付京花 唐雪蓮

動(dòng)物飼料中皮革蛋白粉的應(yīng)用與檢測(cè)

付京花 唐雪蓮

添加三聚氰胺提高蛋白含量的方法曝光后，皮革蛋白粉又被報(bào)導(dǎo)作為替代產(chǎn)品用于飼料及牛奶中。皮革蛋白粉是對(duì)鉻鞣皮革下腳料的開發(fā)利用，是非常規(guī)動(dòng)物蛋白源，被禁止在人類等高等動(dòng)物食品中使用，在飼料中適量添加可以替代部分魚粉用于節(jié)省飼養(yǎng)成本。但是過量添加將導(dǎo)致動(dòng)物出現(xiàn)中毒癥狀，進(jìn)而危害到人類的健康，因此其用量必須進(jìn)行嚴(yán)格控制。與三聚氰胺不同，由于皮革蛋白粉本身就是蛋白質(zhì)，因此其檢測(cè)和追蹤比較困難。文章綜述了皮革蛋白粉的特點(diǎn)及應(yīng)用中存在的問題，并就幾種檢測(cè)方法進(jìn)行總結(jié)，以期為飼料中皮革蛋白粉過量添加的檢測(cè)及合理利用提供參考。

食品；飼料；皮革蛋白粉；檢測(cè)

皮革蛋白粉是以制革工業(yè)下腳料（鉻革渣）為原料，經(jīng)水解與脫鉻及熟化、干燥和粉碎等工藝加工而成的一種高蛋白飼料，其粗蛋白含量高達(dá)80%以上，而且各種必需氨基酸也比較豐富[1-2]。在魚粉等優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料短缺的情況下，合理利用皮革蛋白粉可以在一定程度上滿足養(yǎng)殖過程中魚類及禽畜類對(duì)蛋白質(zhì)的需求，因此皮革蛋白粉通常作為添加劑被添加到飼料中，用于增加蛋白含量，并廣泛應(yīng)用于畜牧和魚類養(yǎng)殖中。

經(jīng)染色拋光的皮革邊角料含有約1%的重鉻酸鉀，因此使用前必須經(jīng)酸解、中和等方法進(jìn)行脫毒處理以使其達(dá)到國(guó)家規(guī)定的安全性指標(biāo)[2]。由于皮革蛋白粉在蛋白質(zhì)含量方面類似于魚粉，而價(jià)格則遠(yuǎn)為低廉，出于經(jīng)濟(jì)利益的誘惑，皮革蛋白粉在飼料中往往被過量添加，由此導(dǎo)致飼養(yǎng)動(dòng)物體內(nèi)鉻累積、鉻傷害等問題的發(fā)生。另一方面，由于皮革蛋白粉的蛋白質(zhì)為天然蛋白質(zhì)，在添加和使用中更具有隱蔽性，為調(diào)查和監(jiān)控該添加劑的濫用增加了難度。

20世紀(jì)90年代，我國(guó)飼料工業(yè)發(fā)展迅速，飼料資源尤其是蛋白質(zhì)資源緊張，開發(fā)新的蛋白質(zhì)飼料成為當(dāng)務(wù)之急，因此關(guān)于皮革蛋白粉加工工藝及在動(dòng)物飼料中的應(yīng)用報(bào)導(dǎo)較多[2-8]，自2000年以后報(bào)導(dǎo)相對(duì)少得多。最近在牛奶和飼料中過量添加皮革蛋白粉以提高蛋白質(zhì)含量的事件提醒我們，關(guān)注飼料和食品安全是一項(xiàng)長(zhǎng)期的任務(wù)。本文就皮革蛋白粉的特點(diǎn)及檢測(cè)方法進(jìn)行綜述，以期為該蛋白粉的監(jiān)控和有效利用提供參考。

