馬 丹

測定飼料粗蛋白改進方法的研究

馬 丹

文章對飼料粗蛋白的檢測方法進行了改進，加入雙氧水作為消解催化劑，并且針對不同粗蛋白含量的樣品同時做了國標(biāo)方法和改進方法的對比試驗。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方法能夠大大的提高效率，減少投入成本，節(jié)約資源，檢測結(jié)果亦準確可信。

飼料；粗蛋白檢測；改進方法

粗蛋白是飼料檢測中的重要指標(biāo)，是判定飼料是否達標(biāo)的首要營養(yǎng)指標(biāo)，無論是飼料商還是養(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，養(yǎng)殖戶又怕因為使用的飼料營養(yǎng)不夠而減收，因此，粗蛋白的測定數(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)的迅速性是檢測中心的職責(zé)所在。測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、全自動定氮儀測定。定氮儀設(shè)備價格昂貴，實驗過程中使用濃酸、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)異常的話無法對原消煮液重復(fù)蒸餾。半微量蒸餾凱氏定氮法作為仲裁法，是絕大多數(shù)檢測中心的首選測定飼料粗蛋白方法，但其前期消化時間消耗較長，約占到整個檢測時間的80%，對于特殊情況下緊急需求檢測結(jié)果的商家或者養(yǎng)殖戶來說，是非常不便捷的，所以，如何能夠加速前處理過程并且同時保持數(shù)據(jù)的準確性是飼料粗蛋白檢測需要改進的首要問題。本文通過改進消解催化劑并進行對比試驗，來探討測定飼料粗蛋白含量的準確性和高效性。

1 實驗材料

1.1 儀器設(shè)備

微型高速萬能式樣粉碎機（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個結(jié)晶水（化學(xué)純）與 6.0 g硫酸鉀（化學(xué)純）混勻；30%的過氧化氫溶液（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)準溶液；蔗糖（分析純）；干燥的硫酸銨（分析純）。

2 實驗步驟

2.1 取樣

飼料樣品需粉碎后全部通過40目（0.45 mm）分樣篩，為了得到平衡性較強的數(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 實驗方法

2.2.1 國標(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）上加一個小漏斗作為回流簡易裝置，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綠色為止，待冷卻至室溫，同時做空白實驗。

2.2.2 改進法（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內(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{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)準鹽酸溶液滴定。

2.3.3 蒸餾檢驗及空白實驗

稱取0.200 0 g硫酸銨代替樣品消化液進行實驗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行空白試驗的測定。保證所得數(shù)據(jù)全部為國標(biāo)規(guī)定允許范圍內(nèi)，以確保試驗研究的有效性及可信度。

2.4 計算

計算粗蛋白質(zhì)的含量公式如下：

式中：V——滴定樣品時所需鹽酸標(biāo)準溶液的體積（ml）；

V0——滴定空白時所需鹽酸標(biāo)準溶液的體積（ml）；

m——被測樣品的質(zhì)量（g）；

c——鹽酸標(biāo)準溶液的濃度（mol/l）。

3 結(jié)果分析

3.1 不同方法對不同樣品的消化時間影響（見表1）

表1 不同樣品不同方法實驗結(jié)果

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

3.2 不同催化劑對不同樣品蛋白質(zhì)測定的影響（見表2）

筆者在實驗中采用的滴定鹽酸為0.05 mol/l濃度的標(biāo)準溶液，相對于國標(biāo)中所要求的0.1 mol/l的標(biāo)準溶液滴定濃度，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，誤差小更具說服力。根據(jù)表2得知，兩種方法測定牙鲆飼料粗蛋白含量結(jié)果的相對偏差均在1%以內(nèi)，豬飼料的結(jié)果相對偏差均在2%以內(nèi)，符合國標(biāo)GB/T 6432—94中的允許相對偏差規(guī)定范圍（當(dāng)粗蛋白含量在25%以上時，允許相對偏差為1%，當(dāng)粗蛋白含量在10%～25%時，允許相對偏差為2%），說明檢測所得數(shù)據(jù)具有一定的準確性及可靠性，并且所得數(shù)據(jù)經(jīng)過方差檢驗，差別不顯著，故亦可作為粗蛋白檢測結(jié)果。

表2 不同方法對不同樣品粗蛋白測定結(jié)果的影響（%）

3.3 不同方法對消化效率的影響（見表3）

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

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間較僅用混合催化劑消解時間縮短一半，而結(jié)果均在可信范圍內(nèi)，符合數(shù)據(jù)要求。由于每個樣品的消解時間都縮短了近2.5 h左右，大大節(jié)省了資源，降低了成本投入，提高了檢測效率，能夠更快速及時準確的為送檢客戶服務(wù)。

表3 不同方法對消化效率的影響

筆者同時也做了催化劑全部為10 ml 30%H2O2的對比試驗，但由于消化裝置較簡易，遇熱催化劑揮發(fā)很快，導(dǎo)致試驗經(jīng)歷消解階段超過5 h未變色，反而影響消化速率，延長了消化時間，大大消耗了電力投入，浪費了資源?；诎踩?，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)的實驗方法。

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)督檢驗測試中心（天津），300211，天津市河西區(qū)解放南路442號。

2011-02-28

若干篇刊略，需者可函索）

（編輯：劉敏躍，lm-y@tom.com）