馬 丹

測(cè)定飼料粗蛋白改進(jìn)方法的研究

馬 丹

文章對(duì)飼料粗蛋白的檢測(cè)方法進(jìn)行了改進(jìn)，加入雙氧水作為消解催化劑，并且針對(duì)不同粗蛋白含量的樣品同時(shí)做了國(guó)標(biāo)方法和改進(jìn)方法的對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果得出，加入2 ml 30%的H2O2及半量混合催化劑消解的檢測(cè)方法能夠大大的提高效率，減少投入成本，節(jié)約資源，檢測(cè)結(jié)果亦準(zhǔn)確可信。

飼料；粗蛋白檢測(cè)；改進(jìn)方法

粗蛋白是飼料檢測(cè)中的重要指標(biāo)，是判定飼料是否達(dá)標(biāo)的首要營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)，無(wú)論是飼料商還是養(yǎng)殖戶都關(guān)心的關(guān)鍵指標(biāo)。商家總是希望能夠用最低的成本而獲得最高的利潤(rùn)，養(yǎng)殖戶又怕因?yàn)槭褂玫娘暳蠣I(yíng)養(yǎng)不夠而減收，因此，粗蛋白的測(cè)定數(shù)值就成為飼料保衛(wèi)戰(zhàn)中的第一矛盾證據(jù)，數(shù)據(jù)的精確性和得到數(shù)據(jù)的迅速性是檢測(cè)中心的職責(zé)所在。測(cè)定飼料粗蛋白的方法有很多種，GB/T 6432—94中仲裁法有常量蒸餾法、半微量蒸餾法，推薦法有使用半自動(dòng)、全自動(dòng)定氮儀測(cè)定。定氮儀設(shè)備價(jià)格昂貴，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用濃酸、濃堿等易污染和腐蝕儀器，并且消化樣品的重現(xiàn)性差，數(shù)據(jù)異常的話無(wú)法對(duì)原消煮液重復(fù)蒸餾。半微量蒸餾凱氏定氮法作為仲裁法，是絕大多數(shù)檢測(cè)中心的首選測(cè)定飼料粗蛋白方法，但其前期消化時(shí)間消耗較長(zhǎng)，約占到整個(gè)檢測(cè)時(shí)間的80%，對(duì)于特殊情況下緊急需求檢測(cè)結(jié)果的商家或者養(yǎng)殖戶來(lái)說(shuō)，是非常不便捷的，所以，如何能夠加速前處理過(guò)程并且同時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是飼料粗蛋白檢測(cè)需要改進(jìn)的首要問(wèn)題。本文通過(guò)改進(jìn)消解催化劑并進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，來(lái)探討測(cè)定飼料粗蛋白含量的準(zhǔn)確性和高效性。

1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1 儀器設(shè)備

微型高速萬(wàn)能式樣粉碎機(jī)（河北省黃驊市中興儀器有限公司生產(chǎn)）；分樣篩（孔徑0.45 mm,40目）；萬(wàn)位電子天平；DZTW型電子調(diào)溫電熱套（北京中興偉業(yè)儀器有限公司生產(chǎn)）；凱氏定氮蒸餾裝置；98-1-B型電子調(diào)溫電熱套（天津市泰斯特儀器有限公司生產(chǎn)）；KQ-500E型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司生產(chǎn)）；250 ml凱氏燒瓶；50 ml容量瓶；150 ml錐形瓶；50 ml酸式滴定管。

1.2 化學(xué)試劑

98%濃硫酸（化學(xué)純）；混合催化劑：0.4 g硫酸銅，5個(gè)結(jié)晶水（化學(xué)純）與 6.0 g硫酸鉀（化學(xué)純）混勻；30%的過(guò)氧化氫溶液（化學(xué)純）；40%氫氧化鈉水溶液（m/v）：40 g氫氧化鈉（化學(xué)純）溶于100 ml水中；2%硼酸溶液（m/v）：2 g 硼酸（化學(xué)純）溶于 100 ml水中；混合指示劑：甲基紅0.1%乙醇溶液與溴甲酚綠0.5%乙醇溶液等體積混合；0.05 mol/l鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液；蔗糖（分析純）；干燥的硫酸銨（分析純）。

2 實(shí)驗(yàn)步驟

2.1 取樣

飼料樣品需粉碎后全部通過(guò)40目（0.45 mm）分樣篩，為了得到平衡性較強(qiáng)的數(shù)據(jù)，用四分采樣法取得1.2 g左右（精確到0.000 1 g）樣品裝于潔凈干燥的凱氏燒瓶中，加入3粒玻璃珠，而后手握凱氏燒瓶頸將其垂直放于超聲波振蕩器水域中約5～10 s，保證飼料樣品微粒全部脫離瓶壁。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1 國(guó)標(biāo)法

加入6 g硫酸鉀和0.4 g硫酸銅混合催化劑于干燥的凱氏燒瓶中，與試樣混合均勻，緩慢加入20 ml濃H2SO4和兩粒玻璃珠以防炸裂，充分搖勻后在凱氏燒瓶（250 ml）上加一個(gè)小漏斗作為回流簡(jiǎn)易裝置，放置于通風(fēng)櫥內(nèi)消化。開始小火加熱，先使飼料樣品焦化，待焦化完畢（燒瓶的玻璃壁上不再崩出黑色泡沫）再加至最大火力，直到消化液最終呈透明的淡藍(lán)綠色為止，待冷卻至室溫，同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。

2.2.2 改進(jìn)法（雙氧水混合催化）

取樣后，加入3 g硫酸鉀和0.2 g硫酸銅混合催化劑于凱氏燒瓶中，緩慢加入20 ml濃H2SO4和2 ml的30%H2O2，而后與國(guó)標(biāo)法相同。

