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

摘 要：將質(zhì)量控制圖應(yīng)用于杜馬斯燃燒法測(cè)定奶粉中的蛋白質(zhì)含量中，選用X-圖（均值圖）和γ%-圖（極差圖）對(duì)質(zhì)量控制樣品的蛋白質(zhì)含量檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，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。

關(guān)鍵詞：質(zhì)量控制圖；杜馬斯燃燒法；奶粉；蛋白質(zhì)

Abstract： The quality control chart is applied to the determination of protein content in milk powder by the Dumas combustion method， and the X chart （mean value chart） and γ%-Figure （range chart） analyze the protein content test results of control samples， judges whether the data results are under control， and discusses the application of quality control chart in the determination of protein content in milk powder by Dumas combustion method.

Keywords： quality control chart; dumas combustion method; milk powder; protein

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]。《食品安全國(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)?，形成的氮?dú)馔ㄟ^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。

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=X+2σ=12.908 g/100 g；下警告限=X-2σ=11.372 g/100 g；下行動(dòng)限=X-3σ=10.988 g/100 g。

根據(jù)計(jì)算出來的上行動(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。

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。

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，且沒有連續(xù)5次結(jié)果位于中位線一側(cè)，也沒有連續(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，可以用來開展相關(guān)檢測(cè)工作。

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