不同地区玉米及其副产品中微量元素含量分析

郭团结, 吕孝国, 苏勇豪, 高 佳, 王永强, 刘 璐, 燕 磊, 吕尊周, 孙春华*, 杨 青*, 乔煦玮

（1.山东新希望六和集团有限公司, 山东青岛 266100；2.新希望六和股份有限公司, 农业农村部饲料及畜禽产品质量安全控制重点实验室, 四川成都 610101；3.青岛新嘉生物技术有限公司, 山东青岛 266100）

微量元素是指占动物体重0.1‰以下的元素, 其对畜禽生长、繁殖、骨骼发育、免疫功能等起到至关重要的作用, 微量元素的过量或缺乏均会严重危害动物的健康生长（蒙洪娇等, 2016）。其中, 微量元素铜、铁、锰、锌在微量元素中占有至关重要的地位（方热军等, 2019）。多种酶及其辅助因子均需要铜来组成, 在电子传递、歧化超氧化物和氧化应激反应过程中起重要作用（朱叶萌等, 2014）；铁是构成肌红蛋白、血红蛋白、多种代谢酶和色素的重要组成成分（赵景鹏等, 2008）；锰是多种酶及其激活剂的重要组成成分, 可参与机体碳水化合物、脂肪和蛋白质的代谢（晏家友, 2011）；而锌则可以维持生物膜的正常结构和激素的正常功能, 同样也影响三大营养物质的代谢（俞成浩等, 2021）。在饲料中适度添加金属微量元素可提高畜禽生长速度、改善免疫和抗氧化功能等（王铎等, 2021）。

在饲料日常生产中容易忽略饲料原料中存在的微量元素本底值的影响, 这会导致日粮微量元素含量高于动物营养需要, 一方面造成原料营养的浪费, 对土壤、水源等环境造成污染, 同时还会带来畜禽产品质量隐患。为了加强饲料添加剂管理, 促进饲料行业和养殖行业的健康发展, 农业农村部于2017年12月发布了2625号公告（2017）, 规定饲料中的微量元素铜、铁、锰、锌的最高限量。本文旨在分析玉米及其副产物中铜、铁、锰、锌含量, 为2625号文件的科学应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 样品收集 2019年1月至2020年11月共选取不同地区的原料183份样本。全部密封冷藏（4℃）保存。样品信息见表1。

表1 样品信息表

1.2 样品处理 参考《动物饲料试样的制备》（GB/T 20195-2006）制备试样, 试样粉碎粒度过0.45 mm分析筛。

1.3 主要仪器与试剂 Z-2300原子吸收分光光度计（日本日立公司）；SX2-4-10箱式电阻炉（龙口市电炉制造厂）；XS204电子天平（梅特勒-托利多国际贸易（上海）有限公司）；1000W电子万用炉（北京永光明医疗仪器有限公司）；优级纯盐酸（国药集团化学试剂有限公司）；1000 μg/mL铜、铁、锌、锰4种单元素溶液标准物质（中国计量科学研究院）。

1.4 试验方法 按照GB/T 13885—2017《饲料中钙、铜、铁、镁、锰、钾、钠和锌含量的测定 原子吸收光谱法》进行检测。

1.5 统计分析 试验数据采用SPSS 20.0软件中的单因素方差分析法进行分析。为减少数值修约带来的偏差, 所有检测原始数据采用《数值修约规则与极限数值的表示和判定》（GB/T 8170-2008）进行处理, 结果以“平均值±标准误”表示, 结果保留小数点后1位。

2 结果

2.1 玉米及其副产品中微量元素铜、铁、锰、锌的含量 由表2可知, 不同原料微量元素含量差异较大。玉米蛋白粉中含铜量最高, 其次分别是玉米胚芽粕、玉米DDGS、玉米；而玉米DDGS、玉米胚芽粕和玉米蛋白粉中铁的含量均显著高于玉米本身铁的含量（P＜0.05）；玉米DDGS和玉米胚芽粕中锰和锌的含量显著高于玉米本身和玉米蛋白粉（P＜0.05）。玉米及其副产品中铜、铁、锰、锌平均含量差异较大, 变异系数均高于66%, 且均未超过农业部2625号公告中的最高限量。

表2 玉米及其副产物中微量元素铜、铁、锰、 锌的含量 mg/kg

2.2 不同地区玉米中微量元素铜、铁、锰、锌的含量 由表3可知, 不同地区玉米中铜、铁、锰、锌的含量有一定差异, 平均微量元素含量中铁元素含量最高, 其次是锌、锰、铜。以江苏玉米中铜元素含量最高, 其次是山东, 河南、河北、陕西及内蒙古铜元素含量最低；而在锰元素含量上看, 内蒙古玉米锰元素含量最低, 山东、江苏、陕西、河南和河北之间无显著差异（P＞0.05）；江苏玉米中锌元素含量最低。