1 皮革蛋白粉來(lái)源及制備方法

皮革蛋白粉原料的來(lái)源有兩種，皮革工業(yè)的下腳料（包括鞣制前的皮屑、皮革渣、皮革屑和皮革廢料等）和制革廠排放前的鞣前廢水[7]。

皮革工業(yè)下腳料中的蛋白質(zhì)以膠原蛋白為主，其中鉻主要以Cr2O3形式存在，約占3%～6%，與膠原蛋白活性基團(tuán)緊密結(jié)合。因此皮革蛋白粉制作初期通常是首先經(jīng)堿水解破壞交聯(lián)鍵，使鉻與蛋白分離，同時(shí)將膠原蛋白解旋，形成可被動(dòng)物消化吸收的多肽及復(fù)合氨基酸形式[5,8]。通過堿水解后，使鉻離子沉淀，調(diào)節(jié)pH值后通過過濾回收水解液中的蛋白質(zhì)溶液，然后進(jìn)行干燥、粉碎獲得皮革蛋白粉。鞣前廢水中蛋白質(zhì)的回收方法則是利用了其等電點(diǎn)，通過pH值調(diào)節(jié)使蛋白質(zhì)分離析出[7]。

通過上述常規(guī)分離制備方法可以看出，皮革蛋白粉中鉻離子主要是以水解后沉淀過濾的方式去除的，因此在粗提的蛋白粉中鉻離子含量往往很高，可以達(dá)到654 mg/kg[3]，甚至更高，即使按2%添加到飼料中，其鉻含量也已超過國(guó)家規(guī)定的10 mg/kg（GB13078—2001飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)）。因此必須在后期對(duì)上述產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)一步脫毒處理。目前脫毒措施主要是通過酸解、中和的方法進(jìn)行。酸解的試劑主要為磷酸或硫酸，雖然磷酸中和的效果要好于硫酸，但是磷酸成本較高，硫酸成本較低[2]，因此工業(yè)生產(chǎn)中多用硫酸將三價(jià)鉻轉(zhuǎn)化成Cr（OH）SO4，然后再通過分離純化達(dá)到脫毒的目的[9]。

值得注意的是，脫鉻率的提高意味著生產(chǎn)成本的提高。而且不同企業(yè)生產(chǎn)工藝和流程不同，在皮革蛋白粉粗提過程中脫鉻率并不一致，部分蛋白粉含鉻量往往較高。因此，皮革蛋白粉生產(chǎn)廠家是否正規(guī)，操作流程是否規(guī)范直接關(guān)系到皮革蛋白粉終產(chǎn)品的質(zhì)量。不同來(lái)源的皮革蛋白粉在應(yīng)用前應(yīng)進(jìn)行含鉻量測(cè)定及飼喂預(yù)實(shí)驗(yàn)。

2 皮革蛋白粉在養(yǎng)殖中的應(yīng)用

皮革蛋白粉的市場(chǎng)價(jià)格不及等量魚粉的1/2，因此通過在飼料中添加適量蛋白粉替代魚粉仍然不失為一種廢物利用、節(jié)約成本的措施。飼料中添加適量的鉻能促進(jìn)動(dòng)物體內(nèi)脂類代謝調(diào)節(jié),提高瘦肉率和產(chǎn)仔性能以及動(dòng)物抗應(yīng)激反應(yīng)[10]。但過量的鉻又會(huì)對(duì)人和動(dòng)物產(chǎn)生危害作用，包括魚類和雞的爛鰓、炎癥及出血性腸炎等，進(jìn)而危害到人類的健康，因此應(yīng)用量必須進(jìn)行嚴(yán)格控制[11]。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“GB 13078—91”規(guī)定飼料中鉻的指標(biāo)為20 mg/kg；而新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“GB 13078—2001”則將這一指標(biāo)進(jìn)一步降低到10 mg/kg以下（包含10 mg/kg），可見皮革蛋白粉在飼料中的應(yīng)用受到進(jìn)一步限制。

