一种快速检测猪料熟化度方法的研究

■于 菲 朱凌盈 赵德志 傅永钢 陈少泽

（宁波天邦股份有限公司，浙江宁波 315475）

熟化度是指淀粉中熟化淀粉与全部淀粉量之比的百分数。熟化度指标可以用来衡量饲料的营养价值，淀粉的熟化度越高，越容易被酶水解，有利于被消化吸收[1]。但熟化度过高对酶活性、维生素等带来损害，熟化度过低，淀粉和蛋白的熟化度不够，导致营养物质不易被动物体吸收、利用[2-4]。熟化度指标可以用来评价饲料的品质，熟化度过高，饲料颗粒太硬，不利于动物进食[5-10]；熟化度过低，颗粒容易松散，对饲料造成一定的浪费。熟化度指标还可以用来衡量猪料加工工艺是否合理的指标，加工工艺合理，饲料熟化度指标能达到合理的要求范围；因此，熟化度的控制对实现生产过程的质量管理、实行工艺监督等方面有着重要的意义[11-14]。目前，饲料企业熟化度指标的测定大多采用传统的酶解法[15]，考虑到酶解法的繁琐、耗时、难操作等因素，本研究的方法首先通过酶解法与体积法的检测结果建立函数关系，再通过体积计算样品的淀粉熟化度。该方法取消了繁琐的操作过程，提高了淀粉熟化度的测定效率，降低了成本，为饲料行业快速测定猪料熟化度提供了理论的依据和技术的支撑。

1 实验材料与方法

1.1 样品

多个猪料（市场收集）。

1.2 主要试剂和仪器

1.2.1 试剂

缓冲溶液、酶溶液、ZnSO4·7H2O（10%水溶液）、氢氧化钠溶液（0.5 mol/l）、铜试剂、磷钼酸试剂。

1.2.2 仪器

数显电热恒温水浴锅，金坛市文化科教实验仪器厂；AL204-1电子天平，梅特勒-托利多仪器上海有限公司；分光光度计，上海仪电分析仪器有限公司；比色管；移液管；量筒。

1.3 方法

1.3.1 简易酶解法[15]

称取质量相等的四份样，其中两份加15 ml缓冲液置沸水浴中，加热1 h，制成全熟化样品，另两份样品加15 ml缓冲液，制成半熟化样品，同时作空白实验。在各试管中加入配制好的酶溶液1 ml，将试管同时置于40℃水浴锅中保温1 h进行酶解。在试管中依次加入10%硫酸锌溶液2 ml，再加0.5 mol/lNaOH溶液1 ml，用水稀释至25 ml，混匀，过滤。准确吸取滤液0.1 ml及2 ml铜试剂于25 ml刻度试管中，将试管放在沸水浴中煮沸6 min，在保持沸腾下加2 ml磷钼酸试剂，混匀，继续煮沸2 min，冷却，用水稀释至25 ml，充分混匀。在分光光度计上420 nm处读取吸光度值，用公式计算熟化度。

1.3.2 结果计算

2 结果与分析

2.1 体积法的初步探索

为验证酶解法数据与物料溶于水后的体积变化是否存在相关性，用酶解法检测了一些样品，任选四种样品，溶于水后出现如图1所示现象。

图1 不同样品溶于水后体积变化

四种样品酶解法的数据结果为2#（52.34%）＞1#（47.66%）＞4#（42.16%）＞3#（33.27%），由图1可见，四种样品溶于水后体积读数顺序为2#＞1#＞4#＞3#，两实验结果排序一致，说明两实验结果存在一定的相关性。

2.2 体积法实验用水温度的选择

为选取合适的体积法用水温度，任选一种猪料，每隔5℃设为一个梯度，做15～60℃之间体积法检测验证，具体数据见图2。

图2 体积法结果与温度的关系

由图2可见，在15～50℃之间，随温度的增加，体积法的结果为190～191 ml，检测结果变化不明显，但随着温度的继续升高，体积读数增加明显，当温度升高至50℃以上时，体积法数据变化较大，当温度升高至60℃时，体积法的读数达到200 ml，可见，当检测温度超过50℃时，过高的检测温度改变了样品原有的水合特性，因此，为了便于实验操作，选择20～25℃，也就是室温温度作为实验用水温度。