表3 不同地区玉米中微量元素铜、铁、锰、 锌的含量 mg/kg

2.3 不同地区玉米DDGS中微量元素铜、铁、锰、锌的含量 由表4可知, 河南省玉米DDGS中铁元素的含量极显著高于其他各省（P＜0.001）；而江苏省玉米DDGS中锰元素含量显著低于其他各省（P＜0.05）；各省玉米DDGS中铁锌含量均无显著性差异（P＞0.05）；各省玉米DDGS中铁含量的差异及变异系数较大。

表4 不同地区玉米DDGS中微量元素铜、铁、锰、锌 的含量分析 mg/kg

2.4 不同地区玉米胚芽粕中微量元素铜、铁、锰、锌的含量 由表5可知, 山东省的玉米胚芽粕中铁元素含量显著高于其他各省（P＜0.05）；山东和辽宁省的玉米胚芽粕中锰、锌元素含量均显著高于其他各省（P＜0.05）；各省玉米胚芽粕中铜含量无显著性差异（P＞0.05）；并且各省玉米胚芽粕中微量元素含量的差异较大, 变异系数均高于36%。

表5 不同地区玉米胚芽粕中微量元素铜、铁、锰、 锌的含量分析 mg/kg

2.5 不同地区玉米蛋白粉中微量元素铜、铁、锰、锌的含量 由表6可知, 河北省的玉米蛋白粉中铁元素含量显著高于其他各省, 且其锌元素含量最高（P＜0.05）, 各省中以黑龙江省的玉米蛋白粉锰元素含量最高；各省玉米蛋白粉中微量元素含量的差异较大, 变异系数均高于39%。

表6 不同地区玉米蛋白粉中微量元素铜、铁、锰、 锌的含量 mg/kg

3 讨论与展望

我国地大物博, 地质多变, 土壤中的矿物元素含量差异较大, 直接影响饲料原料中铜、铁、锰、锌等矿物质元素的含量（廖秀冬等, 2019）。罗绪刚课题组报道了我国31个地区37种饲料原料中矿物元素钙、铜、锰、锌含量分布情况, 结果显示, 玉米、玉米蛋白粉、玉米DDGS和玉米胚芽粕中平均铁含量21.3、209、248、154 mg/kg, 平均铜含量分别为2.5、9.04、4.18、4.66 mg/kg, 平均锌含量分别为16.9、14.3、35.1、45.2 mg/kg, 平均锰含量分别为5.7、4.6、18.2、13.8 mg/kg（马 雪 莲 等, 2019；王丽赛等, 2019；邵玉新等, 2019；王传龙等, 2019）。本研究表明, 玉米、玉米蛋白粉、玉米DDGS和玉米胚芽粕中平均铁含量29.8、235.7、227.4、239.1 mg/kg, 平均铜含量分别为1.6、8.4、4.7、4.8 mg/kg, 平 均 锌 含 量 分 别 为14.4、18.1、44.3、49.4 mg/kg, 平 均 锰 含 量 分 别 为4.4、4.4、20.5、21.3 mg/kg。由于玉米及其3种副产品中铜、铁、锰、锌含量差异较大, 本文的研究结果与罗绪刚课题组研究结果整体差异不大, 两者结果均显示, 不同玉米及其3种副产品中微量元素含量差异较大, 相同原料不同地区间微量元素含量也有差异。

玉米及其副产物中铜、铁、锰、锌含量的差别较大, 与玉米的生长环境、加工工艺和储存条件均相关（李松泽等, 2021）。即使同一地区生产的玉米及其副产物, 铜、铁、锰、锌含量也存在一定差异。虽然单独按常规添加量添加以上调查地区的玉米及其副产物中铜、铁、锰、锌均未超过农业部2625号公告中的最高限量, 但综合考虑饲料生产中加入的其他原料、设备材质磨损脱落、运输和贮存过程中也会大量引入铜、铁、锰、锌等微量元素, 以及上述原料中微量元素本底值差异等原因, 饲料成品中铜、铁、锰、锌含量仍有可能超过农业部2625号公告中的最高限量。

玉米副产品中铜、铁、锰、锌含量均远大于玉米本身的含量, 可能是生产玉米副产品过程也可以看作微量元素“浓缩”的过程, 此过程受原料本身微量元素含量、生产工艺、发酵程度等诸多因素的影响（贾久满等, 2009）。本研究中玉米及其副产品中铜、铁、锰、锌含量的变异系数均超过50%, 并且其最大/最小值之间差异较大, 饲料生产过程中需加以重视。

玉米及其副产品中含有丰富的微量元素, 但动物对这些微量元素的利用率情况还有待进一步研究。

4 结论

本研究数据表明, 不同地区及玉米各副产品之间微量元素存在一定差异, 并可以对饲料微量元素含量产生一定影响。企业在饲料生产中需要减少微量元素添加量, 并要精确把握各饲料原料中微量元素含量, 这样才能使饲料满足2625号公告需求, 同时也做到节能减排、降低成本。