饲料检测技术的研究进展

祝秀梅，梁 斌，唐 煜，张 憬，南玉琴，许妮妮，吴志奇，王登临

（甘肃省兽药饲料监察所，兰州 730030）

饲料检测技术的研究进展

祝秀梅，梁 斌，唐 煜，张 憬，南玉琴，许妮妮，吴志奇，王登临*

（甘肃省兽药饲料监察所，兰州 730030）

饲料质量安全检测的结果不仅是制定政策和标准的科学基础，同时也是解决贸易纠纷和行政监督的重要依据。文章介绍了饲料检测技术的研究现状及发展方向。重点介绍了近几年饲料检测新技术的发展及应用，主要包括化学检测技术、快速检测技术以及生物学检测技术等。

饲料；检测；技术

现代饲料业的飞速发展加快了饲料资源的开发，提高了畜牧养殖业的国际竞争能力，但是也出现了许多生物安全性问题，如饲料中滥用或非法使用药物添加剂及违禁药品、过量添加微量元素等，使得饲料质量问题引起了人们的高度重视。饲料安全与食品安全有着密切的关系。近年来，由于饲料安全问题引发的食品安全问题的事件不断出现，必须重视饲料安全性。饲料安全性也与环境保护有着密切关系，动物排泄到土壤或水域中，可对人类的生存环境构成威胁。

目前，对饲料检测技术的研究较为普遍，传统的饲料检测技术主要包括：感官检测技术、显微镜检测技术以及物理检测技术等。虽然传统饲料检测技术在普通的饲料有毒物质检测上还具有一定作用，但由于在实际操作中很难用于应用，因此，检测新技术的发展迫在眉睫。本文主要就饲料检测新技术作以论述。

1 化学检测技术

1.1 色谱检测技术

色谱检测技术（Chromatography）具有高性能、高灵敏度的特点,一般可分为气相色谱（GC）和液相色谱（LC）两大类。广泛应用于饲料中氨基酸、脂肪、维生素等营养物质和多种微量非营养性添加剂的分析检测。在饲料原料的鉴别、添加剂用量的控制方面，色谱技术提供多种检测方法，为饲料安全提供保障。

国家标准中规定的饲料中农药残留如有机磷（GB/T18969-2003）、除虫菊酯类（GB/T19372-2003）、氨基甲酸酯类（GB/T19373-2003）等大多数农药残留的检测均采用气相色谱分析方法。液相色谱在饲料检测中的应用十分广泛，例如饲料中维生素的反相高效液相色谱分析方法已经列为国家标准分析方法。高效液相色谱法与经典液相色谱法相比具有速度快、分辨率高、灵敏度高、柱子可反复使用以及所需样品量少等优点。目前，在国家标准中测定饲料中维生素A、维生素D3以及维生素E均采用高效液相色谱法技术检测（GB/T 17817-2010、GB/T 17818-2010、GB/T 17812-2008）。

1.2 光谱检测技术

光谱分析以其检测速度快、灵敏度高、检测元素多、前处理简单或无损检测等特有的优势，在饲料检测中发挥着重要作用。主要包括近红外光谱检测技术（NIRS）、原子吸收光谱法（AAS）、原子荧光光谱法（AFS）、电感耦合等离子体光谱法（ICP）。

1.2.1 近红外光谱检测技术

利用近红外光谱分析法（NIRS）对饲料进行检测，其核心技术是定标，即建立光谱与样品检测结果的回归关系，可以用于检测饲料中常规成分。

NIRS在饲料检测中，最初是用于饲草原料和谷物类原料中水分和蛋白质含量的检测，随后用于油料作物籽实的水分、蛋白质等的检测。最早由Norris应用NIRS测定了饲草原料中的粗蛋白质、水分和脂肪含量。Fontaine等完成了对鱼和鱼粉中油脂和蛋白质含量的检测，该方法还用于饲料中氨基酸的测定，用近红外光谱法对花生饼中可消化赖氨酸、组氨酸、胱氨酸、苏氨酸等9种氨基酸含量进行测定，结果除赖氨酸外均取得满意的定标方程。任继平等研究表明，利用NIRS技术测定饲料原料氨基酸含量，具有快速、准确、成本低的特点[1]。

