测定饲料粗蛋白改进方法的研究

马 丹

测定饲料粗蛋白改进方法的研究

马 丹

文章对饲料粗蛋白的检测方法进行了改进，加入双氧水作为消解催化剂，并且针对不同粗蛋白含量的样品同时做了国标方法和改进方法的对比试验。结果得出，加入2 ml 30%的H2O2及半量混合催化剂消解的检测方法能够大大的提高效率，减少投入成本，节约资源，检测结果亦准确可信。

饲料；粗蛋白检测；改进方法

粗蛋白是饲料检测中的重要指标，是判定饲料是否达标的首要营养指标，无论是饲料商还是养殖户都关心的关键指标。商家总是希望能够用最低的成本而获得最高的利润，养殖户又怕因为使用的饲料营养不够而减收，因此，粗蛋白的测定数值就成为饲料保卫战中的第一矛盾证据，数据的精确性和得到数据的迅速性是检测中心的职责所在。测定饲料粗蛋白的方法有很多种，GB/T 6432—94中仲裁法有常量蒸馏法、半微量蒸馏法，推荐法有使用半自动、全自动定氮仪测定。定氮仪设备价格昂贵，实验过程中使用浓酸、浓碱等易污染和腐蚀仪器，并且消化样品的重现性差，数据异常的话无法对原消煮液重复蒸馏。半微量蒸馏凯氏定氮法作为仲裁法，是绝大多数检测中心的首选测定饲料粗蛋白方法，但其前期消化时间消耗较长，约占到整个检测时间的80%，对于特殊情况下紧急需求检测结果的商家或者养殖户来说，是非常不便捷的，所以，如何能够加速前处理过程并且同时保持数据的准确性是饲料粗蛋白检测需要改进的首要问题。本文通过改进消解催化剂并进行对比试验，来探讨测定饲料粗蛋白含量的准确性和高效性。

1 实验材料

1.1 仪器设备

微型高速万能式样粉碎机（河北省黄骅市中兴仪器有限公司生产）；分样筛（孔径0.45 mm,40目）；万位电子天平；DZTW型电子调温电热套（北京中兴伟业仪器有限公司生产）；凯氏定氮蒸馏装置；98-1-B型电子调温电热套（天津市泰斯特仪器有限公司生产）；KQ-500E型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司生产）；250 ml凯氏烧瓶；50 ml容量瓶；150 ml锥形瓶；50 ml酸式滴定管。

1.2 化学试剂

98%浓硫酸（化学纯）；混合催化剂：0.4 g硫酸铜，5个结晶水（化学纯）与 6.0 g硫酸钾（化学纯）混匀；30%的过氧化氢溶液（化学纯）；40%氢氧化钠水溶液（m/v）：40 g氢氧化钠（化学纯）溶于100 ml水中；2%硼酸溶液（m/v）：2 g 硼酸（化学纯）溶于 100 ml水中；混合指示剂：甲基红0.1%乙醇溶液与溴甲酚绿0.5%乙醇溶液等体积混合；0.05 mol/l盐酸标准溶液；蔗糖（分析纯）；干燥的硫酸铵（分析纯）。

2 实验步骤

2.1 取样

饲料样品需粉碎后全部通过40目（0.45 mm）分样筛，为了得到平衡性较强的数据，用四分采样法取得1.2 g左右（精确到0.000 1 g）样品装于洁净干燥的凯氏烧瓶中，加入3粒玻璃珠，而后手握凯氏烧瓶颈将其垂直放于超声波振荡器水域中约5～10 s，保证饲料样品微粒全部脱离瓶壁。

2.2 实验方法

2.2.1 国标法

加入6 g硫酸钾和0.4 g硫酸铜混合催化剂于干燥的凯氏烧瓶中，与试样混合均匀，缓慢加入20 ml浓H2SO4和两粒玻璃珠以防炸裂，充分摇匀后在凯氏烧瓶（250 ml）上加一个小漏斗作为回流简易装置，放置于通风橱内消化。开始小火加热，先使饲料样品焦化，待焦化完毕（烧瓶的玻璃壁上不再崩出黑色泡沫）再加至最大火力，直到消化液最终呈透明的淡蓝绿色为止，待冷却至室温，同时做空白实验。

