劉珊珊， 黎 靜*， 劉木華， 林思寒， 張 俊

（1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，江西南昌 330045；2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，江西南昌 330045）

飼料中銅和鋅的檢測(cè)方法研究進(jìn)展

劉珊珊1， 黎 靜1*， 劉木華1， 林思寒1， 張 俊2

（1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，江西南昌 330045；2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，江西南昌 330045）

飼料檢測(cè)是保障飼料安全的重要技術(shù)手段，本文對(duì)飼料中銅和鋅的檢測(cè)技術(shù)和方法（原子吸收光譜法、分光光度法、電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法、電感耦合等離子體-質(zhì)譜分析法、激光誘導(dǎo)擊穿光譜）進(jìn)行了綜述，分析了各檢測(cè)方法的特點(diǎn)以及研究進(jìn)展情況，并對(duì)飼料中銅和鋅檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

微量元素；飼料；檢測(cè)方法

微量元素是動(dòng)物機(jī)體生長(zhǎng)過(guò)程中重要的營(yíng)養(yǎng)成分，它影響并決定著生物體內(nèi)許多代謝活動(dòng)（王慧等，2015；高祝蘭，2006）。日糧中銅、鋅不足或者缺乏，會(huì)影響仔豬的食欲、體質(zhì)、生產(chǎn)性能和健康狀況等（董志巖等，1999）。研究表明，高銅鋅飼料可以提高仔豬的增重，在一定程度上增加仔豬的生長(zhǎng)速度，避免腹瀉的發(fā)生（van der Aar P和金立志，2013）。動(dòng)物飼料中過(guò)量銅會(huì)蓄積在動(dòng)物肝臟等組織中引發(fā)銅中毒，最終導(dǎo)致肝臟和腎臟損傷并致死；而鋅過(guò)量則會(huì)引發(fā)食欲減退、發(fā)育不良、貧血、關(guān)節(jié)腫大、胃腸炎等鋅中毒癥狀。并且畜禽飼喂銅鋅超標(biāo)日糧后，其肝臟、畜禽肉等食品中銅鋅含量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，畜產(chǎn)品品質(zhì)降低遭遇貿(mào)易壁壘，人類食用后還會(huì)在肝、腎、腦等組織中積累，危害人體健康。此外，有研究表明，若豬飼料中硫酸銅添加量達(dá)250 mg/kg，氧化鋅達(dá)2500mg/kg時(shí)，則有95%以上的銅鋅未被生豬吸收，這些銅鋅大部分隨著糞便排出體外，對(duì)水和土壤造成嚴(yán)重污染，這種環(huán)境污染很難逆轉(zhuǎn)修復(fù)且對(duì)整個(gè)生態(tài)鏈都將產(chǎn)生巨大危害 （柏云江，2010；王建輝和康琳，2003）。

飼料的安全與否影響著人類健康和生活環(huán)境，為了保證人類生存環(huán)境的健康和可持續(xù)發(fā)展，必須采取有效的控制和管理措施，以減少飼料的危害。為了更好地控制飼料中銅和鋅的含量，本文將對(duì)飼料中銅和鋅的檢測(cè)方法進(jìn)行綜述。

1 銅和鋅的檢測(cè)方法

1.1 原子吸收光譜法 原子吸收光譜法（AAS）又稱原子吸收分光光度法，是一種儀器分析方法，用于確定樣品中元素的含量，在氣相中測(cè)定元素的基態(tài)原子的吸收強(qiáng)度。原子吸收光譜法是檢測(cè)動(dòng)物飼料中鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉和鋅含量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，國(guó)標(biāo)方法中關(guān)于樣品的前處理方法采用干灰化法，銅和鋅的檢測(cè)限是5mg/kg。它是測(cè)定痕量和超痕量元素的有效方法，具有靈敏度高、干擾少、選擇性好、操作簡(jiǎn)便、快速準(zhǔn)確、可靠、適用范圍廣、儀器簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可以使整個(gè)操作自動(dòng)化，是近年來(lái)發(fā)展迅速且應(yīng)用較廣泛的一種儀器分析技術(shù)。

