飼料分析是飼料工業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié),是保證飼料原料和各種產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。其主要任務是研究飼料原料和產(chǎn)品的物理組成及含量,即采用物理或化學手段,對飼料原料及產(chǎn)品的物理性狀、各種營養(yǎng)成分、抗營養(yǎng)成分、有毒有害物質(zhì)等進行定性或定量檢測,從而對檢驗對象進行正確和全面的品質(zhì)評定。
一百多年來,人們一直沿用德國Weende試驗站所創(chuàng)立的 Weende飼料分析體系,也就是飼料常規(guī)成分分析體系,亦稱飼料近似成分分析或飼料概略分析(Feed proximate analysis)。它把飼料分為6個組分來進行分析測定,即:水分、粗灰分、粗蛋白質(zhì)(N×6.25)、乙醚浸出物(粗脂肪)、粗纖維、無氮浸出物(NFE)。由于Weende飼料分析體系是一種粗養(yǎng)分分析方法,人們在采用這種方法時往往忽略了它的準確度,在操作時往往粗心大意,存在操作不當?shù)痊F(xiàn)象,從而造成更大的偶然誤差,降低了測定值的可信度。其實人們之所以一直采用這種方法,原因是還沒有更好的方法代替它,而且這種方法只要操作得當,人為因素所造成的影響還是可以在很大程度上減少的。以下總結了日常操作過程中一些容易出現(xiàn)的問題。
1 飼料中水分含量測定需要注意的問題
飼料是由水分和干物質(zhì)組成的,水分含量是飼料品質(zhì)的重要指標,直接關系到飼料中有效成分的含量。采用直接干燥法,依據(jù)GB/T6435-86進行飼料中水分的測定,適用于配合飼料和單一飼料,但不適用于做飼料的奶制品及動物油、植物油中的水分測定。
1.1 儀器和設備應滿足的要求
①分樣篩的孔徑為0.45 mm(40目)??讖竭^大不利于水分蒸發(fā),孔徑過小、樣本過輕,不利于操作且使樣本易于被氧化。
②分析天平感量為0.000 1 g,以適應小量采樣的要求。
③控熱式恒溫烘箱,可控溫度應包括(105±2)℃范圍,以防止溫度過高或達不到干燥溫度。
④稱樣皿應為玻璃或鋁質(zhì),一般采用鋁質(zhì)較好,不宜破碎;稱樣皿直徑應為40 mm以上,高度在25 mm以下,以利于水分蒸發(fā),不宜過高或過細。⑤干燥器中的干燥劑用硅膠為好,因為變色硅膠顏色變化明顯,有利于判斷其吸附水的程度。
1.2 實驗操作中應注意的問題
①取風干樣用植物樣品粉碎機粉碎,過40目試驗篩,注意過篩時一定要將樣品全部過篩并混合均勻。
②在烘箱中干燥時,稱樣皿應敞開蓋子且與蓋子一起干燥。
③稱樣皿應預先在烘箱中烘1 h,冷卻稱重再烘,直到兩次稱重之差小于0.000 5 g。注意冷卻的時間應盡可能保持一致。
④稱量樣品時,要戴細紗手套或脫脂薄紗手套,禁止直接用手操作,以免造成偶然誤差,且手套不能帶離天平室。在用半自動天平稱量時,應先加大砝碼后加小砝碼。添加樣品時,如若操作不慎,將樣品撒在了托盤上,應將樣品用毛刷刷掉,再重新稱量。
⑤要注意干燥劑的顏色(含鈷,干燥時呈藍色)變化,當吸水過多(變棕或白色)時,應放在烘箱中烘干(烘干條件:135 ℃,2~3 h),使之轉變?yōu)槊撍稍锷院笤儆谩?nbsp;
⑥恒溫箱內(nèi)的溫度分布往往不均勻,所以需要預先在恒溫箱內(nèi)擺滿一層相同的試樣,觀察測定值的變化幅度,找出可以使用的位置。
⑦恒溫箱內(nèi)溫度高,操作時應帶白色手套。
1.3 其它注意事項
①當試樣為濕潤樣時,可取適量樣品置于預先已稱重的大蒸發(fā)皿中,在80 ℃的條件下進行初步的烘干,然后在室內(nèi)放置作為風干樣,求出其減量。
