文章作大豆是一种富含蛋白质的豆科植物，目前广泛 用于畜禽饲料生产，因此，准确测定饲料原料粗蛋白 含量对于合理配制动物饲料有重要作用，也是研究 动物营养的重要内容之一。目前，最常用的定氮方 法是 Kjeldahl 于 1883 年提出的凯氏定氮法，但该方 法测定时间长，且需要使用危险试剂，易造成环境的 污染和人员的安全隐患。因而，随着设备的不断改 进，杜马斯燃烧法又逐渐代替传统的凯氏定氮法。 1833 年，Jean Baptiste Dumas 就开发出燃烧定氮法[1]， 但由于早期的杜马斯法只能检测几个微克的样品， 故其实际应用受到了极大的限制。如今，杜马斯燃 烧法测定设备先进，操作简单、方便，其封闭的反应 体系对环境不造成污染，并可以在很大程度上消除 人工造成的误差，因而应用范围较为广泛。 虽然目前测定蛋白含量的方法很多，但凯氏定 氮法和杜马斯燃烧法最为常用。测定婴儿食品[2]、动 物饲料[3,4]、鱼粉[5]、奶制品[6]等产品中的蛋白时，常常 用到凯氏定氮法和杜马斯燃烧法。2 种方法均能较
为准确的测定样品中的含氮量，农业部也分别有相 应的检测标准。但问题也随之而来，对同一物质的 蛋白含量测定，两种方法的检测结果不可避免的会 存在差异，究竟哪一种更为准确和稳定？所以，迫切 需要对两种检测方法的优劣进行评估[7]。理论上而 言，由于杜马斯燃烧法能够测定出凯氏定氮法不能 测定的硝态氮等含氮物质，因此一般杜马斯燃烧法 的测定值略大于凯氏定氮法。本实验通过对来自中 国不同地区的 162 种大豆样品的检测，分别应用凯 氏定氮法和杜马斯燃烧法来测定粗蛋白含量，并通 过统计分析进行 2 种方法的比较。
1 材料与方法
1.1 材料来源与前处理 162 种来自中国不同地区 的种植大豆样本各 100 g，由农科院作物科学研究所 惠赠；所有样品均在 110℃烘箱内干燥 4 h，用 40 目 筛片式粉碎机粉碎，并置于塑料袋中。分别用凯氏 定氮法和杜马斯燃烧法测定样品的粗蛋白含量。 1.2 凯氏定氮法 取 0.3 g 左右大豆样品于消化管 中，加入催化剂（高效凯氏定氮催化剂片，北京金元 兴科科技有限公司）2 片、浓硫酸 15 mL，在 420℃下 消化 1~1.5 h，至消化液澄清为止。用半自动定氮仪 （Kjeltec TM 2100，FOSS，Danmark）蒸馏 5 min，用标准 盐酸溶液滴定硼酸吸收液。计算大豆粗蛋白含量[8]。1.3 杜马斯燃烧法 采用德国 Elementar 大进样量 元素分析仪（Vario MACRO, elementar, Germany），称 取 100 mg 大豆样品于锡箔纸中，压实，置于自动落 样器上。样品落入燃烧反应炉，在 800~1 200℃的高 温下燃烧分解，生成的气体随后被净化，除杂；燃烧 生成的气体用氦气作载气传送；在氮氧化物被还原 后，混合气体被吸附；根据不同的组分分离，并分别 依次通过检测器（TCD）检测；随后，根据样品的重量 和存储的校正曲线形成的检测信号，仪器给出元素 的百分比含量值。计算机自动输出结果。由于大豆的 粗蛋白系数是 5.71，因此 2 种方法检测出的氮含量 分别乘以系数 5.71，得出粗蛋白含量[9]。 1.4 统计分析 利用 SAS[10]统计软件进行统计描述 和配对 t 检验。 P < 0.05 认为统计学检验有显著性差 异。
2 结 果
2.1 2 种方法对大豆样品检测的基本结果 由表 1 可知，不同测定方法得出的粗蛋白含量有差异，但样 本大豆的粗蛋白含量平均在 37%左右，最高含量可 达 49%以上。其中，SaiKai 大豆粗蛋白含量用 2 种方 法测定值均为最高，说明 SaiKai 是样本中粗蛋白含 量最高的大豆；而由 2 种方法测定的最低值不一致， 凯氏法测得铁丰 18 粗蛋白含量最低，杜马斯法测得 红丰 11 号大豆粗蛋白含量最低，测定方法的差异、 样品的因素、试剂因素、操作人员的误差等都可能导 致结果的差异。