原子吸收光譜法中應(yīng)用最為普遍的是火焰原子吸收光譜法，該方法適用于易被原子化的元素的測(cè)定，具有良好的重現(xiàn)性，易于操作，而且對(duì)大部分元素有較高的靈敏度和檢出限 （朱明華，1993）?；鹧嬖踊到y(tǒng)在火焰原子吸收光譜法中起著重要的作用，原子化的效率直接影響到測(cè)量的準(zhǔn)確性和靈敏度（李雯和杜秀月，2003）。霧化裝置、預(yù)混合室和燃燒器三部件組成火焰原子化器。該裝置可將樣品溶液霧化成氣溶膠，與燃料混合，變成火焰，通過(guò)燃燒的燈起到干燥、蒸發(fā)、分解樣品的作用，元素是在基態(tài)的原子完成檢測(cè)。

研究表明，采用火焰原子吸收光譜法測(cè)定飼料中的銅、鐵、鋅、錳含量，具有易操作、快速、高精密度、高回收率等優(yōu)點(diǎn)，且適用于飼料中銅、鐵、鋅、錳含量測(cè)定（商軍等，2003）。張小琴和陸小鳳（2014）、曹洪等（2013）、陳新煥等（2006）均采用微波消解-火焰原子吸收光譜法對(duì)飼料中銅和鋅等微量元素含量進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)對(duì)消解方法的選擇、樣品消解體系的選擇等試驗(yàn)選擇微波消解的最佳條件，從而設(shè)定微波消解程序，而后在動(dòng)物飼料中銅、鋅等微量元素含量測(cè)定中選用了火焰原子吸收光譜法。

當(dāng)前飼料中微量元素的國(guó)標(biāo)檢測(cè)方法采用干灰化-原子吸收光譜法，在樣品前處理時(shí)選用干灰化法，但是干灰化法存在灰化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、回收率較低、待測(cè)元素易揮發(fā)的缺點(diǎn) （梁兆斌和韋衢，2015）。通過(guò)對(duì)比國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法，國(guó)標(biāo)中前處理干灰化需要3 h，而微波消解前處理方法僅需33min（張小琴和陸小鳳，2014），節(jié)省了分析時(shí)間，消解速度大大加快，另外該方法提高了消解效率，減少了氧化劑的用量；同時(shí)由于樣品的消解是在密閉容器中進(jìn)行，可以避免樣品的揮發(fā)，因此微波消解樣品前處理方法已廣泛應(yīng)用于各樣品處理中。可見(jiàn)，微波消解在飼料微量元素檢測(cè)中相對(duì)國(guó)標(biāo)方法具有快速、簡(jiǎn)單、安全、準(zhǔn)確等特點(diǎn)。

1.2 分光光度法 分光光度法是通過(guò)測(cè)定被測(cè)物質(zhì)在特定波長(zhǎng)處或一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)光的吸光度或發(fā)光強(qiáng)度，對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行定量和定性分析的方法。分光光度法和原子吸收光譜法的相同點(diǎn)是兩者待測(cè)樣品均是在光通過(guò)時(shí)通過(guò)對(duì)比樣品對(duì)光的吸收率而得知待測(cè)元素的濃度。不同點(diǎn)包括：（1）分光光度法通常選用可見(jiàn)光和紫外光 （恒定的光源），依據(jù)不同的元素改變相應(yīng)波長(zhǎng)，樣品是由液體狀態(tài)吸收的光；（2）原子吸收光譜法可以選擇相應(yīng)的空心陰極燈，被測(cè)樣品需要經(jīng)過(guò)霧化和火焰原子化器的原子化。廖峰等（2001）采用該法測(cè)定飼料添加劑中銅的含量。工作曲線的線性相關(guān)系數(shù)大于0.999，變異系數(shù)小于5%，樣品的回收率在95%～102%，與國(guó)標(biāo)（GB/T 13885-92）的原子吸收光譜法所測(cè)結(jié)果相吻合，達(dá)到了預(yù)期的試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求。張穗娟等（2009）利用NPBPT-CPB體系分光光度法測(cè)定飼料中的鋅。該方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差≤2.24%，加標(biāo)回收率在96.7%～104.3%，檢出限為 9.8×10-7g/L，用本方法測(cè)定飼料樣品中的鋅，獲得了滿意的結(jié)果?？梢钥闯鲞@個(gè)試驗(yàn)方法具有靈敏度較高、選擇性良好、操作較簡(jiǎn)便、可以排除絕大多數(shù)常見(jiàn)陰陽(yáng)離子的干擾等眾多優(yōu)點(diǎn)。

