■曹 林 冯秀燕 赵 茜 李 征 贾 涛 魏秀莲 刘 钧 李 俊
(1.中国农业科学院饲料研究所,北京 100081;2.北京市兽药饲料监测中心,北京 100107)
微量元素在动物体内含量极少,但是动物体的重要组成部分,并在动物机体正常生理活动中发挥着非常重要的作用[1-2]。铜、锌微量元素不仅能够维护细胞结构和功能的完整性,也是机体多种酶的重要组成成分,同时还参与维持机体的氧化还原平衡、免疫应答、维持体表和上皮结构[3-6]。饲料中适量的铜、锌微量元素对动物体的生长、机体的免疫力方面有着重要的意义[7-9],然而饲料中铜、锌含量过高会对动物机体的生长产生消极的影响,同时动物体会对微量元素产生富集作用,随粪便排出体外,当摄入过量的微量元素,不仅造成浪费,也会对周围的环境和水体产生污染[10-13]。并可通过食物链对农产品、畜产品产生潜在的食品安全隐患[14-15]。
我国的各类饲养标准和美国NRC 都推荐了饲料中铜、锌微量元素的营养需要量。2018 年7 月1 日我国实施的农业部公告第2625 号《饲料添加剂安全使用规范》中对饲料中铜、锌微量元素的最高限量重新做出明确的规定,降低了饲料中微量元素的添加限量[16]。但目前饲料样品中超标情况依然很严重,2020 年全国饲料质量安全监督抽查结果的通报显示,在不合格的45 个饲料产品中,锌项目的不合格率占37.8%,铜项目的不合格率占28.9%,两者之和占一半以上[17]。
本研究旨在对北京地区配合饲料样品中铜、锌元素的含量进行分析,使饲料生产企业对目前饲料中铜、锌微量元素含量有一定的了解,合理优化饲料配方,适量添加微量元素预混合饲料,提高饲料和畜产品质量安全,减少养殖端对环境的污染。
2020 年2 月—2021 年11 月,为确保北京市饲料产品质量安全,北京市饲料监察所对北京地区所有在产的配合饲料生产企业(约30 家)进行每年2 次日常监督抽检工作,两年间共采集配合饲料样品197 批次,其中猪配合饲料114 批次(育肥猪配合饲料31 批次、断奶后(前两周)仔猪配合饲料33批次、断奶两周后仔猪配合饲料20 批次、母猪配合饲料30 批次)、鸡配合饲料63批次、淡水水产配合饲料20批次。
样品采集方法按照《饲料 采样》(GB/T 14699.1—2005)进行[18]。
样品制备按照《动物饲料 试样的制备》(GB/T 20195—2006)将试样粉碎过0.45 mm的标准分析筛[19]。
试验试剂:盐酸溶液(分析纯,北京化工厂)、铜标准溶液(中国计量科学研究院)、锌标准溶液(中国计量科学研究院)。
试验仪器:ML 203电子分析天平(梅特勒托利多公司)、SLR2 电热板(德国SI Analytics 公司)、ELF11/148 马弗炉(英国Carbolite 公司)、iCE3000-Thermo AAS原子吸收光谱仪(赛默飞世尔科技有限公司)。
检测方法按照《饲料中钙、铜、铁、镁、锰、钾、钠和锌含量的测定 原子吸收光谱法》(GB/T 13885—2017)进行测定[20]。
具体方法:称取5 g(精确到0.1 mg)样品,置于陶瓷坩埚中,将坩埚置于马弗炉上加热炭化,炭化完全后转移至箱式马弗炉进行干灰化,温度控制在550 ℃左右,时间3 h 左右,冷却后用2 mL 水浸润。然后取10 mL盐酸(6 mol/L)进行溶解,加热直到内容物近乎干燥,然后用5 mL盐酸(6 mol/L)加热溶解残渣,冷却后转移至50 mL 容量瓶中,过滤取上清液,根据样品中铜、锌的浓度,适当稀释上机。同时做样品空白,样品空白的处理与试样一致。检测波长(OD)分别为铜324.8 nm、锌213.8 nm。
采用SPSS 19.0 分析软件进行单因素方差分析。结果以“平均值±标准差”表示,结果保留至小数点后2位。
