范桂芝
云南省昭通市畜牧獸醫(yī)技術(shù)推廣站,云南昭通 657000
蛋白質(zhì)是動物新陳代謝、生長繁殖等生理活動必不可少的一種營養(yǎng)物質(zhì),是動物重要的營養(yǎng)源之一,對于體組織、器官和細(xì)胞的形成、修補、增生,胎兒的形成,以及酶類和激素功能的實現(xiàn)都是不可缺少的;其作用是其他營養(yǎng)物質(zhì)不可替代的;其成本占飼料成本的45%左右。粗蛋白是飼料營養(yǎng)成分中的一個主要營養(yǎng)指標(biāo),也是評價飼料營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)之一,是飼料中含氮物質(zhì)的總稱,包括純蛋白質(zhì)和氨化物(非蛋白質(zhì)含氮物質(zhì),如氨基酸、尿素等)。因此,飼料粗蛋白測定在飼料檢測中占據(jù)了非常重要的位置。目前生產(chǎn)中常用的檢測飼料粗蛋白的方法有國標(biāo)法、凱氏定氮法、強堿直接蒸餾法、雙氧水法、雙縮脲法等。其中,在使用國標(biāo)法測定飼料粗蛋白時,由于操作方法和實驗儀器的原因,樣本經(jīng)消化、蒸餾、滴定諸道工序,易產(chǎn)生誤差。本文以GB/T6432-1994為準(zhǔn),總結(jié)在多年的飼料粗蛋白檢測操作實踐中積累的經(jīng)驗,參閱相關(guān)資料,提出了飼料粗蛋白測定應(yīng)注意的四個關(guān)鍵環(huán)節(jié),供大家參考。
飼料粗蛋白測定的稱樣與其他項目測定稱樣有所不同,其他項目測定可直接稱樣,而粗蛋白測定的稱樣由于凱氏定氮管(即消化管)較長,只能采取減量稱樣法。
即首先要在天平托盤上放一稱樣皿,再將需要取的樣品放入稱樣皿中,然后將天平除零后采用減量法取樣。
為保證稱樣準(zhǔn)確,在取樣過程中要注意細(xì)節(jié)。例如,取出樣品時應(yīng)該讓樣品緊貼樣品勺,避免取出的樣品灑落。每稱完一個樣品后,都應(yīng)該用定量濾紙擦拭干凈取樣勺,以免影響下一個樣品取樣。
取樣時應(yīng)使用干燥的消化管,潮濕的消化管容易弄潮取樣勺,既可能帶出剛放入的樣品,又可能影響下一次樣品取樣,導(dǎo)致取樣不準(zhǔn)確。另外,取樣時最好使用比較輕巧的長把取樣勺將樣品直接送到消化管底部。最后,取出的樣品放入消化管時,盡可能不沾管壁,以免造成樣品消化不完全。
試樣的用量可根據(jù)具體情況而定,標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定為0.5~1.0 g。該用量是針對濃縮料、配合飼料、魚粉、豆粕等蛋白含量較高的樣品而定的,但對于蛋白含量比較低的樣品,如稻谷、玉米等可適當(dāng)增加到2~3 g,否則,滴定時鹽酸的消耗量只有1~2 mL,會增加讀數(shù)和測定的誤差。
樣品消化前需加入硫酸銅-硫酸鉀(或硫酸鈉)混合催化劑,其目的是提高消化溫度。除硫酸銅外,常用的催化劑還有汞、氧化汞、硒粉、還原鐵或上述物質(zhì)的混合物。催化劑的選擇要根據(jù)樣品的特性而定,對于一般的配合飼料樣品、濃縮飼料樣品等的消化,用硫酸銅作催化劑(在蒸餾氨時可作為堿性反應(yīng)的指示劑),使用強熱源即可;對于難消化物質(zhì)的樣品,硫酸銅催化效果不如汞,測得粗蛋白質(zhì)含量偏低;對于富含脂肪或消化過程中易發(fā)泡的樣品,可在消化前添加少量氧化劑,如過氧化氫。添加氧化劑可幫助有機質(zhì)消化,一般不用高錳酸鉀和次氯酸作氧化劑,因為氧化性較強的氧化劑會使氨氧化為氮氣而損失。
混合催化劑的用量稍多一點不影響檢測結(jié)果,但若過多(即硫酸鉀的用量過大),會導(dǎo)致消化溫度太高。這樣,在消化過程中,隨著硫酸的分解和水分的蒸發(fā),硫酸鉀的濃度將逐漸增大,會加速有機物的分解,生成的硫酸銨會分解出氨而使測定結(jié)果偏低。另外,消化液加水后,樣液容易凝結(jié)成固體,蒸餾時需較長時間溶解,稍不注意,蒸餾不徹底會導(dǎo)致檢測結(jié)果偏低。
硫酸的用量,要根據(jù)樣品的取樣量來確定,如果取2~3 g樣,則需25 mL硫酸。對于含鹽量高的樣品,如某些劣質(zhì)魚粉、肉骨粉之類,需相應(yīng)增加硫酸用量,因為NaCl+H2SO4→HCl↑,加熱后HCl會揮發(fā)。
樣品與催化劑混勻后再加入純硫酸,加硫酸的同時應(yīng)不斷搖晃消化管底部,盡量使樣品、催化劑和硫酸充分混溶,以免消化時燒焦未溶樣品而影響檢測結(jié)果。