1.3 電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法 電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）是利用物質(zhì)在被外能激發(fā)后所產(chǎn)生的原子發(fā)射光譜來(lái)進(jìn)行分析的方法。葉少媚等（2015）建立了電感耦合等離子體發(fā)射光譜法檢測(cè)配合飼料中銅和鋅等礦物質(zhì)元素含量。試驗(yàn)選用干灰化法對(duì)樣品進(jìn)行前處理，采用ICP-AES對(duì)消解液進(jìn)行檢測(cè)，驗(yàn)證結(jié)果采用GB/T 13885-2003中的方法。結(jié)果表明，本方法的線性相關(guān)系數(shù)高于0.9990，檢出限為0.002～0.068μg/mL，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于4% （n=7），其測(cè)定結(jié)果與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.16%～3.86%，加標(biāo)回收率為95%。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法具有低檢出限、高精度、基體效應(yīng)小、高準(zhǔn)確度、線性分析范圍廣、多種元素同時(shí)測(cè)定等優(yōu)點(diǎn)。

1.4 電感耦合等離子體-質(zhì)譜分析法 電感耦合等離子體質(zhì)譜法 （ICP-MS）是將ICP的高溫（8000K）電離特性與四極桿質(zhì)譜計(jì)的靈敏快速掃描的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)一種獨(dú)特的接口技術(shù)相結(jié)合而形成一種新型的元素和同位素分析技術(shù)（肖亞兵等，2013）。該方法具有靈敏度高、干擾少和多元素分析等優(yōu)點(diǎn)，可以準(zhǔn)確地分析復(fù)雜基體中的微量元素（楊凡等，2012）。王培龍等（2007）研究了一些因素對(duì)測(cè)量的影響，如譜干擾、基體效應(yīng)和記憶效應(yīng)。在優(yōu)化的條件下，該方法檢出限達(dá)到10-9，線性范圍達(dá)到3個(gè)數(shù)量級(jí)，線性相關(guān)系數(shù)大于0.999。將此方法用于實(shí)際樣品的測(cè)定，各元素在標(biāo)準(zhǔn)品小麥粉中的測(cè)定值和標(biāo)示量具有較好的吻合性，配合飼料中微量元素的回收率在86%～115%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差≤8.2%（n=6）。預(yù)混合飼料中微量元素的含量與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法的測(cè)量值吻合良好。該方法與傳統(tǒng)方法相比，具有簡(jiǎn)單快速、靈敏度高、能夠同時(shí)測(cè)定多種元素的優(yōu)點(diǎn)。

1.5 激光誘導(dǎo)擊穿光譜 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)（LIBS）是通過(guò)利用激光等離子體發(fā)射光譜法對(duì)樣品中各元素的組成成分進(jìn)行定量分析（許洪光，2007）。LIBS是一種頗有技術(shù)前景的分析和測(cè)量技術(shù)（王建偉等，2008），但是該技術(shù)在飼料中銅、鋅等微量元素的研究試驗(yàn)中應(yīng)用并不多。張旭（2013）進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)研究，選用硫酸銅和氯化鎘溶液對(duì)臍橙樣品進(jìn)行浸泡污染處理，獲得含鎘和銅元素污染樣品各52個(gè)，用五點(diǎn)平滑法和中心化法對(duì)LIBS光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，再利用原子吸收分光光度計(jì)對(duì)Cd和Cu元素含量進(jìn)行檢測(cè)，最后，建立了一個(gè)以鎘和銅含量為偏最小二乘法的定量檢測(cè)模型，其中39個(gè)樣本建模，剩13個(gè)樣品進(jìn)行驗(yàn)證模型。結(jié)果顯示，對(duì)于Cd和Cu元素，建模模型的相關(guān)系數(shù)分別為0.9806和0.9926，驗(yàn)證模型的相關(guān)系數(shù)分別為0.9936和0.9911，預(yù)測(cè)檢測(cè)限分別為3～5μg/g和10～13μg/g.

LIBS相比傳統(tǒng)的光譜分析方法，如原子吸收光譜、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜分析法，其突出的優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)對(duì)各種元素進(jìn)行檢測(cè)，且無(wú)需對(duì)樣品預(yù)處理或者僅需簡(jiǎn)單的樣品粉碎等前處理，可滿足實(shí)時(shí)快速（數(shù)秒鐘就可以得出結(jié)果）、靈敏（檢測(cè)限達(dá)到10－6～10－12，固體：10-6～1μg/g，液體：10-6～1μg/mL），無(wú)接觸現(xiàn)場(chǎng)原位探測(cè)的需求（侯冠宇等，2013；李穎，2011）。

