豆粕中尿素酶检测方案

近红外技术检测豆粕尿素酶的初步研究 孙金锋 刘大庆 胡学民 山东香驰粮油有限公司 摘 要：尿素酶含量是豆粕的重要检测项目。本文分析了豆粕的近红外光谱特性，初步建立了尿素酶近红外检测的校准模型。近红外检测尿素酶无需称重和化学试剂，检测时间10—20秒，结果的标准差优于参考化学分析方法，是一种快速方便的尿素酶检测技术。 关键词：尿素酶，豆粕，近红外 A Primary Study on Soybean Meal Urease Analysis by NIR Technology Sun Jinfeng Liu Daqing Hu Xuemin Shandong Xiangchi Grain and Oil Co. Ltd. Abstract: Urease is an important parameter to soybean meal. Spectrometry of near infrared (NIR) is introduced. A primary calibration of soybean meal urease by NIR technology is established. Without weighing and reagents, NIR can quickly analyze urease within 10—20 seconds, whose SEE is superior to that of reference method. Key words: Urease, Soybean Meal, NIR 高等植物的种子及微生物中都含有尿素酶，其中大豆和刀豆中含量较高。大豆饼粕经济和使用价值既受饼粕水分、蛋白含量的影响，也受血凝聚素、胰蛋白酶抑制剂等有害成分含量的影响，因为动物食用含有这些饼粕的饲料，会引起不良反应。 在油脂加工过程中，一般是通过加热的方法来破坏包括尿素酶在内的这些成分。尿素酶的热敏性相对其它有害成分要差，因此，当尿素酶加热完全失活时，其它存在于大豆及饼粕的这类成分就早已破坏。目前测定其它有害成分的方法较复杂，一般常以测定尿素酶活性来判断大豆饼粕的价值。 大豆制品中尿素酶活性测定化学方法是在（30±0.5）℃和pH7的条件下，每分钟每克样品分解尿素所释放的氨态氮的毫克数来表示尿素酶活性。 近红外定量分析技术是新兴检测技术，因其快速准确, 已经列入世界谷物科技协会标准（ICC No. 159、202）[1]和美国谷物化学协会标准（AACC No 39-00）[2]，成为世界公认的食品检测标准方法，在油脂行业获得了广泛的应用。以ADM公司为例，仅其在美国的油脂企业就配有瑞典波通仪器公司的近红外仪器30多台。 目前，近红外仪器可以检测大豆、油菜籽、棉籽、葵花籽和饼粕的蛋白、脂肪（残油）、水分、灰分等指标[3] [4] [5]。近红外检测尿素酶在世界上尚无文献报道。 1 材料和方法 1.1 材料 1.1.1 豆粕 数量：30份，山东香驰粮油有限公司随机取样。 尿素酶含量：0.02～0.16。 1.1.2 仪器 8611型近红外快速谷物成分测定仪： 瑞典波通仪器公司。 120型盘式粉碎磨（标准筛网0.8mm）：瑞典波通仪器公司，ICC No. 202 推荐凯氏定氮、索氏抽提、近红外仪器标准磨。 1.2 方法 1.2.1 尿素酶检测参考方法 GB/T 8622-88。 1.2.2 收集豆粕近红外光谱性质 采用8611型近红外快速谷物成分测定仪收集每个样品在11个波长处的光密度值，二次重复，同一样品光密度值差在500以内。 1.2.2 建立尿素酶近红外校准模型 将尿素酶检测标准方法得到的样品尿素酶值相应地输入分析软件系统(PerCon V4.87/1版本)。 采用MLR多元线性回归技术，软件自动选择测定脂肪的最佳滤光片组合、自动计算出化学法和近红外法的相关系数、自动计算出测定的精确度、自动进行数理统计、自动计算是否需要修改现行曲线的截距和斜率、自动选择不同量程定标曲线结果、显示散点图、矩形图、删除特异光谱样品，建立尿素酶近红外校准模型。 2 结果和讨论 2．1豆粕近红外光谱性质 豆粕近红外光谱性质和马氏距离分布见图1、图2。如图1、图2所示，样品的光谱特性比较类似，所有样品马氏距离小于5。根据数理统计原理，马氏距离小于10，样本具有同一性，马氏距离小于7，样本具有高度同一性。说明这些样品很一致，豆粕质量非常稳定。 图1 豆粕近红外光谱性质 图2 豆粕马氏距离 2.2近红外尿素酶校准模型 近红外软件自动分析计算得到尿素酶近红外检测校准定标模型。豆粕尿素酶与波长响应关系，与近红外吸收特性见图3和图4。根据近红外光谱检测原理，这样的分布是比较理想的。 图3 豆粕尿素酶与波长响应关系图 图4 豆粕尿素酶与近红外吸收特性图 2.3近红外尿素酶和化学方法比较 表1 近红外校准模型结果 测量指标 参考方法 近红外方法相关性（R） 近红外方法偏差（SEC） 尿素酶 GB/T 8622-88 0.812 0.0048 尿素酶的化学检测方法需要的化学试剂有尿素、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、尿素缓冲液、盐酸溶液和氢氧化钠标准溶液，需要的仪器有样品筛、酸度计（附磁力搅拌器和滴定装置）、恒温水浴、秒表、移液管和0.1mg分析天平。样品检测时间约1～2小时，如果在加上标准溶液等配置和空白实验等，所用时间会更长。另外，此检测方法人为因素影响较多，不同实验人员的检测结果有时会有较大出入，需要一定的实验技能。该方法规定的重复实验误差为平均值的10%。 近红外检测尿素酶无需称重和化学试剂，检测时间10～20秒，由表1可见，结果的标准差优于参考化学分析方法。建立一条比较好的检测曲线一般应收集有代表性的豆粕样品50份。本实验的样品量为30个，所以相关研究结果也是初步的，可以进一步完善。但是，30个样品就可以获得81.4%的相关性，SEC为0.048。所以，近红外技术检测尿素酶是可行的。 香驰粮油公司一直坚持“香驰产品，质量第一”的管理理念，在产品质量上精益求精，在用户中获得了良好的声誉，连续7年在山东同行业利税第一。我们采用近红外检测技术，每小时检测每条生产线的豆粕质量，保证了生产工艺的稳定。严格的质量管理确实给企业带来了实实在在的效益。近红外检测尿素酶方法的初步成功，标志着香驰公司检化验水平又上了一个新台阶。 3 结论 近红外检测尿素酶无需称重和化学试剂，检测时间10～20秒，结果的标准差优于参考化学分析方法，是一种快速方便的尿素酶检测技术。 参考文献： 1 ICC NO. 159，ICC NO. 202 2 AACC No. 39-00 3 丁丽敏,近红外光谱技术测定饲料中氨基酸和真可消化氨基酸含量的研究,博士论文,北京农业大学,1991 4 Stark, E. et al,Appl. Spectrosc. Rev.,1986,22,335. 5 Rodriguezotero J L and Hermida M J AOAC International, 1996, 79(3):817 1 2