碱溶液和纤维测定仪对粗纤维含量检测的影响研究

梁 萌， 郭玉秋， 杨志强， 门晓冬， 张大林， 汤文利*

（1.山东省饲料兽药质量检验中心，山东省畜产品质量安全监测与风险评估重点实验室，山东济南250100；2.荣成市畜牧业发展中心，山东威海264300）

饲料中粗纤维的含量是指饲料经稀酸、稀碱处理后剩下的不溶性有机物含量，以纤维素为主，兼有少量的半纤维素和部分木质素（刘磊，2018）。饲料中粗纤维含量可影响饲料的消化利用率，是饲料常规分析项目之一。目前，常用的检测饲料中粗纤维含量的方法包括传统的近红外光谱法、手动过滤法、半自动滤埚纤维素仪法、滤袋法等（魏涛，2017）。随着检测技术的不断改进，滤袋法检测饲料中粗纤维含量被广泛应用（Dej，2011；Gonzalo，2007；吴秋钰，2005；Adesogan，2005）。张崇玉等（2014）、朱立涛等（2012）分别对滤袋法的检测方法进行了说明，并依据国标法对其准确性进行了验证，结果表明，滤袋法是一种准确、高效、简单、经济的测定方法。测定粗纤维的主要步骤为脱脂、酸煮、碱煮、干燥、灰化等，主要使用的试剂为酸溶液和碱溶液。

目前，使用滤袋法检测粗纤维含量时，在碱溶液的使用上，主要是氢氧化钠和氢氧化钾溶液。在《饲料中粗纤维含量的测定聚酯网袋法》（DB 37/T 3370-2018）和《饲料中粗纤维含量的测定 过滤法》（GB/T 6434-2006）中，均推荐使用标定浓度为（0.23±0.005）mol/L氢氧化钾。张晨等（2019）在用聚酯网袋法测定饲料中粗纤维含量的研究中，使用0.23 mol/L氢氧化钾溶液作为碱溶液；丁锐（2016）在仪器法快速测定饲料中粗纤维含量的研究中，使用0.23 mol/L氢氧化钠溶液作为碱溶液。此外，在碱溶液的配制方法上（张晨，2019；丁锐，2016；张崇玉，2015；吴文琪，2012）略有差异，且《饲料中粗纤维含量的测定 聚酯网袋法》（DB 37/T 3370-2018）中明确说明要对碱溶液浓度进行标定，有的试验则未说明是否需要进行标定。可以看出，不同的实验研究中，碱试剂的种类和配制方法均存在一定差异。

本实验将收集到的玉米皮样品，一组使用标定的氢氧化钠溶液和标定的氢氧化钾溶液，一组使用标定的氢氧化钠溶液和未标定的氢氧化钠溶液，一组使用标定的氢氧化钾溶液和未标定的氢氧化钾溶液进行实验，旨在研究滤袋法检测粗纤维含量中，不同碱溶液和同种碱溶液的不同配制方法对粗纤维检测结果的影响；同时，对两种常见的纤维测定仪进行结果对比，以便更加快捷、准确地使用滤袋法测定饲料中粗纤维含量。

1 材料和方法

1.1 实验材料 选用来自不同厂家的玉米皮样品，共计40个。粉碎过1mm筛，然后将样品充分混合均匀，密封保存以备分析测定。

1.2 仪器和试剂

1.2.1 仪器 全自动纤维分析仪，高速万能粉碎机，电子分析天平，干燥箱，马弗炉，专用滤袋，封口机，耐溶剂记号笔，干燥器。

1.2.2 试剂 （0.13±0.005）mol/L硫酸溶液配制：取14.4 mL浓硫酸（98%）加入到1 L蒸馏水中，再加水定容至2 L。按照GB/T 601《化学试剂 标准滴定溶液的制备》的要求进行标定。

（0.23±0.005）mol/L氢氧化钠溶液（NaOH）配制：取25.0 g氢氧化钠（96%）加入到1 L蒸馏水中，再加水定容至2 L。按照GB/T 601《化学试剂标准滴定溶液的制备》的要求进行标定。

（0.23±0.005）mol/L氢氧化钾溶液（KOH）配制：取25.8 g氢氧化钾（85%）加入到1 L蒸馏水中，再加水定容至2 L。按照GB/T 601《化学试剂标准滴定溶液的制备》的要求进行标定。