綜上所述，LIBS在飼料中銅和鋅元素含量的檢測(cè)的應(yīng)用是可行的 （鄭美蘭等，2014；韓見(jiàn)同，2012；林永增等，2012）。

2 結(jié)論與展望

2.1 飼料中銅、鋅含量超標(biāo)不僅對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害，而且對(duì)環(huán)境將造成嚴(yán)重污染，應(yīng)重視和加強(qiáng)監(jiān)測(cè)工作。如今飼料中銅和鋅等微量元素的檢測(cè)技術(shù)日漸成熟，微波消解-原子吸收光譜法在飼料微量金屬檢測(cè)中具有快速、簡(jiǎn)單、安全、準(zhǔn)確等特點(diǎn)；分光光度法具有儀器比較簡(jiǎn)單、價(jià)格較低廉等優(yōu)點(diǎn)；電感耦合等離子體質(zhì)譜與傳統(tǒng)方法相比，具有簡(jiǎn)單快速、靈敏度高、能夠同時(shí)測(cè)定多種元素的優(yōu)點(diǎn)。

2.2 LIBS方法是農(nóng)產(chǎn)品中銅鋅檢測(cè)的一種先進(jìn)方法，其突出優(yōu)勢(shì)在于可對(duì)多種元素同時(shí)檢測(cè)，且無(wú)需對(duì)樣品預(yù)處理或者僅需簡(jiǎn)單的樣品粉碎等前處理，能滿足實(shí)時(shí)快速，無(wú)需接觸現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。然而該方法在飼料上的檢測(cè)應(yīng)用，目前相關(guān)報(bào)道較少，大量研究工作有待開(kāi)展。

2.3 飼料檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向可主要分為四個(gè)部分：飼料檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將規(guī)范飼料檢測(cè)技術(shù)的使用和應(yīng)用范圍，并且嚴(yán)格規(guī)范在哪些情況下必須使用飼料檢測(cè)技術(shù)對(duì)飼料質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)）、快速檢測(cè)技術(shù)的普遍應(yīng)用（要求飼料檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)效果好、使用裝置便捷、檢測(cè)誤差小、檢測(cè)成分多樣性、檢測(cè)速度快、檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)單以及檢測(cè)成本較低）、飼料檢測(cè)技術(shù)更新速度快（要求飼料檢測(cè)技術(shù)要相應(yīng)的進(jìn)行技術(shù)更新）以及檢測(cè)范圍更廣泛（需要飼料檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)范圍越來(lái)越廣，以檢測(cè)出更多的有害物質(zhì)，從而保證飼料質(zhì)量）等（何芳明，2013）。努力研究出更高效、更方便、更安全的檢測(cè)方法，為保障飼料安全提供了重要技術(shù)手段，為確保人類生活環(huán)境的健康和可持續(xù)發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。

[1]柏云江.銅鋅砷等過(guò)量對(duì)飼料安全的影響及對(duì)策 [J].現(xiàn)代畜牧獸醫(yī)，2010，3∶55～57.

[2]陳新煥，王正良，熊芳，等.微波消解-火焰原子吸收光譜法測(cè)定飼料中鐵銅錳鋅[J].理化檢驗(yàn)∶化學(xué)分冊(cè)，2006，42（12）∶1050～1051.

[3]曹洪，吳允凱，周浩豐.微波消解-原子吸收法測(cè)定飼料Fe，M n，Cu，Zn含量[J].科技視界，2013，33∶65～65.

[4]鄧學(xué)法，楊國(guó)明.微量元素對(duì)小豬生長(zhǎng)發(fā)育的影響[J].飼料研究，1983，3∶1～2.

[5]董志巖，方桂友，童斌，等.飼料中不同銅，鐵，鋅水平對(duì)早期斷奶仔豬生長(zhǎng)性能及相關(guān)酶指標(biāo)的影響[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1999，14（4）∶42～46.

[6]高祝蘭.毛皮動(dòng)物尸體剖檢技術(shù)的應(yīng)用[J].現(xiàn)代畜牧獸醫(yī)，2006，10∶39～40.

[7]何芳明.飼料檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].當(dāng)代畜牧，2013，6∶29～30.

[8]侯冠宇，王平，佟存柱.激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)及應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中國(guó)光學(xué)，2013，6（4）∶490～500.

[9]韓見(jiàn)同.煙草中金屬元素的LIBS技術(shù)定量分析∶[碩士學(xué)位論文][D].蘭州∶西北師范大學(xué)，2012.

[10]林永增，姚明印，劉木華，等.LIBS裝置檢測(cè)贛南臍橙中Cu元素時(shí)的參數(shù)范圍分析[J].光譜學(xué)與光譜分析，2012，32（11）∶2925～2928.