2.3 体积法精密度分析

为验证体积法的检测精密度，选取4种猪料，按照已经确定的实验用水温度，用体积法检测样品，每份样品平行测定6次，具体数据见表1。

通过表1可见，检测四种猪料的相对标准偏差（RSD）在0.37%～0.54%范围内，RSD＜1%，说明该方法测定结果一致性较好，数据稳定。该方法具有一定的可行性。

表1 体积法精密度测定结果（n=6）

2.4 体积法的确定

通过一系列的先行实验，再通过对体积法实验用水温度的选择，以及通过对体积法精密度的分析，最后确定体积法的具体操作方法为：取500 ml高型烧杯，加入20～25℃的蒸馏水350 ml，称取50 g样品加入烧杯中，浸泡3～5 min，搅拌样液 10～20 s，静置10 min时进行读数。此方法以体积读数为最终判断依据，故命名此方法为“体积法”。

2.5 酶解法与体积法检测结果比较

为验证两种方法的相关性，实验选取不同批次的猪料，做两种方法的对比实验，并以酶解法检测结果为纵坐标，体积法检测结果为横坐标，绘制线性关系图，结果如图3所示。

从图3中可以看出，酶解法和体积法的线性关系方程为：Y=-0.000 103x2+0.050 79x-5.637 3，R2=0.993 1，可见两种方法的二次拟合曲线关系良好。说明体积法和酶解法之间的函数关系稳定可靠，可通过体积法的数据间接得到酶解法的数据。

2.6 反向验证实验

为反向验证体积法的准确性，任取四种猪料，先测出体积法的数据，根据两种方法的线性关系方程计算出相应的酶解法数据，再用酶解法检测这四种猪料，对比两种方法检测结果。对比结果见表2。

图3 体积法与酶解法线性关系

由表2可见，两种实验结果的相对偏差为0.64%～1.37%，酶解法要求熟化度在50%以下时，相对偏差不超过10%；熟化度在50%以上时，相对偏差不超过5%。所以，两种方法的检测结果完全满足酶解法对实验偏差的要求，说明体积法是切实可行的。

2.7 探究体积法的影响因素

为探索体积法的原理，分析影响体积法的影响因素，进一步确定体积法的可行性，做如下验证实验，任选四种猪料，选取等量的猪料为基础样本，分别添加等量的未经处理和熟化处理过的猪料原料玉米、次粉、麸皮后，研究几种原料对体积法的影响，实验结果见表3。

表2 两种方法检测结果对比

表3 不同物质对体积法的影响

从表3可见，玉米、麸皮熟化前后对体积法结果的影响不明显，但次粉熟化前后对体积法结果的影响明显。由表3对比可推理出，体积法的关键影响原料为次粉，而玉米与次粉含淀粉的量均为70%左右，但玉米对体积法影响不明显，由此推理影响体积法的关键因素为占次粉含量10%左右的蛋白质，因次粉中蛋白质的特异水合能力，其吸水性、持水性、润湿性和溶胀性等水合性质影响了体积法的结果，且次粉中蛋白质的水合特性受蛋白质的熟化程度影响。这一结论，为体积法提供了理论依据。

3 结论

①本文通过一系列的先行实验，再通过对体积法实验用水温度的选择，确定了体积法的具体操作方法，通过对体积法精密度的分析，确定体积法的可行性。

②本文通过用酶解法和体积法检测相同配方的多个猪料（此方法的局限性也在于此，即：建立两种方法的曲线所使用的样品一定是相同配方的猪料），建立两者的函数关系：Y=-0.000 103x2+0.050 79x-5.637 3，R2=0.993 1，通过曲线方程可见，两种方法的相关系数R2=0.993 1，说明两种方法的二次拟合曲线关系良好。通过对未知样品的反向验证，两种方法检测结果的相对偏差为1.37%～0.64%，完全符合酶解法对熟化度的误差要求，说明体积法具有较好的检测精度。实验结果表明，体积法是一种完全能够满足饲料工业加工需求，并能够替代酶解法的一种快速、准确、高效的检测饲料原料及其成品熟化度的方法。

③本文最后初步探索了不同原料对体积法的影响，为体积法的细化研究奠定了基础。