另外，应用NIRS检测饲料原料中粗灰分和矿物质元素的研究也得到了一定的进展。Cozzolino等对紫花苜蓿和红三叶中的矿物质元素进行了NIRS分析测定，从对钙、磷、钾、镁的预测结果来看，对钙和钾的预测结果较好[2]。在维生素和有毒成分的检测以及评价饲料品质等方面也有相应的报道。但NIRS技术在应用中也受到诸多因素的影响，如定标样品的选择、制备等，因此也在一定程度上限制了NIRS技术的推广。

1.2.2 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法（AAS）是气态的基态原子外层电子对紫外光以及可见光范畴的相对应原子共振辐射线的吸取强度对被检测元素含量进行定量的一种分析方法，也是测定痕量和超痕量元素的有效方法。主要用于测定各种无机和有机样品中金属和非金属元素的含量。由于该方法的灵敏度高、抗干扰能力强、分析速度快、操作方便，适用于微量分析和痕量分析，在饲料中Pb、Cd、Na、Cu、Zn、Cr、Mo等微量元素的检测方面得到了广泛的应用[3]。有些已经制定为国家或行业的标准方法，如动物饲料中铁、铜、锰、锌、镁的测定方法（GB/ 13885-2003）、饲料中钴的测定方法（GB/13884-2003）等已被广泛采用，该方法在重金属检测中也得到了广泛的应用。Bakkali等利用石墨炉原子吸收光谱法（GFAAS）测定西红柿、胡椒和洋葱中Cd、Cr、Cu、Mn和Pb的含量，结果表明，该方法对以上5种元素的测定具有良好的灵敏性和准确性[4]。李宁等用石墨炉原子吸收悬浮进样法测定饲料中铅的含量，获得了满意的结果[5]。章厉劼等使用连续光源原子吸收光谱仪测定饲料中的Pb、Cd、Cr 3种元素，获得了满意的结果，提高了检测效率[6]。

1.2.3 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法（AFS）是通过测量待测元素的原子蒸气在特定频率辐射能激发下所产生的荧光发射强度，以此来测定待测元素含量的方法。20世纪70年代后期，郭小伟成功研制原子荧光光度计，该仪器是为数不多的具有中国自主知识产权的科学仪器之一，发展30多年来技术日趋成熟完善，检测功能不断扩展。由于其价格相对便宜、检测速度快、检出限低、稳定性较好，在我国的分析实验中基本得到了普及，已经成为饲料中As、Hg测定的标准方法。此外，原子荧光光谱法也用于测定饲料、饲料添加剂以及原料中的As、Hg、Cd、Se等微量元素。孙德辉采用原子荧光测定了饲料中的总砷、汞，取得了满意的结果[7]。王金荣等采用氢化物发生-原子荧光光谱法对饲料通过消化罐消化的方式，一次样品预处理，同时检测砷、汞、硒和镉4种元素得到很好的回收率和精密度[8]。丁红梅等和付佐龙等探讨了应用原子荧光光谱法检测饲料中镉[9-10]。陈新焕等对饲料中的微量汞用原子荧光光谱检测均得到理想的分析结果[11]。随着我国原子荧光仪器的技术水平的提高，饲料中的硒、镉、汞、砷等元素的检测灵敏度及准确度均得到提高，有些已经被制定或已列入国家标准制定计划中，如饲料中镉、硒、砷的原子荧光方法检测（GB/T 13081-2006、GB/T 13079-2006）。

1.2.4 电感耦合等离子体光谱法

电感耦合等离子体光谱法（ICP）是一种新的无机元素分析测定技术。因其具有线性范围宽、能够同时检测多种元素、灵敏度及精密度高等特点，已运用于生物、环境、药物、食品等领域。但是由于仪器价格昂贵，在分析检测实验室中未被普及。在我国现行的饲料标准中并未制定该方法。