[11]李穎.LIBS在金屬元素定量分析中的應(yīng)用及其影響因素研究∶[博士學(xué)位論文][D].青島∶中國(guó)海洋大學(xué)，2011.

[12]李雯，杜秀月.原子吸收光譜法及其應(yīng)用[J].鹽湖研究，2003，11（4）∶67～72.

[13]梁兆斌，韋衢.微波消解一原子吸收法測(cè)定飼料中Pb Cd Cu Zn含量[J].畜牧獸醫(yī)科技信息，2015，9∶32～34.

[14]廖峰，李云.分光光度法測(cè)定飼料添加劑中的銅含量[J].四川畜牧獸醫(yī)，2001，28（3）∶19～20.

[15]商軍，沈富林，王蓓，等.微波消解—火焰原子吸收光譜法測(cè)定飼料中銅鐵鋅錳含量[J].中國(guó)飼料，2003，13∶21～22.

[16]王建輝，康琳.豬飼料中高銅，高鋅的危害[J].當(dāng)代畜禽養(yǎng)殖業(yè)，2003，9∶40～42.

[17]王慧，黃美州，王勝義，等.微量元素硒，銅，鋅在飼料添加應(yīng)用中存在的問(wèn)題與對(duì)策[J].畜牧與獸醫(yī)，2015，8∶123～126.

[18]王建偉，張娜珍，侯可勇，等.LIBS技術(shù)在土壤重金屬污染快速測(cè)量中的應(yīng)用[J].化學(xué)進(jìn)展，2008，20（7）∶1165～1171.

[19]王培龍，蘇曉鷗，高生，等.應(yīng)用電感耦合等離子質(zhì)譜測(cè)定飼料中的微量元素的研究[J].光譜學(xué)與光譜分析，2007，27（9）∶1841～1844.

[20]肖亞兵，蔡國(guó)瑞，王偉.電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）技術(shù)進(jìn)展[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2013，34（8）∶124～129.

[21]許洪光.土壤中重金屬元素的LIBS實(shí)驗(yàn)研究∶[碩士學(xué)位論文][D].蕪湖∶安徽師范大學(xué)，2007.

[22]葉少媚，李浩洋，陳?，?，等.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定配合飼料中鈣，銅，鐵，鎂，錳，鉀，鈉和鋅含量的方法研究[J].糧食與飼料工業(yè)，2015，10∶62～64.

[23]袁磊.飼料中微量元素含量及影響因素[J].中國(guó)飼料，2001，22∶16～17. [24]楊凡，孟慶雄，彭珍華，等.電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展[J].現(xiàn)代儀器，2012，18（5）∶1～6.

[25]鄭美蘭，姚明印，陳添兵，等.共線DP-LIBS定量分析水中Cu含量的試驗(yàn)研究[J].光譜學(xué)與光譜分析，2014，34（7）∶1954～1958.

[26]朱明華.儀器分析（第二版）[M].北京∶高等教育出版社，1993.

[27]張旭.激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)定量分析贛南臍橙中鎘與銅的實(shí)驗(yàn)研究∶[碩士學(xué)位論文][D].南昌∶江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

[28]張穗娟，李瓊芳，莫海洪.NPBPT-CPB體系分光光度法測(cè)定飼料中的鋅[J].中國(guó)飼料，2009，7∶36～37.

[29]張利庠，紀(jì)海燕.飼料安全與環(huán)境污染治理[J].環(huán)境保護(hù)，2007，1∶65～68.

[30]張小琴，陸小鳳.微波消解樣品-火焰原子吸收光譜法測(cè)定飼料中的微量元素鐵，銅，錳，鋅[J].當(dāng)代畜禽養(yǎng)殖業(yè)，2014，4∶3～5.

[31]van der Aar P，金立志.豬配合飼料中銅和鋅的需要量的最新研究進(jìn)展[J].飼料工業(yè)，2013，34（12）∶1～5.■

Feed detection is an important technicalmeans to protect the safety of feed.In this paper，from the atomic absorption spectroscopy，spectrophotometry inductively coupled plasma atomic emission spectrometry and inductively coupled plasmamass spectrometry，laser-induced breakdown spectroscopy in recent years to feed in copper and zinc detection technology and methods were reviewed，the detection methods and research progress were analyzed，and application and development of copper and zinc in feed detection technology for the futurewere prospected.

trace element；feed；detectionmethod

S816.17

A

1004-3314（2016）22-0029-03

*通訊作者

DOI∶10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20162209