鸽保健砂中主要矿物质元素含量及钙磷测定前处理方法的比较

张 帅， 王雪敏， 计 峰， 王 铮， 邵玉新， 安 勇

（1.河北工程大学生命科学与食品工程学院，河北邯郸056000；2.北京市农林科学院畜牧兽医研究所，北京100089）

当鸽子在野外生活时， 可以自由采食盐土和沙砾，以满足自身对矿物质和无机盐的需要，但规模化鸽养殖多采用封闭式集约化养殖， 鸽子不能自由采食盐土， 而原粮远不能满足动物对矿物质和盐分的需要， 故保健砂是鸽养殖特有的饲料添加剂（李定甫等，2009），其可以为鸽补充常量元素Ca、P 及微量元素Fe、Cu、Zn 和Mn 等， 有助于其正常生长发育及繁殖（张高娜等，2013）。但是目前没有鸽子的饲养标准（肖长峰等，2020），多数鸽养殖场的保健砂都是根据经验配制， 或者向无统一标准的饲料厂购买，导致保健砂质量没有保证，矿物质元素含量参差不齐， 可能造成过量添加以及元素拮抗等。所以，有必要对市场上保健砂中主要元素进行调研，了解其添加水平，为进一步开展矿物质元素营养研究奠定基础。

为了检测数据更具有代表性，采集了河北、山东、辽宁、陕西、四川、湖南省11 个市（县）的市售鸽保健砂样本，参照猪、鸡饲料中相应元素检测的国家标准，对其钙磷含量进行了分析，同时样品送至第三方检测机构测定了Fe、Cu、Zn 和Mn 含量。

1 材料与方法

1.1 保健砂 11 种鸽保健砂商业产品分别来自河北省石家庄市、山东省青岛市（胶南市）、辽宁省盘锦市、陕西省咸阳市、四川省绵阳市、辽宁省本溪市、湖南省长沙市等。

1.2 仪器设备及试剂

1.2.1 主要仪器设备 高速粉碎机，分析天平（感量0.0001 g），电热板，三角瓶（100、200 mL），容量瓶（50、100、1000 mL），刻度移液管（1.0、5.0、10.0 mL），马弗炉（型号TM 系列1700，北京盈安美诚科学仪器有限公司）， 坩埚， 分光光度计 （型号EMC-11D-V，北京赛美思仪器设备有限公司），原子吸收光谱仪（型号SavantAA，澳大利亚GBC 科学仪器公司）。

1.2.2 试剂及配制方法 Ca 的测定： 淀粉溶液（10 g/L）、盐酸羟胺、三乙醇胺、乙二胺、氢氧化钾溶液（200 g/L）、孔雀石绿水溶液（1 g/L）、钙黄绿素-甲基百里香草酚蓝指示剂；EDTA 标准滴定溶液 （0.01002 mol/L）。 上述试剂按照GB/T 6436-2018 标准（号）准备。

P 的测定：钒钼酸铵显色试剂、磷标准溶液。上述试剂按照GB/T 6437-2018 标准（号）准备。盐酸、浓硝酸、高氯酸均为分析纯。除特殊说明外，所用水为蒸馏水。

1.2.3 器皿的处理 试验所用器皿均用稀盐酸浸泡后洗涤干净，再用去离子水冲洗三遍后烘干，防尘保存备用。

1.3 样品前处理

1.3.1 湿法消化 称取试样2 ～5 g 于100 mL三角瓶中，加入5∶1 的硝酸和高氯酸15 mL，加热煮沸至二氧化氮黄烟逸尽， 继续加热煮沸至溶液无色，冷却后加入50 mL 水，全部转移入100 mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀，为试样分解液。每个样品做3 个重复并设置空白对照。

1.3.2 干法消化 称取试样2 ～5 g 于坩埚中，在电炉上小心炭化，再放入马弗炉中550 ℃灼烧3 h，取出冷却，加入盐酸（1∶1）10 mL 和数滴浓硝酸，小心煮沸10 min， 冷却后过滤定容至100 mL 容量瓶中，摇匀，为试样分解液。 每个样品做3 个重复并设置空白对照。

1.3.3 酸溶解法 称取试样0.2 ～1 g 于200 mL烧杯中，添加10 mL 盐酸（1∶1）及数滴硝酸，放置过夜后过滤定容至100 mL 容量瓶中待测。 每个样品做3 个重复并设置空白对照。