2.2.3 雙氧水法

取樣后，直接加入10 ml的30%H2O2作為催化劑，置入電熱套內(nèi)高溫消解。

2.3 樣品的測(cè)定

2.3.1 定容

向冷卻至室溫的消化液燒瓶中加入20 ml蒸餾水，在水浴超聲波振蕩器中充分搖勻，使貼壁物質(zhì)完全溶解，將其全部轉(zhuǎn)移到100 ml容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，冷卻，作為試樣分解液備用。

2.3.2 滴定

先將凱氏定氮裝置的冷凝管末端浸入乘有20 ml硼酸吸收液和2滴混合指示劑的錐形瓶?jī)?nèi)液面以下，再吸取定容好的試樣分解液10 ml于凱氏蒸餾裝置的反應(yīng)室中，緩慢加入10 ml 40%的氫氧化鈉溶液，液封加料口，蒸餾。待吸收液由紫紅色變?yōu)槊魉{(lán)色后約10 min結(jié)束（冷凝管離開吸收液面繼續(xù)蒸餾1 min），吸收液立即用0.05 mol/l的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定。

2.3.3 蒸餾檢驗(yàn)及空白實(shí)驗(yàn)

稱取0.200 0 g硫酸銨代替樣品消化液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)各步驟以檢查裝置氣密性；再分別稱取蔗糖0.5 g代替試樣按上述兩方法分別進(jìn)行空白試驗(yàn)的測(cè)定。保證所得數(shù)據(jù)全部為國(guó)標(biāo)規(guī)定允許范圍內(nèi)，以確保試驗(yàn)研究的有效性及可信度。

2.4 計(jì)算

計(jì)算粗蛋白質(zhì)的含量公式如下：

式中：V——滴定樣品時(shí)所需鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（ml）；

V0——滴定空白時(shí)所需鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（ml）；

m——被測(cè)樣品的質(zhì)量（g）；

c——鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（mol/l）。

3 結(jié)果分析

3.1 不同方法對(duì)不同樣品的消化時(shí)間影響（見表1）

表1 不同樣品不同方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表1得知，混合催化劑減半另加2 ml的30%H2O2的消化時(shí)間較全量混合催化劑消化所需的時(shí)間短，時(shí)間大概縮短一半，由于時(shí)間基數(shù)很大（5 h左右），所以用改進(jìn)法提高的實(shí)驗(yàn)效率很可觀。

3.2 不同催化劑對(duì)不同樣品蛋白質(zhì)測(cè)定的影響（見表2）

筆者在實(shí)驗(yàn)中采用的滴定鹽酸為0.05 mol/l濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，相對(duì)于國(guó)標(biāo)中所要求的0.1 mol/l的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定濃度，作為新方法的嘗試和探索研究，所得數(shù)據(jù)更加精確可信，誤差小更具說(shuō)服力。根據(jù)表2得知，兩種方法測(cè)定牙鲆飼料粗蛋白含量結(jié)果的相對(duì)偏差均在1%以內(nèi)，豬飼料的結(jié)果相對(duì)偏差均在2%以內(nèi)，符合國(guó)標(biāo)GB/T 6432—94中的允許相對(duì)偏差規(guī)定范圍（當(dāng)粗蛋白含量在25%以上時(shí)，允許相對(duì)偏差為1%，當(dāng)粗蛋白含量在10%～25%時(shí)，允許相對(duì)偏差為2%），說(shuō)明檢測(cè)所得數(shù)據(jù)具有一定的準(zhǔn)確性及可靠性，并且所得數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)方差檢驗(yàn)，差別不顯著，故亦可作為粗蛋白檢測(cè)結(jié)果。

表2 不同方法對(duì)不同樣品粗蛋白測(cè)定結(jié)果的影響（%）

3.3 不同方法對(duì)消化效率的影響（見表3）

H2O2中標(biāo)準(zhǔn)電極電位比O2高，所以H2O2具有比氧氣更強(qiáng)的氧化能力，因此在消解過(guò)程中加入H2O2，能夠起到加速氧化的作用，使有機(jī)物迅速分解。

根據(jù)表3得知，加入雙氧水作為催化劑的方法消解樣品時(shí)間較僅用混合催化劑消解時(shí)間縮短一半，而結(jié)果均在可信范圍內(nèi)，符合數(shù)據(jù)要求。由于每個(gè)樣品的消解時(shí)間都縮短了近2.5 h左右，大大節(jié)省了資源，降低了成本投入，提高了檢測(cè)效率，能夠更快速及時(shí)準(zhǔn)確的為送檢客戶服務(wù)。

表3 不同方法對(duì)消化效率的影響

筆者同時(shí)也做了催化劑全部為10 ml 30%H2O2的對(duì)比試驗(yàn)，但由于消化裝置較簡(jiǎn)易，遇熱催化劑揮發(fā)很快，導(dǎo)致試驗(yàn)經(jīng)歷消解階段超過(guò)5 h未變色，反而影響消化速率，延長(zhǎng)了消化時(shí)間，大大消耗了電力投入，浪費(fèi)了資源。基于安全性，可操作性，便捷性以及高效性，選擇2 ml雙氧水加半量混合催化劑作為樣品消解手段是最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)方法。

S816.17

A

1001-991X（2011）09-0048-02

馬丹，農(nóng)業(yè)部漁業(yè)環(huán)境及水產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（天津），300211，天津市河西區(qū)解放南路442號(hào)。

2011-02-28

若干篇刊略，需者可函索）

（編輯：劉敏躍，lm-y@tom.com）