猪配合饲料中铜元素统计结果见表1和图1,共检测114批次猪配合饲料,铜元素平均含量为51.20 mg/kg,27批次样品超出农业部公告第2625号规定的最高限量,比例为23.89%。育肥猪配合饲料共31个批次,铜元素最高含量为33 mg/kg,最低含量为15 mg/kg,平均含量为22.35 mg/kg,农业部公告第2625 号的最高限量为25 mg/kg,8批次超出最高限量,比例为26.67%。
表1 猪配合饲料中铜元素的含量
图1 猪配合饲料中铜元素分布情况
仔猪配合饲料共53 个批次,铜元素最高含量为160 mg/kg,最低含量为15 mg/kg,平均含量为84.75 mg/kg,农业部公告第2625 号的最高限量为125 mg/kg,13批次超出最高限量,比例为24.53%。
母猪配合饲料共30 个批次,铜元素最高含量为33 mg/kg,最低含量为10 mg/kg,平均含量为21.77 mg/kg,农业部公告第2625 号的最高限量为25 mg/kg,6批次超出最高限量,比例为20.00%。
鸡配合饲料中铜元素统计结果见表2 和图2,鸡配合饲料共63 批次,铜元素最高含量为33 mg/kg,最低含量为8.4 mg/kg,平均含量为19.07 mg/kg,2625 号公告最高限量值为25 mg/kg,5 批次超出农业部公告第2625号最高限量,比例为7.94%。
表2 鸡配合饲料中铜元素的含量
图2 鸡配合饲料中铜元素分布情况
水产配合饲料中铜元素统计结果见表3和图3,水产配合饲料共20批次,铜元素最高含量为24 mg/kg,最低含量为5.6 mg/kg,平均含量为17.18 mg/kg,2625 号公告最高限量值为25 mg/kg,0 批次超出农业部公告第2625号最高限量。
图3 水产配合饲料中铜元素分布情况
表3 水产饲料中铜元素的含量
猪配合饲料中锌元素统计结果见表4和图4,共检测114批次猪配合饲料,锌元素平均含量为484.23 mg/kg,65 批次样品超出农业部公告第2625 号最高限量,比例为57.02%。其中,育肥猪配合饲料共31个批次,锌元素最高含量为110 mg/kg,最低含量为80 mg/kg,平均含量为98.06 mg/kg,农业部公告第2625 号最高限量为80 mg/kg,30 批次超出最高限量,比例为96.77%。
图4 猪配合饲料中锌元素分布情况
表4 猪配合饲料中锌元素的含量情况
断奶仔猪(断奶后前两周)配合饲料共34个批次,锌元素最高含量为1 700 mg/kg,最低含量为560 mg/kg,平均含量为1 371.18 mg/kg,农业部公告是2625 号最高限量为1 600 mg/kg,5 批次超出最高限量,比例为14.71%。
断奶仔猪(断奶两周后)配合饲料共19 个批次,锌元素最高含量为140 mg/kg,最低含量为85 mg/kg,平均含量为116.95 mg/kg,农业部公告第2625号最高限量为110 mg/kg,10 批次超出最高限量,比例为52.63%。
母猪配合饲料共30 个批次,锌元素最高含量为130 mg/kg,最低含量为77 mg/kg,平均含量为110.67 mg/kg,农业部公告第2625 号最高限量为100 mg/kg,20批次超出最高限量,比例为66.67%。
鸡配合饲料中锌元素统计结果见表5 和图5,鸡配合饲料共63批次,锌元素最高含量为160 mg/kg,最低含量为64 mg/kg,平均含量为109.46 mg/kg,农业部公告第2625 号最高限量为120 mg/kg,16 批次超出最高限量,比例为25.40%。
图5 鸡配合饲料中锌元素分布情况
表5 鸡配合饲料中锌元素的含量情况
水产配合饲料中锌元素统计结果见表6 和图6,水产配合饲料共20批次,锌元素最高含量为150 mg/kg,最低含量为91 mg/kg,平均含量为129.50 mg/kg,农业部公告第2625 号最高限量为150 mg/kg,0 批次超出最高限量。