1.4 测定方法 按照国家标准GB/T 6436-2018乙二胺四乙酸二钠络合滴定法测定Ca；GB/T 6437-2018 钼黄比色法测定总P；GB/T 13885-2017 原子吸收光谱法测定Fe、Cu、Zn、Mn。

1.5 数据统计分析 试验数据表示为 “平均数±标准差”，应用SPSS 统计软件进行单因素方差分析和多重比较，以P ＜0.05 表示差异显著性。

2 结果与分析

2.1 样品Ca、P 测定前处理方法的比较及Ca、P含量测定

2.1.1 湿法消化前处理 由表1 可知，1、2、6 和8号保健砂样品都出现前处理失败的情况， 在消化过程中样品喷出， 原因可能是保健砂中的沙砾和添加剂原料残渣混合物经加热膨胀导致分解液喷出，致使前处理失败，未能获得含量测定值。 因此接着比较了标准中列出的3 种前处理方法（湿法消化、干法消化和酸溶解法）的测定结果，以期确定该类样品的前处理方法。

表1 11 种保健砂产品中的Ca、P 含量（湿法消化） %

2.1.2 三种消化前处理方法的比较 由于湿法消化过程样品液喷出导致测定结果不可靠，所以随机选取了3、5、7 号样品，分别用三种前处理方法进行试验， 对不同前处理方法获得的同一样品中Ca、P含量进行比较，从而得出最可靠的前处理方法。

由表2 和表3 可以看出，干法、酸溶解法与湿法消化测定钙含量的结果相比，3 号样品干法较湿法消化结果高3.16%（P ＜0.05），5 号样品干法、 酸溶解法较湿法消化结果分别低0.87%、2.16%（P ＜0.05），由此可以看出，湿法消化测定结果极不可靠。原因为消化过程分解液易喷出，也有可能溅射到其他样品中， 说明此种前处理方法测定保健砂样品的准确性最差； 干法消化的标准差最大，甚至达到湿法、酸溶解法标准差的5 倍，干法灰化的关键点在于碳化时温度的控制， 以及在马弗炉进行灰化时，样品灰化的彻底与否，由于样品之间碳化、灰化程度不能保证完全一致，所以在样品的重复性方面， 此法优势不明显且前处理时间长，另外也不适用于测定含磷酸氢钙的饲料。而湿法和酸溶解法对P 含量的测定结果影响多不显著（P ＞0.05），并且酸溶解法的标准差最小，说明酸溶解法测定结果较准确，标准差小，稳定性高，且操作简单。

表3 三种前处理方法测定保健砂中P 的含量 %

为进一步确定酸溶解法的可靠性， 通过回收率法验证其准确性。 以随机选取的5 号保健砂为样品， 根据1 g 待测样品中的钙磷含量确定加标量，设置低倍（0.5 倍）、高倍（1 倍）两个梯度，分别添加P 标准溶液 （200 mg/kg）、 干燥基准物碳酸钙， 通过酸溶解法分别测定加标样品中的Ca、P含量，并计算得出回收率。

由表4 可知，Ca 的平均回收率为97.0%，P 的回收率为85.5%。 一般各浓度下的平均回收率应在80% ～ 120%（李正邦，2016），结果表明酸溶解法对保健砂中的Ca 测定稳定性高， 对P 含量的测定较稳定，均能满足测定的要求。

表4 酸溶解法测定保健砂中Ca、P 含量的准确性检验

2.1.3 保健砂产品Ca、P 含量测定 如上所述，湿法和干法消化前处理均不适用于保健砂， 故最终确定采取酸溶解法进行前处理， 按照前述标准方法分别测定了11 个保健砂样品中的Ca、P 含量， 结果见表5。 9 号样品Ca 含量最高， 达到29.4%；6 号样品Ca 含量最低，为4.5%。其中4、6、11 号样品Ca 含量在6%及以下， 其余都高于8.5%，说明大部分保健砂产品均添加了较高含量的Ca。10 号保健砂样品P 含量最高，达到1.95%，7 号样品P 含量最低，为0.015%。 1 ～ 8 号样品P含量都在0.05%以下， 和9、10、11 号样品相差上百倍。大部分保健砂样品的钙磷比都在100 以上，最高达到792，说明保健砂中P 严重缺乏。

