CN107356702A - 一种蓖麻种子或蓖麻饼粕中粗蛋白质的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蓖麻种子或蓖麻饼粕中粗蛋白质的检测方法，包括向待测样品中加入硫酸铜、硫酸钾、浓硫酸，充分混匀，使待测样品完全被浓硫酸浸湿；再加入过氧化氢，加热，充分消化后，检测所得消化液中粗蛋白质含量。相对于现有方法本发明方法相对误差很小，消化时间比较短，可以在保证准确度的前提下提高消化速度。利用该方法测定高油料植物粗蛋白质时消煮时间较短，检测速度快，另外该方法利用催化剂用量很少，无论从生态学角度，还是从经济学角度都将具有重要的现实意义。

Description

一种蓖麻种子或蓖麻饼粕中粗蛋白质的检测方法

技术领域

本发明属于分析测定方法，具体涉及一种蓖麻种子或蓖麻饼粕中粗蛋白质的检测方法。

背景技术

蓖麻(Ricinus communis L.)为大戟科(Euphorbiaceae)蓖麻属双子叶的一年生灌木状草本植物，别名大麻子。植株高大，多分枝，夏末开花，果实呈球状，成熟后裂开。蓖麻是十大油料作物之一，原产于埃及、埃塞俄比亚等国，后传入阿根廷、巴西、美国等地。目前，蓖麻种植主要分布在印度、巴西、中国等热带和温带地区(姚远,李凤山,陈永胜，等.国内外蓖麻研究进展[J].内蒙古民族大学学报,2009,24(2):172-175.季志强,董学,高立起，等.浅议蓖麻产业发展优势和前景[J].农业科技通讯,2010,(2):8-9.高彩,宝力高,刘涛.蓖麻研究概况[J].内蒙古民族大学学报,2010,25(2):178-181)。

蓖麻的经济价值很高。蓖麻叶营养丰富，可作蓖麻蚕的饲料；蓖麻根同样含有蓖麻碱和毒蛋白，也可作为生物杀虫剂。蓖麻种子含油率高达46％～56％，一般每2.2～2.5kg蓖麻籽可得到1kg蓖麻油，是其它油料作物所不能比拟的。蓖麻油广泛应用于航空和精密仪器的高级润滑油、刹车油和防护油等，在国防、化工、医药等行业有着越来越广泛的应用。

蓖麻籽取油后剩下的残渣称为蓖麻饼粕，蓖麻饼粕作为蓖麻籽榨油后的副产品，含有丰富的营养成分，蓖麻饼粕含有75％～78％的有机质、34.90％的粗蛋白质、33.87％的粗纤维素、7.37％的粗脂肪、6.51％的粗灰分(冀照君，杨文军，黄凤兰.蓖麻饼粕成分分析及研究进展[J].内蒙古民族大学学报(自然科学版)，2011,5(29)：545-549)。2003年农业部农产品质量监督检验中心对蓖麻饼进行检测，其中含氮7.5％、磷2.25％、钾6.96％、可溶性糖2.58％，灰份7.0％；每公斤含铁1490毫克、铜93.5毫克、锌107毫克、锰52.8毫克(马玉露，宋秋玲，王云.蓖麻饼粕对茄子和红干椒的肥效研究[J].内蒙古民族大学学报(自然科学版),2013,1(28):38-42)。说明蓖麻饼不仅含较高氮、磷、钾，还含充足的微量元素，其中铁及可溶性糖含量较高。作为基肥或种肥，肥效期更长，养分利用率更高，改良土壤结构的作用更好，是一种尚待开发利用的资源(潘国才,丁爱华.蓖麻的综合利用现状[J].农业科技与装备,2009,(1):1-5.赵学敬.蓖麻饼粕的肥用与饲源开发[J].粮食流通技术,2007,(5):43-45.孙景琦,塔娜,施和平.蓖麻籽饼粕营养成分的研究[J].有机化学,2003,23:149-150)。