1.3 实验方法 粗纤维含量的测定方法如下：（1）用标记笔给滤袋编号，称量滤袋重量去皮（m1）。（2）称量（1±0.1）g样品（m）放入滤袋，避免粘在距袋口4 mm处。（3）用封口机在距离袋口4 mm处封口。（4）准确称量至少一个空白滤袋，同时做空白测定。（5）样品去脂肪，将所有滤袋放入250 mL烧杯中，加入足够的丙酮覆盖滤袋浸泡10 min，倒出溶剂风干滤袋，轻轻敲击颤抖使样品均匀地平铺在滤袋中。（6）滤袋架上最多放24个样品滤袋，九个托盘不用区分滤袋编号，每个托盘放置3个滤袋，托盘间呈120°角放置，将放好滤袋的支架放入纤维分析仪容器中，放入重锤确保空着的第九层托盘可浸入液面下。无论放置滤袋数量多少，滤袋架上托盘要全部使用。（7）设置好粗纤维程序：反应时间为40 min，清洗时间为5 min，反应温度为100℃，水箱温度为60℃。按“启动”按钮开始程序。（8）当粗纤维分析及洗涤过程结束，打开盖子取出样品，轻压滤袋使水挤出，把滤袋放入250 mL烧杯中，加入足量丙酮覆盖滤袋浸泡3～5 min。（9）从丙酮中取出滤袋风干，在烘箱中（102±2）°C完全干燥（2～4）h。（10）从烘箱中取出滤袋，放在干燥器中，冷却称重（m2）。（干燥器口盖位置建议涂凡士林有助于密封）。将滤袋在已知质量（m3）的坩埚中（600±15）°C灰化2 h，在干燥器中冷却称重，计算灰分质量（m4）。（11）计算公式为：

式中：m为样品质量；m1为滤袋质量；m2为烘干后滤袋+样品质量；m3为坩埚质量；m4为坩埚+灰分质量；C1为空白袋子校正系数（烘干后质量/原来质量）。

1.4 数据的统计分析 试验数据采用Excel 2010进行整理，使用SPSS 26.0统计软件进行分析，P＜0.05为差异显著，试验结果用“平均值±标准偏差”表示。

2 结果与分析

2.1 不同碱溶液对粗纤维检测结果的影响 使用标定浓度的NaOH溶液和KOH溶液，按上述1.3的方法进行检测，结果见表1。从表中可以看出，粗纤维含量数值接近，结果差异不显著（P＞0.05）。由此可以得出，使用标定后的NaOH溶液和KOH溶液进行粗纤维含量检测，结果差异不大。

表1 标定浓度的NaOH溶液和KOH溶液对粗纤维检测结果的比较%

2.2 同种碱溶液的不同配制方法对粗纤维检测结果的影响

2.2.1 NaOH溶液的不同配制方法对粗纤维检测结果的影响 使用NaOH溶液作为碱溶液，一组配制后进行标定（0.23±0.005）mol/L，一组配制后未标定。从表2可以看出，标定后的NaOH溶液与未标定的NaOH溶液对粗纤维结果影响较大，部分样品使用标定浓度NaOH溶液检测数据较未标定浓度NaOH溶液检测数据分别提高9.5%、14.9%、15.7%（P＜0.01）。

表2 标定浓度NaOH溶液与未标定浓度NaOH溶液的结果比较%

2.2.2 KOH溶液的不同配制方法对粗纤维检测结果的影响 使用KOH溶液作为碱溶液，一组配制后进行标定（0.23±0.005）mol/L，一组配制后未标定。由表3可知，标定浓度的KOH溶液与未标定浓度KOH溶液的粗纤维检测结果存在一定差异，部分样品使用标定浓度KOH溶液检测数据较未标定浓度KOH溶液检测数据分别降低4.3%、4.5%（P＜0.05）。

结合表2和表3可以得出，NaOH溶液和KOH溶液的浓度是否进行标定，直接影响粗纤维的检测结果，因此，配制碱溶液之后要对浓度进行准确标定。

表3 标定浓度KOH溶液与未标定浓度KOH溶液的结果比较%

2.3 两种纤维测定仪检测粗纤维含量的结果比较 两种纤维测定仪都使用标定浓度后的氢氧化钠溶液，对玉米皮样品进行粗纤维含量检测。从表4可以看出，纤维测定仪R和纤维测定仪A测得的样品粗纤维含量接近，结果差异性不显著（P＞0.05）。

表4 两种纤维测定仪检测粗纤维的含量%

3 结论

本实验结果表明，在滤袋法检测粗纤维的方法中，使用标定的氢氧化钠或氢氧化钾溶液进行碱煮，可以更准确的获得粗纤维数据。纤维测定仪R和纤维测定仪A测得的样品粗纤维含量差异不大。