表5 11 种保健砂产品中的Ca、P 含量（酸溶解法）

总体来看，各省（市）的保健砂Ca、P 含量有高有低，相差较多，参差不齐，多数保健砂的P 含量严重偏低， 主要原因是鸽子养殖尚无统一的饲养标准，现阶段都是参照鸡饲料营养标准（钙磷比例一般为1∶1 ～2∶1，蛋鸡为3.5∶1 ～6∶1）以及养殖户的饲养经验。 大部分鸽养殖场或饲料厂在保健砂中基本不添加含P 添加剂，对P 元素在鸽子生长发育中发挥的重要作用没有认识。Ca、P 是鸽子需要量最多的矿物质元素， 摄入Ca 不足会导致鸽子佝偻病，产软壳蛋或沙壳蛋，产蛋率下降；缺乏P 会使鸽子食欲下降，精神不振，易发生异食癖，严重时也会影响骨骼发育（张怡等，2017）。 此外，在保健砂中添加钙磷的同时务必注意其比例，钙磷比太过悬殊也不利于动物生产性能的发挥（Zhu 等，2018），目前在鸡上已有较多研究，Hamdi等（2015）研究表明，日粮中钙磷比例的升高会抑制鸡的生长发育，强调了日粮磷的重要性。关于鸽养殖中钙磷比的重要性有待进一步研究。

2.2 保健砂中的Fe、Cu、Zn、Mn 元素含量统计与分析 通过原子吸收法测定11 种保健砂中Fe、Cu、Zn、Mn 元素的含量，结果见表6。各省（市）保健砂样品中，Fe 元素含量最高的是4 号保健砂样品，达到22184.82 mg/kg；最低的是6 号保健砂样品，只有3387 mg/kg。 Cu 元素含量最高的是11号保健砂样品，达到112.51 mg/kg；最低的是1 号保健砂样品，为3.8 mg/kg。 并且6 号保健砂样品没有检出Cu 元素。 Zn 元素含量最高的是9 号保健砂样品，达到了865.57 mg/kg；最低的是1 号保健砂样品，为7.46 mg/kg。 6 号保健砂样品没有检出Zn 元素。 Mn 元素含量最高的是11 号保健砂样品，为1401 mg/kg；最低的是6 号保健砂样品，为58.89 mg/kg。

表6 11 种保健砂产品中的Fe、Cu、Zn、Mn 含量 mg/kg

保健砂样品中Fe、Cu、Zn、Mn 含量均差异较大， 尤其是Cu、Zn、Mn 元素含量最高与最低相差几十甚至上百倍， 原因主要是目前尚无鸽子的饲养标准， 不同厂家生产的保健砂矿物质元素含量差异极大。 在蛋鸡复合预混料饲料标准（GB/T 22544-2008）中，上述几种微量元素含量分别为Fe：6 ～8 g/kg；Cu：600 ～3500 mg/kg；Zn：6000 ～25000 mg/kg；Mn：4000 ～6000 mg/kg，而保健砂样品中Fe、Cu、Zn、Mn 的含量分别为3.4 ～22、3.8 ～112.5、7.46 ～865.5 mg/kg 和58.8 ～1401 mg/kg。按照鸡预混料在全价料中占比1%，保健砂占比平均为10%（于啸洋，2018；蔡立海，2014）计算比较，所有保健砂样品Fe 含量均为严重超标；8 个样品的Cu 含量严重偏低，3 个样品的Cu 含量在标准范围内；多数样品Zn 含量严重偏低，仅9 号样品在标准范围内；7 个样品的Mn 含量严重偏低，3 个样品含量超标，4 号样品略微高于最低标准。

3 结论

酸溶解法前处理对保健砂中钙磷含量的测定结果标准差较小，操作步骤简单，不易失败，所以酸溶解法是最适合对保健砂进行前处理的方法；除了4 号陕西咸阳、6 号辽宁本溪、11 号河北邢台的保健砂样品，其余省（市）的保健砂样品均含有较高的Ca；各省（市）保健砂样品中P 含量严重缺乏，仅有9 号河北石家庄和10 号山东日照的保健砂P 含量超过了1%， 造成多数保健砂钙磷比严重失衡；按照鸡预混料在全价料中占比1%，保健砂占比约10%计算， 与蛋鸡预混料饲料标准相比，所有保健砂样品Fe 含量均严重超标，多数保健砂样品中Cu、Zn、Mn 含量偏低。