粗蛋白是油料饼粕的主要化学成分,是油料饼粕的重要质量指标,对于评定饼粕的营养和实用价值具有重要意义。

虽然近年来，蓖麻种植栽培、品种筛选、分子育种、生物有机化肥等方面已经取得了较大的突破，而有关蓖麻种子或饼粕粗蛋白质含量的测定方法及工艺尤其是粗蛋白质快速消化的研究报道更少，有关方法对比的研究尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蓖麻种子或蓖麻饼粕中粗蛋白质的检测方法，可以操作简单、无毒、快速、准确的消化蓖麻种子或蓖麻饼粕中粗蛋白质，以解决消煮时间较长、检测速度慢、使用催化剂用量较大、容易产生固体沉淀等问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种蓖麻种子或蓖麻饼粕中粗蛋白质的检测方法，包括如下步骤：向待测样品中加入硫酸铜、硫酸钾、浓硫酸，充分混匀，使待测样品完全被浓硫酸浸湿；再加入过氧化氢，加热，充分消化后，检测所得消化液中粗蛋白质含量。

进一步地，事先将蓖麻种子或蓖麻饼粕烘干，粉碎或研磨成片，作为待测样品。所述烘干温度一般为80-85℃，时间一般不超过8小时。以烘干至含水量0.5％以下为宜。

进一步地，待测样品与硫酸铜、硫酸钾的质量比分别为(0.2-1):(0.1-0.5)、(0.2-1):(3-8)，优选分别为(0.3-0.7):(0.1-0.3)、(0.3-0.7):(5-7)，进一步优选分别为0.5:0.2、0.5:6。

进一步地，以g/mL计，待测样品与浓硫酸、过氧化氢的质量体积比例分别为(0.2-1):(10-20)、(0.2-1):(5-10)，优选分别为(0.3-0.7):(10-15)、(0.3-0.7):(8-10)，进一步优选分别为0.5:(20)、0.5:(10)。

进一步地，所述加热温度为100-420℃，即使反应体系从100℃左右逐渐升温至400℃左右，反应体系变成澄清蓝绿色液体，再升温至420℃左右继续加热1小时左右。

更进一步地，开始时小火加热(消化炉)，加热时尽量避免泡沫飞溅，待泡沫停止发生后，加强火使反应物料沸腾，温度每升高50℃左右保持反应体系温度不变维持10-20分钟左右，继续加热至350-400℃左右至反应物料发生焦黑并变成黑色固体，稍微冷却后(例如冷却下降至200-250℃)加入适量过氧化氢再继续加热，温度升至400℃左右时反应物料慢慢从黑色固体变成澄清蓝绿色液体；再升温至420℃左右继续加热1小时左右。

具体地，消化开始时必须小火加热，温度从100℃开始慢慢升高。加热时尽量避免泡沫飞溅。待泡沫停止发生后，用强火逐渐升高加热温度，反应体系200℃左右时开始沸腾，冒烟；250℃左右时继续冒烟；300℃左右时冒烟，颜色变黑，或焦黑；350℃左右时冒烟，焦黑，变成黑色固体；400℃左右时慢慢从黑色固体变成澄清蓝绿色液体；再升温至420℃左右继续加热1小时左右。

加热过程中可每升高50℃维持反应体系温度不变(例如保持10分钟左右)观察反应现象，以避免温度升高过快，造成爆炸等不良结果。

进一步地，从开始加热至消化完成，整个消化时间一般150分钟左右。

进一步地，将所得消化液用适量蒸馏水定容后，再检测其中粗蛋白质含量。

可用凯氏定氮法(例如GB/T6432-1994)测定消化液中粗蛋白质含量。

具体地，上述蓖麻种子或蓖麻饼粕中粗蛋白质的检测方法，包括如下步骤:

将蓖麻种子或蓖麻饼粕烘干；用粉碎机或研磨机将蓖麻籽仁或蓖麻饼粕搓片，作为待测样品；

称取待测样品0.5g(准确至0.0002g)，放入250mL凯氏定氮瓶中，再向其中加入硫酸铜0.2g、硫酸钾6g、浓硫酸10-20mL、过氧化氢5-10mL，放入适量玻璃珠(可在凯氏定氮瓶口上放一个漏斗)；将凯氏定氮瓶置于消化炉上用小火(从100℃左右开始)加热，加热时尽量避免泡沫飞溅，待泡沫停止发生后，用强火逐渐升高加热温度，反应体系200℃左右时开始沸腾，冒烟；250℃左右时继续冒烟；300℃左右时冒烟，颜色变黑或焦黑；350℃左右时冒烟、焦黑，变成黑色固体；在升温至400℃过程中，加入10mL的过氧化氢继续加热；400℃左右时黑色固体慢慢变成澄清蓝绿色液体；再升温至420℃左右继续加热1小时左右；得消化液；冷却后按照GB/T6432-1994的方法(凯氏定氮法)测定消化液中粗蛋白质含量。