皮革蛋白粉在我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)中應(yīng)用廣泛，目前已經(jīng)報(bào)道的包括育肥豬（仔豬）[1,3,9,12]、蛋雞[13-14]和魚類[15]等。黃國(guó)發(fā)等[1]通過采用5%皮革蛋白粉代替生長(zhǎng)豬日糧中的魚粉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，表明通過添加蛋白粉每增重1 kg情況下最高可節(jié)省飼料費(fèi)用為9.2%，雖然如此，在添加5%皮革蛋白粉的實(shí)驗(yàn)組中個(gè)別仔豬出現(xiàn)稀糞便現(xiàn)象。由此建議仔豬日糧中添加量不宜超過4%，選用的皮革蛋白粉應(yīng)由專業(yè)生產(chǎn)廠家提供。張修全等[3]對(duì)產(chǎn)蛋雞的皮革蛋白粉飼喂研究表明，當(dāng)皮革蛋白粉鉻含量高于294 mg/kg時(shí)會(huì)引起產(chǎn)蛋率下降、蛋重減輕的現(xiàn)象；建議將日糧的常鉻皮渣用量控制在4%以內(nèi)。趙玉蓉等[15]研究了飼料中皮革蛋白粉含量對(duì)草魚的影響，結(jié)果表明，當(dāng)皮革蛋白粉在飼料中對(duì)魚粉的替代率低于33%對(duì)草魚的生長(zhǎng)及飼料效率沒有顯著影響,與對(duì)照相比差異不顯著；替代率超過50%（相當(dāng)于添加量為2%～3%）則會(huì)抑制草魚的生長(zhǎng)，出現(xiàn)生長(zhǎng)速率減慢，飼料效率及蛋白質(zhì)效率下降等現(xiàn)象。

目前在飼料中添加皮革蛋白粉的飼喂結(jié)果并不統(tǒng)一。部分結(jié)果認(rèn)為在飼料中的添加量不能超過5%[1]，否則會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)抑制和致病現(xiàn)象[14-15]；而另一些研究則認(rèn)為可以替換魚粉量達(dá)到50%甚至100%[8]。由于制作工藝和流程的不同，不同生產(chǎn)廠家的皮革蛋白粉在鉻含量方面相差非常大，例如有的產(chǎn)品鉻含量高達(dá)654 mg/kg[3]，而有的鉻含量則僅5.29 mg/kg[6]。在不同實(shí)驗(yàn)中采用的皮革蛋白粉不同，導(dǎo)致飼料中鉻含量的差異，可能是造成結(jié)論差異的原因之一。另外，飼喂對(duì)象種類、年齡和環(huán)境的不同，可能也導(dǎo)致對(duì)鉻不同的耐受性問題。因此如果要進(jìn)一步開發(fā)和合理利用皮革蛋白粉，在相關(guān)的飼喂條件下必須對(duì)其中鉻含量及其添加到飼料中以后含量的變化進(jìn)行更加明確的跟蹤。

3 飼料中皮革蛋白粉的檢測(cè)

