于中位線一側；不能連續2次在警告限之外；不能連續5次呈現逐漸升高或者逐漸降低的趨勢和檢測結果不應該落在行動限之外[10]。

由X-圖（圖1）可以看出，本實驗自2020年3月至2021年7月奶粉的蛋白質含量的檢測結果均在上警告限和下警告限之間，且沒有連續5次結果位于中位線一側，也沒有連續5次呈現逐漸升高或者逐漸降低的趨勢，僅是在合理范圍內圍繞著中位線上下波動，以X-圖判斷，本實驗檢測結果真實可靠。由γ%-圖（圖2）可以看出，本實驗測定的奶粉中蛋白質含量極差沒有連續5次呈現逐漸升高或者逐漸降低的趨勢，同時檢測結果極差大部分在警告限之內，只有少部分在警告限與行動限之間，即2020-07-29和2021-06-25當天測定的結果出現漂移，但因漂移點并不連續，故以γ%-圖判斷，本實驗室檢測結果仍在可接受的范圍。根據2020年3月至2021年7月控制樣品-奶粉的蛋白質含量的檢測結果的X-圖和γ%-圖綜合分析，本實驗方法受控，測定結果穩定可靠。

3 結論

本實驗室選用奶粉為質控樣品，在長期多次利用杜馬斯燃燒法測定樣品蛋白質含量的同時，分別選用質量控制圖的X-圖和γ%-圖對檢測數據進行分析，結果表明本實驗室在使用杜馬斯燃燒法測定樣品蛋白質含量的過程中，檢測方法處于受控狀態，數據結果準確，可以用來開展相關檢測工作。