现有技术相比，本发明的有益效果是：

现有技术中，测定饲料和油料作物中粗蛋白时采用的消煮方法都是GB/T6432-1994和(GB/T 4489.2-1993)中的消煮方法。可是蓖麻种子含油率较高，一般在55-65％左右，蓖麻油粘性比较大，用上述国标方法消化时容易产生炭黑和盐不宜变成透明淡绿液体，导致消化时间延长。本发明通过粗蛋白消化方法的比较和优化选出了适合于消化蓖麻种子粗蛋白质的一种方法。

本发明正是利用一种催化剂用量较少的条件下利用双氧水作氧化剂消煮蓖麻种子的粗蛋白质，消化过程中不产生固体沉淀，大概150分钟左右完成消化步骤，以达到快速消化含油量较高的蓖麻种子的粗蛋白质含量。

本发明消煮方法与饲料粗蛋白质的测定方法(GB/T6432-1994)、一种测定饲料粗蛋白的快速消煮方法(CN 103063507A)、油料粗蛋白质的测定法(GB/T 4489.2—1993)中的消煮方法结果的相对误差很小，消化时间比较短，可以在保证准确度的前提下提高消化速度。

本发明为油料植物粗蛋白质测定技术上开发了新的方法和工艺。利用该方法测定高油料植物粗蛋白质时消煮时间较短，检测速度快，另外该方法利用催化剂用量很少，无论从生态学角度，还是从经济学角度都将具有重要的现实意义。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。

实施例1

蓖麻种子中粗蛋白质的检测方法，包括以下步骤：

将蓖麻种子烘干；用粉碎机或研磨机将蓖麻籽仁搓片，作为待测样品；

称取待测样品0.5g(准确至0.0002g)，放入250mL凯氏定氮瓶中，再向其中加入硫酸铜0.2g、硫酸钾6g、浓硫酸20mL、过氧化氢10mL，放入2粒玻璃珠；在凯氏定氮瓶口上放一个漏斗；将凯氏定氮瓶置于消化炉上用小火(从100℃左右开始)加热，加热时尽量避免泡沫飞溅，待泡沫停止发生后，用强火逐渐升高加热温度，反应体系200℃左右时开始沸腾，冒烟；250℃左右时继续冒烟；300℃左右时冒烟，颜色变黑或焦黑；350℃左右时冒烟、焦黑，变成黑色固体；在升温至400℃过程中，加入10mL的过氧化氢继续加热；400℃左右时黑色固体慢慢变成澄清蓝绿色液体；再升温至420℃左右继续加热1小时左右；得消化液。消化结束后取下消化管，冷却后用凯氏定氮仪按照GB/T6432-1994的方法测定测定消化液中粗蛋白质含量。

实验例1

下面通过具体实验来对本发明的消煮方法与饲料粗蛋白质的测定方法(GB/T6432-1994)、一种测定饲料粗蛋白的快速消煮方法(CN 103063507 A)、油料粗蛋白质的测定法(GB/T 4489.2-1993)中的消煮方法进行对比，之后按照GB/T6432-1994的方法测定样品的粗蛋白质含量，结果见下表1和表2：

表1不同蓖麻品种、不同方法消化时间

以以色列引进的Kai feng2、Kai feng4等不同品种的两个蓖麻种子为试验材料消煮粗蛋白质，并检测粗蛋白质含量。从表1实验结果可以看出，本发明方法消煮时间与其他方法中的消煮时间存在差异。本发明方法与其它方法的消煮时间差异极显著，GB/T6432-1994方法与CN 103063507 A方法的消煮时间差异极显著，GB/T6432-1994方法与GB/T4489.2-1993方法的消煮时间差异不显著。其中对于两个品种来说使用本发明方法的消化时间最短，分别为149分钟、150分钟。

表2不同方法测定粗蛋白质含量的结果比较

从表2实验结果可以看出，本发明消煮方法与其他方法中的消煮方法的粗蛋白质的检测结果存在差异，相对偏差较大，本发明方法与GB/T6432-1994方法测的粗蛋白质含量差异不显著，本发明方法与CN 103063507 A方法、GB/T 4489.2-1993方法测的粗蛋白质含量差异极显著，而CN 103063507 A方法与GB/T 4489.2-1993方法测的粗蛋白质含量差异不显著。其中对于两个品种来说使用本发明的消化方法测出来的粗蛋白质含量最高，分别达到11.36％、11.47％。