由于皮革蛋白粉的價(jià)格遠(yuǎn)低于魚粉，而且其主要成分為天然蛋白質(zhì)，因此作為添加劑即使過量使用或者當(dāng)飼料中魚粉被大量皮革蛋白粉替代時(shí)也無(wú)法直接檢測(cè)，其使用具有一定的隱蔽性。目前對(duì)皮革蛋白粉的檢測(cè)手段主要是通過對(duì)其中三價(jià)鉻的紫外分光光度法測(cè)定來(lái)確定的，測(cè)定方法包括國(guó)標(biāo)法及各種改良方法。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法（GB13088—91）首先通過高錳酸鉀對(duì)三價(jià)鉻進(jìn)行氧化形成六價(jià)鉻，然后與二苯卡巴肼（二苯胺基脲）反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物在紫外分光光度計(jì)上進(jìn)行測(cè)定。其不僅操作比較繁瑣，而且存在氧化不完全的問題[16]。對(duì)國(guó)標(biāo)法的改進(jìn)包括二甲酚橙光度法直接測(cè)定皮革蛋白粉中微量三價(jià)鉻，縮短了分析時(shí)間。將皮革蛋白粉與二甲酚橙在pH值為4.5～5.0的HAc-NaAc緩沖液中煮沸20～30 min后，可以形成紫紅色螯合物，對(duì)542 nm波長(zhǎng)具有良好的吸光度值[17]。皮革蛋白粉中的六價(jià)鉻也可以利用紫外分光光度法進(jìn)行測(cè)定。鉻元素存在0、+2、+3和+6幾個(gè)價(jià)位，通過重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)曲線可以計(jì)算出樣品中六價(jià)鉻的含量[18]。此外，通過原子吸收分光光度法也可以測(cè)定樣品中鉻的含量[16]。近期出臺(tái)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法對(duì)飼料中鉻的測(cè)定做了較大改動(dòng)，規(guī)定了用原子吸收光譜儀和分光光度計(jì)測(cè)定飼料中鉻含量的兩種方法，前者最低檢出限為0.005 μg/kg，后者最低檢出限為150 μg/kg（GB13088—2006），檢測(cè)閾值已趨痕量。

無(wú)論是國(guó)標(biāo)法還是改進(jìn)的檢測(cè)方法均需要較多的前期處理步驟及特殊儀器，操作都比較繁瑣。其檢測(cè)方法和結(jié)果作為判定標(biāo)準(zhǔn)是非常有效的，但是無(wú)法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)檢測(cè)。

4 前景與展望

三聚氰胺用于提高蛋白含量的違規(guī)添加劑被曝光以后，最近皮革蛋白粉又被曝光在飼料和食品中過量添加。由于皮革蛋白粉在近幾年報(bào)導(dǎo)的相對(duì)較少，相關(guān)文獻(xiàn)較少并且多集中在90年代前期的應(yīng)用方面，而對(duì)其在飼料中過量添加及危害未給予足夠的重視。這與當(dāng)時(shí)養(yǎng)殖業(yè)急劇發(fā)展，蛋白飼料相對(duì)短缺有關(guān)。

目前在三聚氰胺分析工作中已經(jīng)開發(fā)出了可以通過食品顏色變化而快速確認(rèn)該食品是否含有三聚氰胺的試劑和試劑盒。而養(yǎng)殖飼料中鉻的檢測(cè)尚沒有簡(jiǎn)單快速的方法，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)飼料樣品的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。開發(fā)以國(guó)家規(guī)定的鉻含量為閾值的快速簡(jiǎn)便的實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，以及可以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品中鉻含量進(jìn)行定性定量分析的、簡(jiǎn)便易攜帶的試紙或試劑盒等，無(wú)疑是今后皮革蛋白粉檢測(cè)的重要發(fā)展方向，并且也將具有良好的市場(chǎng)前景。

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The application and detection of leather protein powder in animal feed

Fu Jinghua,Tang Xuelian

adding melamine to improve protein content coming to light,the leather protein powder has been reported as an alternative product for feed and milk.Leather protein powder,a byproduct of chrome tanned leather is non-conventional animal protein sources,are prohibited in humans and other higher animals.Moderate Moderate used in animal feed can replace part of fishmeal to save feed costs.But too much adding will lead to symptoms of poisoning animals,thereby endangering human health,so its use must be strictly controlled.Different from melamine,leather is a protein powder protein,so the detection and tracking is more difficult.This paper summarized the characteristics of the leather protein powder,problems in applications,and several detection methods.

food；feed；leather protein powder；detection

S816.17

A

1001-991X（2011）07-0060-03

付京花，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，博士，講師，510642，廣州市天河區(qū)五山路483號(hào)。

唐雪蓮（通訊作者），單位及通訊地址同第一作者。

2011-02-28

（編輯：劉敏躍，lm-y@tom.com）