王培龙等用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）同时测定了饲料中Cu、Mn、As和Se等8种微量元素[12]。李健建立电感耦合等离子体-原子发射光谱法（ICP-AES）测定了饲料中Cu、Fe、Zn、Ca、Mg、P等元素含量[13]。对饲料中金属元素的检测除应用光谱分析技术外，Mahesar等应用微分脉冲阳极溶出伏安法检测28中不同商业家禽饲料中的锌、镉、铅和铜，检出限分别为0.69、0.35、0.68和0.24 μg·kg-1[14]。

2 快速检测技术

快速检测技术是多种现代化检测方法的总称，其特点是检测时间短，检测过程方便快捷，检测方式不受地点限制，检测效果好，检测范围广以及检测成本较为低廉等。主要包括酶联免疫检测（ELISA）技术、聚合酶链式反应（PCR）检测技术、免疫胶体金（ICGT）技术等。

2.1 酶联免疫吸附测定

酶联免疫吸附测定（ELISA）是以免疫学反应为基础，将抗原、抗体的特异性反应与酶对底物的高效催化作用相结合的一种敏感性高的试验技术。由于饲料组成成分复杂，且不同饲料其组成成分大不相同，再加上饲料产品本身具有数量大、流通快的特点，快速、简便、准确的检测手段对饲料安全进行检测就显得尤为重要。由于ELISA具有灵敏度高、特异性好、便于操作、所需仪器简单等优点，被广泛应用到饲料安全检测中。

ELISA在饲料检测中主要用于违禁药物的添加、毒素的检测和微生物的检测中。如李军等建立了检测饲料中呋喃唑酮的ELISA方法，该方法对动物饲料中呋喃唑酮的检测限为0.8 ng·g-1，线性检测范围1～20 ng·g-1[15]。

2.2 聚合酶链式反应检测技术

在动物源性成分的鉴定方法中，聚合酶链式反应检测技术（PCR）以其简便快速、灵敏度高、操作简单、节省费用及其对检测样品的要求低等特点逐渐成为质检部门检测的主要方法。而实时荧光PCR技术与常规PCR相比具有很多优点，应用也越来越广泛。

赵冉等建立了区分饲料及动物产品中牛、山羊、绵羊源性成分的三重荧光PCR方法，该方法能特异地鉴别检测出牛、山羊和绵羊源性成分，且敏感性较国家标准PCR法高100倍[16]。杨滴等建立了饲料中鸭源性成分的PCR检测方法，该方法具有很高的特异性和灵敏性，且简便易行[17]。目前，已列入国家标准的有《饲料中牛羊源性成分的定性检测定性聚合酶链式反应（PCR）法》（GB/ T20190-2006）和《动物源性饲料中哺乳动物源性成分定性检测方法实时荧光PCR方法》（GB/T21103-2007）。

3 生物学检测技术

生物学检测技术主要包括免疫检测技术、DNA检测技术以及微生物检测技术等，其中某些属于快速检测技术，所利用的核心技术多与生物学技术有关。有些化学方法无法解决的检测难点，使用生物学检测技术便可以得到期望的效果，所以近年来生物学检测技术备受关注。

4 饲料检测技术展望

随着人们对饲料产品的质量要求越来越高，饲料安全问题是影响我国畜禽产品出口和能否可持续发展的关键问题。因此，继续研究开发多种快捷、简便、高效、经济和实用的检测技术或手段，是促进我国饲料安全的一项重要技术举措。饲料检测技术主要的发展方向是饲料检测技术的规范化、快速检测技术的普遍应用、饲料检测技术的更新以及使检测范围更广泛。此外，应进一步开展针对饲料中违禁药物、霉菌毒素等有毒有害物质的高通量筛选技术和快速检测技术的研究，开展对转基因饲料中外源基因的筛查及定性分析技术、微生态制剂的质量检测技术和安全评价技术的研究等。

[1] 任继平,黄苏西.应用近红外技术快速测定饲料原料氨基酸含量[J].中国饲料,2005（5）:24-26.