从以上结果可以看出，用本发明的消煮方法测定高油率的蓖麻种子时不仅缩短消煮时间可以准确地测定粗蛋白质含量，因此本发明方法可以替代GB/T6432-1994、CN103063507 A和GB/T 4489.2-1993中的消煮方法，可以在更短的时间完成消化并保证准确度的前提下提高测定速度。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种蓖麻种子或蓖麻饼粕中粗蛋白质的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：向待测样品中加入硫酸铜、硫酸钾、浓硫酸，充分混匀，使待测样品完全被浓硫酸浸湿；再加入过氧化氢，加热，充分消化后，检测所得消化液中粗蛋白质含量。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，事先将蓖麻种子或蓖麻饼粕烘干，粉碎或研磨成片，作为待测样品；进一步地，以烘干至含水量0.5％以下为宜。

3.根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于，待测样品与硫酸铜、硫酸钾的质量比分别为(0.2-1):(0.1-0.5)、(0.2-1):(3-8)，优选分别为(0.3-0.7):(0.1-0.3)、(0.3-0.7):(5-7)，进一步优选分别为0.5:0.2、0.5:6；

以g/mL计，待测样品与浓硫酸、过氧化氢的质量体积比例分别为(0.2-1):(10-20)、(0.2-1):(5-10)，优选分别为(0.3-0.7):(10-15)、(0.3-0.7):(8-10)，进一步优选分别为0.5:(20)、0.5:(10)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的检测方法，其特征在于，所述加热是使反应体系从100℃左右逐渐升温至400℃左右，反应体系变成澄清蓝绿色液体，再升温至420℃左右继续加热1小时左右。

5.根据权利要求1-3任一项所述的检测方法，其特征在于，开始时小火加热，加热时尽量避免泡沫飞溅，待泡沫停止发生后，加强火使反应物料沸腾，温度每升高50℃左右保持反应体系温度不变维持10-20分钟左右，继续加热至350-400℃左右至反应物料发生焦黑并变成黑色固体，稍微冷却后加入适量过氧化氢再继续加热，温度升至400℃左右时反应物料慢慢从黑色固体变成澄清蓝绿色液体；再升温至420℃左右继续加热1小时左右。

6.根据权利要求1-3任一项所述的检测方法，其特征在于，开始时小火加热，温度从100℃左右开始慢慢升高，加热时尽量避免泡沫飞溅；待泡沫停止发生后，用强火逐渐升高加热温度，反应体系200℃左右时开始沸腾，冒烟；250℃左右时继续冒烟；300℃左右时冒烟，颜色变黑，或焦黑；350℃左右时冒烟，焦黑，变成黑色固体；400℃左右时慢慢从黑色固体变成澄清蓝绿色液体；再升温至420℃左右继续加热1小时左右。

7.根据权利要求1-6任一项所述的检测方法，其特征在于，从开始加热至消化完成，整个消化时间一般150分钟左右。

8.根据权利要求1-6任一项所述的检测方法，其特征在于，将所得消化液用适量蒸馏水定容后，再检测其中粗蛋白质含量。

9.根据权利要求1-6任一项所述的检测方法，其特征在于，用凯氏定氮法测定消化液中粗蛋白质含量。

10.根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

将蓖麻种子或蓖麻饼粕烘干；用粉碎机或研磨机将蓖麻籽仁或蓖麻饼粕搓片，作为待测样品；

称取待测样品0.5g(准确至0.0002g)，放入250mL凯氏定氮瓶中，再向其中加入硫酸铜0.2g、硫酸钾6g、浓硫酸10-20m、过氧化氢5-10mL，放入适量玻璃珠；将凯氏定氮瓶置于消化炉上用小火加热，加热时尽量避免泡沫飞溅，待泡沫停止发生后，用强火逐渐升高加热温度，反应体系200℃左右时开始沸腾，冒烟；250℃左右时继续冒烟；300℃左右时冒烟，颜色变黑或焦黑；350℃左右时冒烟、焦黑，变成黑色固体；在升温至400℃过程中，加入10mL的过氧化氢继续加热；400℃左右时黑色固体慢慢变成澄清蓝绿色液体；再升温至420℃左右继续加热1小时左右；得消化液；冷却后按照GB/T6432-1994的方法(凯氏定氮法)测定消化液中粗蛋白质含量。