2.2 2 种检测方法结果的相关性分析 在对样品 检测值的统计描述基础上，本研究对 2 种检测方法 的相关性进行分析。图 1 所示，两种测定方法测定值 之间存在显著线性相关（r = 0.9789），拟合直线与 Y=X 不存在显著差异（P = 0.21 > 0.05）。因此，凯氏 定氮法和杜马斯燃烧法可以相互替代测定大豆粗蛋 白含量。 2.3 2 种方法检测结果的准确性和稳定性比较 为进一步比较 2 种检测方法检测结果的稳定性，以其中 10 种大豆为代表，分别用凯氏定氮法和杜马斯 燃烧法测定大豆粗蛋白含量的具体结果见表 2。 利用凯氏定氮法测定大豆中粗蛋白含量时， 50%左右的平行样之间相差在允许范围之内。凯氏 定氮法存在诸多的误差来源，试剂的量取、实验人员 操作误差等都会导致实验结果的不稳定性。而由杜 马斯燃烧法测定的大豆粗蛋白含量结果显示，平行 大豆样品测定相差都在误差允许范围之内，其相对 误差均在 0.4%以下，因而可直接测定单样品，这样 则减轻了测定大量样品实验的负担。杜马斯燃烧法 的变异系数也远小于凯氏定氮法的变异系数，所以， 燃烧法的测定结果比凯氏法更为稳定。 而且，虽然在测定大部分种类的大豆粗蛋白时， 2 种测定方法没有显著性差异（P > 0.05，D/K=0.98~ 1.02），但 Clark、Fayette、Williams 大豆测定结果中存 在显著性差异（P < 0.05），且杜马斯燃烧法的测定值 比凯氏定氮法的要高（D/K=1.00~1.02）。根据 Watson
等[11]报道，可能是大豆中存在的硝态氮导致差异的 出现。硝态氮是导致燃烧法测定值高于凯氏定氮法 测定值的原因之一，但不是唯一原因[7]。可见，不能 因为杜马斯燃烧法的测定值普遍略高于凯式定氮 法，就认为前者明显优于后者。
3 讨 论
凯氏定氮法是利用硫酸及催化剂与样品加热消 化，使蛋白质分解，其中 C、 H 形成 CO2 和 H2O 逸出， 而蛋白质中的 N 则转化成（NH4） 2SO4，在强碱条件下 加热蒸馏，其中 NH3 被硼酸吸收为（NH4） 2B4O7，然后 用标准的盐酸溶液滴定，根据盐酸的消耗量和浓度 计算出氮的含量，再乘以蛋白质系数 6.25，即为蛋 白质含量。因而可知，凯氏定氮法测定样品粗蛋白 时使用了硫酸、强碱、盐酸等危险性试剂，容易对操 作人员和环境等造成潜在危害；实验过程中逸出的 CO2、少量的 NH3 等气体不仅会危害操作人员健康， 也会造成环境污染；而且每个样品需要 5 min 左右 测定，在测定大样本实验中需花费很多时间和人力； 不仅如此，该方法在很大程度上受到检测人员的影 响，存在较大的随机误差。

本实验的杜马斯燃烧法采用德国 Elementar 大 进样量元素分析仪进行检测。样品在 800~1 200℃的 高温下燃烧分解，生成的气体被净化后，用氦气作载 气体传送，混合气体被吸附 / 脱附柱根据不同的组 分进行分离，并依次通过检测器检测，随后，根据样 品的重量和已存储的校正曲线形成检测信号，仪器 自动给出元素的百分比含量。使用该法测定氮元素 含量的测量精度高，测定时只需 100 mg 左右样品即 可，并且可以测定凯氏定氮法不能测出的硝态氮等 氮元素，因而可以很准确地反映样本的含氮量；杜马 斯燃烧法整个过程在仪器内部完成，不会对环境造 成污染，同时具有自动加样功能，可节省人力和时 间；但杜马斯燃烧法所用仪器成本高，维修繁琐，故 其送检样品检测成本相对较高，一般应用范围不广。

从 2 种不同粗蛋白测定方法的检测结果得出，本实 验测定的 162 种大豆样品粗蛋白含量在 37%左右， 超过了进出口贸易中大豆粗蛋白最低值 34.5%。其 中，27%左右的大豆样品粗蛋白含量在 34.5%以下， 最低为 27.27%（由凯氏定氮法测得）。而进出口贸易 中，美国大豆粗蛋白均值为 35.7%，其最低值一般是34.0%，由此可见，中国大豆粗蛋白含量有待提高， 不仅是测定方法的准确性，更重要的是新品种开发 技术。 在本实验检测结果显示，杜马斯燃烧法测定大 豆粗蛋白与凯氏定氮法没有显著性差异，可以相互 替代。但是，杜马斯燃烧法测定值的稳定性比凯氏 定氮法强，操作简单，能够在更短的时间内测定大量 样品蛋白含量，并且能够不造成环境污染和避免操 作人员的危险，因此，杜马斯燃烧法可以作为常规蛋 白分析的优选方法。