[2] Cozzolino D,Moron A.Exploring the use of near infrared reflectance spectroscopy（NIRS）to predict trace minerals in legumes [J].Animal Feed Science and Technology,2004,111（1）:161-173.

[3] 王加启,于建国.饲料分析与检验[M].北京:中国计量出版社, 2004.

[4] Bakkali K,Martos N R,Souhail B,et al.Characterization of trace metals in vegetables by graphite furnace atomic absorption spectrometry after closed vessel microwave digestion[C].Food chemistry,2009,116（2）:590-594.

[5] 李宁,董艳峰,林晓莉,等.石墨炉原子吸收悬浮进样法对饲料中铅元素含量的测定[J].养殖技术顾问,2012（10）:154.

[6] 章厉劼,高明琴.连续光源原子吸收光谱仪测定饲料中的重金属[J].贵州畜牧兽医,2011,35（5）:12-15.

[7] 孙德辉.微波高压消解——原子荧光法测定饲料总砷汞[J].饲料工业,2002,23（12）:30-41.

[8] 王金荣,刘海涛,刘霞,等.氢化物发生-原子荧光光谱法同时测定饲料中的砷、汞、硒和镉[J].中国畜牧杂志,2009,45（21）:69-72.

[9] 丁红梅,胡承迅.原子荧光光谱法测定饲料中镉[J].粮油食品科技,2005,13（1）:48-49.

[10] 付佐龙,王金荣,王晋晋,等.氢化物发生-原子荧光法测定饲料中的镉[J].中国饲料,2009（15）:33-35.

[11] 陈新焕,袁智能,黄志强,等.饲料中微量汞的微波消解-原子荧光测定方法[J].中国饲料,2003（8）:27-28.

[12] 王培龙,苏晓鸥,高生,等.应用电感耦合等离子质谱测定饲料中的微量元素的研究[J].光谱学与光谱分析,2007,27（9）:1 841-1 844.

[13] 李健.电感耦合等离子发射光谱法测定饲料中铜、铁、锌、钙、镁、磷的方法研究[J].大众科技,2011（6）:133,149.

[14] Mahesar S A,Sherazi S T,Niaz A,et al.Simultaneous assessment of zinc,cadmium,lead and copper in poultry feeds by differential pulse anodic stripping voltammetry[J].Food Chem Toxicol,2010, 48（8-9）:2 357-2 360.

[15] 李军,张会彩,刘聚祥,等.酶联免疫吸附检测动物饲料中呋喃唑酮[J].中国兽医杂志,2009,45（8）:85-87.

[16] 赵冉,蔡振鸿,陈永锋.动物产品及饲料中牛源和羊源性成分三重荧光PCR检测方法的建立[J].畜牧与兽医,2012,44（7）: 18-22.

[17] 杨滴,刘彦泓,刘岑杰,等.饲料中鸭源组织成分PCR检测方法的研究[J].饲料研究,2013（10）:74-76.

Research Progress of Feed Determination Technology

ZHU Xiumei,LIANG Bin,TANG Yu,ZHANG Jing, NAN Yuqin,XU Nini,WU Zhiqi,WANG Denglin*

（Gansu Institute of Veterinary Drug and Feed Inspection,Lanzhou 730030,China）

Feed quality safety detection result is not only a scientific basis for the formulation of policies and standards,but also to solve the important basis of trade disputes and administrative supervision.The present situation and research survey of main feed determination techniques and development were reviewed in this paper.The development and prospect of feed determination about new techniques were emphasized,include chemical detection technique,rapid detection technology and biological detection technology.

feed;determination;technology

S816

A

1001-0084（2015）03-0044-04

2015-01-28

祝秀梅（1981-），女，青海乐都人，硕士，助理研究员，主要从事饲料检测。

*通讯作者：副研究员