图6 水产配合饲料中锌元素分布情况
表6 水产饲料中锌元素的含量情况
研究结果表明部分样品中铜、锌微量元素含量超过农业部公告第2625号的最高限量值。农业部公告第2625 号中铜元素的最高限量,仔猪(≤25 kg)配合饲料为125 mg/kg,其他猪、鸡、水产类为25 mg/kg。本研究发现,育肥猪、仔猪、母猪配合饲料中铜元素平均含量分别为22.35、84.74、21.77 mg/kg,超出比例分别为26.67%、24.53%、20.00%;鸡配合饲料中铜元素平均含量19.07 mg/kg,超出比例为7.94%。农业部公告第2625 号中锌元素的最高限量,仔猪(≤25 kg)为110 mg/kg,仔猪(断奶后前两周)可使用氧化锌或碱式氯化锌至1 600 mg/kg,母猪为100 mg/kg,其他猪为80 mg/kg,水产动物为150 mg/kg,鸡为120 mg/kg。本研究发现,育肥猪、断奶仔猪(断奶后前两周)、断奶仔猪(断奶两周后)、母猪配合饲料中锌元素的平均含量分别为98.06、1 371.18、116.95、110.67 mg/kg,超出比例分别为96.77%、14.71%、52.63%、66.67%;鸡配合饲料平均含量为109.46 mg/kg,超出比例为25.40%。
出现上述超标现象可能是由于饲料原料类型、产地及种植环境能够影响原料中微量元素的含量[21-24],配方设计师在设计饲料配方时未能充分考虑原料中的本底值,在添加剂预混合饲料添加量没有改变的情况下,导致不同批次饲料中微量元素含量差别较大,甚至出现超标现象。另外,目前饲料成本上涨的压力不断增大,饲料企业为降低生产成本,使用微量元素含量变异大的副产物,导致配合饲料中微量元素含量不稳定,出现超标现象。最后在微量元素使用方面可能还存在一定误区,认为超标添加量能起到更好的效果,或为满足养殖户对动物粪便发黑的要求,导致饲料中铜、锌元素超标。
本研究发现锌元素超标情况较铜元素相比更严重一些,特别是育肥猪配合饲料中锌元素的超标比例达到了96.77%,一方面是由于农业部公告第2625 号中锌元素限量值为80 mg/kg,较其他动物相比较低;另外一方面,饲料原料中锌元素的本底值高,奥特奇-浙江大学研究联盟的合作研究发现,在玉米-豆粕-次粉-豆油型日粮中有高达44 mg/kg的锌[25],另外部分饲料原料中锌元素的本底值非常高(如高粱、大麦、DDGS和大米副产品等,含量多达200~700 mg/kg[26]),容易引起锌元素的超标。
对猪配合饲料的研究发现,母猪和育肥猪饲料中铜元素的含量差异不大,但仔猪的添加范围差异非常大。出现上述情况一方面是由于农业部公告第2625 号中铜元素在母猪和育肥猪饲的最高限量值为25 mg/kg,可添加的范围较小;另外一方面是农业部公告第2625 号中仔猪铜元素最高限量值为125 mg/kg,与仔猪对铜元素的需求量差值大,中国猪的饲养标准(NY/T 65—2004)、美国NRC(2012)猪的营养需要量及日本猪的饲养标准等对铜元素的需求量都小于10 mg/kg[27],因此导致仔猪配合饲料中铜元素差异大。
此次检测仅采集了北京地区2020—2021年所有在产的配合饲料生产企业部分饲料样品,虽不能完全反映饲料中铜、锌元素实际状况,但在一定程度上反映出北京地区配合饲料中铜、锌微量元素含量超过农业部公告第2625 号最高限量的情况比较严重,特别是猪、鸡配合饲料。建议饲料生产企业应全面检测常用饲料原料和饲料添加剂中微量元素的本底值,便于优化饲料配方,使配合饲料产品中铜、锌元素含量符合农业部公告第2625号的规定。监管部门应加大对饲料中铜、锌等微量元素的监督抽检力度,提高饲料产品质量安全,减少因饲料中微量元素超标现象对生态环境的污染。积极推广使用氨基酸螯(络)合物、络合物、蛋白盐、多糖盐和有机酸类等有机微量元素,提高机体利用率,降低饲料中微量元素的添加量。