2.2.2 改进法（双氧水混合催化）

取样后，加入3 g硫酸钾和0.2 g硫酸铜混合催化剂于凯氏烧瓶中，缓慢加入20 ml浓H2SO4和2 ml的30%H2O2，而后与国标法相同。

2.2.3 双氧水法

取样后，直接加入10 ml的30%H2O2作为催化剂，置入电热套内高温消解。

2.3 样品的测定

2.3.1 定容

向冷却至室温的消化液烧瓶中加入20 ml蒸馏水，在水浴超声波振荡器中充分摇匀，使贴壁物质完全溶解，将其全部转移到100 ml容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，冷却，作为试样分解液备用。

2.3.2 滴定

先将凯氏定氮装置的冷凝管末端浸入乘有20 ml硼酸吸收液和2滴混合指示剂的锥形瓶内液面以下，再吸取定容好的试样分解液10 ml于凯氏蒸馏装置的反应室中，缓慢加入10 ml 40%的氢氧化钠溶液，液封加料口，蒸馏。待吸收液由紫红色变为明蓝色后约10 min结束（冷凝管离开吸收液面继续蒸馏1 min），吸收液立即用0.05 mol/l的标准盐酸溶液滴定。

2.3.3 蒸馏检验及空白实验

称取0.200 0 g硫酸铵代替样品消化液进行实验各步骤以检查装置气密性；再分别称取蔗糖0.5 g代替试样按上述两方法分别进行空白试验的测定。保证所得数据全部为国标规定允许范围内，以确保试验研究的有效性及可信度。

2.4 计算

计算粗蛋白质的含量公式如下：

式中：V——滴定样品时所需盐酸标准溶液的体积（ml）；

V0——滴定空白时所需盐酸标准溶液的体积（ml）；

m——被测样品的质量（g）；

c——盐酸标准溶液的浓度（mol/l）。

3 结果分析

3.1 不同方法对不同样品的消化时间影响（见表1）

表1 不同样品不同方法实验结果

由表1得知，混合催化剂减半另加2 ml的30%H2O2的消化时间较全量混合催化剂消化所需的时间短，时间大概缩短一半，由于时间基数很大（5 h左右），所以用改进法提高的实验效率很可观。

3.2 不同催化剂对不同样品蛋白质测定的影响（见表2）

笔者在实验中采用的滴定盐酸为0.05 mol/l浓度的标准溶液，相对于国标中所要求的0.1 mol/l的标准溶液滴定浓度，作为新方法的尝试和探索研究，所得数据更加精确可信，误差小更具说服力。根据表2得知，两种方法测定牙鲆饲料粗蛋白含量结果的相对偏差均在1%以内，猪饲料的结果相对偏差均在2%以内，符合国标GB/T 6432—94中的允许相对偏差规定范围（当粗蛋白含量在25%以上时，允许相对偏差为1%，当粗蛋白含量在10%～25%时，允许相对偏差为2%），说明检测所得数据具有一定的准确性及可靠性，并且所得数据经过方差检验，差别不显著，故亦可作为粗蛋白检测结果。

表2 不同方法对不同样品粗蛋白测定结果的影响（%）

3.3 不同方法对消化效率的影响（见表3）

H2O2中标准电极电位比O2高，所以H2O2具有比氧气更强的氧化能力，因此在消解过程中加入H2O2，能够起到加速氧化的作用，使有机物迅速分解。

根据表3得知，加入双氧水作为催化剂的方法消解样品时间较仅用混合催化剂消解时间缩短一半，而结果均在可信范围内，符合数据要求。由于每个样品的消解时间都缩短了近2.5 h左右，大大节省了资源，降低了成本投入，提高了检测效率，能够更快速及时准确的为送检客户服务。

表3 不同方法对消化效率的影响

笔者同时也做了催化剂全部为10 ml 30%H2O2的对比试验，但由于消化装置较简易，遇热催化剂挥发很快，导致试验经历消解阶段超过5 h未变色，反而影响消化速率，延长了消化时间，大大消耗了电力投入，浪费了资源。基于安全性，可操作性，便捷性以及高效性，选择2 ml双氧水加半量混合催化剂作为样品消解手段是最优的实验方法。

S816.17

A

1001-991X（2011）09-0048-02

马丹，农业部渔业环境及水产品质量监督检验测试中心（天津），300211，天津市河西区解放南路442号。

2011-02-28

若干篇刊略，需者可函索）

（编辑：刘敏跃，lm-y@tom.com）