樣液消化時按國標(biāo)GB/T6432-1994仲裁法要求是開始使用小火,待泡沫消失、樣液焦化后再升溫至380~410℃。但筆者通過反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn),小火同樣會使樣液膨脹沾于消化管壁,因為溫度低,形成的蒸汽回流不足以使沾于管壁的樣液回流到管底,即使手工振搖消化管也很難將管壁上的樣液全部回流到管底,而且這種逐步升溫的方法需要時間較長,待樣液變藍綠色需要2~3 h。而使用國標(biāo)GB/T6432-1994推薦法,一次性設(shè)置溫度至420℃,只需半小時左右即可使樣液變藍綠色,而且樣液回流較徹底,偶有個別發(fā)生沾壁,手工回流大多能辦到。但如果樣品用量大,硫酸用量相應(yīng)增加,樣液就多,消化時則需要適當(dāng)控制溫度。通過反復(fù)的試驗比對發(fā)現(xiàn),一次性設(shè)置溫度至400℃左右的方法對檢測結(jié)果并無影響。
在此需特別提醒,無論采用何種方法消化樣液,手工回流時必須注意安全,不能劇烈搖晃,更不能用水沖洗管壁(切忌);搖晃時要將管口朝向無人處,以免燙傷自己或他人。如出現(xiàn)固體物無法回流的,該樣品必須重做,否則將會因消化不徹底而不同程度影響檢測結(jié)果。
蒸餾是將硫酸消化過的樣液加入足夠的強堿,在加熱的情況下生成氨氣,同時用足夠的硼酸將氨氣吸收的過程。蒸餾過程的操作較復(fù)雜,特別對于初學(xué)者來說應(yīng)特別注意以下幾點。
在空蒸前必需先打開冷凝水??照羰怯每障芟日麴s10 min,目的是清洗管路和檢查蒸餾器各管路是否密閉及蒸餾功能是否正常,特別要注意蒸餾管接口是否緊密,否則產(chǎn)生的氨氣逸出將直接影響檢測結(jié)果。必要時需進行蒸餾步驟的檢驗,即準(zhǔn)確稱取0.2 g硫酸銨代替試樣,按蒸餾樣液時的步驟進行操作,測得硫酸銨含氮量應(yīng)為21.19%±0.20%,否則應(yīng)檢查加堿、蒸餾和滴定各步驟是否正確。
檢查空蒸正常后,打開排廢液閥才能插接盛有樣液的蒸餾管,否則會發(fā)生回吸現(xiàn)象,管內(nèi)氣壓會將大量樣液壓入廢液管內(nèi),導(dǎo)致該樣品檢測徹底失敗。開始蒸餾的同時必須關(guān)閉排廢液閥,否則氨氣會從廢液管逸出,直接影響檢測結(jié)果。
蒸餾時電流應(yīng)穩(wěn)定在4~5 A,如距此范圍不大,通過鍋爐加水閥調(diào)整即可。
如電流過高,會使樣液上沖噴入其他管道,造成樣液損失而影響檢測結(jié)果??稍谡麴s的同時打開鍋爐排水閥,待電流降至4~5 A后,關(guān)閉鍋爐排水閥,再通過鍋爐加水閥調(diào)整電流至4~5 A。
如電流過低,會導(dǎo)致蒸餾不徹底而影響檢測結(jié)果??稍谡麴s的同時關(guān)閉鍋爐電源開關(guān),觀察鍋爐進水后再打開鍋爐開關(guān),然后通過鍋爐加水閥調(diào)整電流至4~5 A。
滴定是飼料粗蛋白測定操作的最后一步,影響滴定結(jié)果的因素主要有以下幾個方面。
標(biāo)準(zhǔn)滴定液標(biāo)定的準(zhǔn)確性直接影響檢測結(jié)果,因此滴定液標(biāo)定必須嚴(yán)格按照國標(biāo)要求進行。在基準(zhǔn)稱量準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上,滴定時為減少滴定誤差,8個平行樣加熱前顏色應(yīng)一致,加熱后鹽酸消耗最好不超過一滴。
滴定讀數(shù)的準(zhǔn)確度也直接影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度。滴定時讀數(shù)不準(zhǔn)、誤讀、滴定液灑漏或滴定管中有氣泡都將不同程度地影響檢測結(jié)果。因此滴定前要排出滴定管中所有氣泡,并把握好活塞松緊度,防止滴定液灑漏。
實驗室工作是一項科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、耐心細(xì)致的工作,一個樣品,要得到準(zhǔn)確的檢測結(jié)果,從樣品采集、粉碎磨樣到最后結(jié)果計算都需要處處小心、時時注意。實驗室任何項目及指標(biāo)的測定都有其關(guān)鍵環(huán)節(jié),飼料粗蛋白檢測也是如此,關(guān)鍵是需要操作者在檢測操作實踐中一絲不茍、用心體會、認(rèn)真把握、力求精益求精。只有通過不斷的歸納總結(jié),才能逐步提高自身的檢測操作技能和工作效率。