②如果飼料樣品是含多汁的鮮樣,如青貯、牧草等,無法直接粉碎,應進行預干燥處理。稱取200~300 g(準確至0.01 g)鮮樣,在105 ℃烘箱中烘干15 min,立即把溫度降至65 ℃,烘6~8 h,取出在空氣中冷卻4 h,稱量,失重即為初水分,冷卻后樣品所含水為吸附水。
③兩個平行樣測定值之差不得超過0.2%,否則即為失敗。
④多汁鮮樣應預先干燥處理,應按下式計算原來試樣中的水分含量:
原試樣水分(%)=預干燥減重(%)+[100-預干燥減重(%)]×風干試樣水分(%)。 ⑤某些含脂肪高的樣品,烘干時間長反而會增重,乃脂肪氧化所致,應以增重前那次稱重為準,且取最小值。
⑥含糖分高的易分解、易焦化試樣,應使用減壓干燥法(70 ℃,600 mmHg以下,烘5 h)測定水分。
⑦含有揮發(fā)性物質(zhì),成分易變成棕色或可引起新的化學變化如奶制品、植物性油脂、糖類物質(zhì)不宜采用此法(采用減壓蒸餾法比較合適)。
2 飼料中粗蛋白質(zhì)含量測定需要注意的問題
動物體內(nèi)蛋白質(zhì)是含氮最高的物質(zhì),通??烧紕游餀C體固態(tài)物質(zhì)的50%左右,所以,飼料營養(yǎng)成分評價指標應首選蛋白質(zhì)含量。不同的飼料中蛋白質(zhì)含量差別很大,如一級大豆粕粗蛋白質(zhì)達40%以上,魚粉為60%,木薯干僅2%~3%。
粗蛋白是飼料中含氮物質(zhì)的總稱,除蛋白質(zhì)外,還包括非蛋白氮(NPN),如氨、游離氨基酸、肽、硝酸鹽、胺鹽、酰胺、生物堿、含氮糖苷、尿素等含氮化合物。
本文采用半自動凱氏蒸餾法,依據(jù)GB/T6432-94進行飼料中粗蛋白質(zhì)的測定,適用于配合飼料、濃縮飼料和單一飼料。
2.1 儀器的使用及注意事項
①對于液體或膏油狀試樣在取樣時應注意取樣的代表性,用干凈并可放入消化管中的小玻璃容器稱樣。
②消化管中加濃硫酸時,應戴膠皮手套,且戴手套前應修剪指甲,以防止手套太緊或指甲太長劃破手套,以至于在操作時燒傷皮膚。
③消煮爐加熱消化管時,應從低溫開始分階段升溫,待樣品焦化泡沫消失,再加強火力(360~400 ℃),直至溶液澄清后,再加熱消化15 min。消化中應防止管內(nèi)液體過度沸騰噴濺,上沖粘到瓶頸上,使得部分樣品消化不完全,造成系統(tǒng)誤差過大。消化管內(nèi)液體泡沫過多時可適當降溫。各種樣品的消化時間大致如下:預混料2 h、全價料2 h、菜籽粕2.5 h、豆粕2.5 h、魚粉3 h。
④消化完成后,向容量瓶轉移,不要立即定容,因為此時濃硫酸加水釋放出大量熱,立即定容會造成偶然誤差偏大。
⑤凱氏定氮蒸餾過程中,要求整套裝置呈密閉狀態(tài),蒸餾前應檢查定氮儀各導管間的連接處是否密閉,以免產(chǎn)生泄露。
⑥吸取樣品分解液前應充分搖勻容量瓶中的待測樣品。
⑦使用蒸餾儀器時,嚴禁將蒸餾瓶兩側的閥門同時關閉,以免發(fā)生爆炸。當蒸汽氣壓過大時,可使導氣管處于半關閉狀態(tài)。
⑧在蒸餾結束時,應用蒸餾水沖洗冷凝管末端,并使洗液流入吸收液,以減少誤差。
2.2 其它注意事項
①在測定飼料試樣含量的同時,應做一空白(空白樣用蔗糖代替)對照測定,以校正藥品不純所發(fā)生的誤差。
②蒸餾時蒸餾裝置的蒸汽發(fā)生器內(nèi)的水應加甲基紅數(shù)滴和硫酸數(shù)滴,且保持此溶液為橙紅色,以防止水中氨態(tài)氮的逸失而影響測定值。
③每次蒸餾結束后,應用蒸汽將蒸餾裝置反應腔中殘液洗凈。
④對于發(fā)霉變質(zhì)飼料,由于其亞硝酸鹽含量偏高,可直接引起測定值偏低。
⑤方法可靠程度可用硫酸銨代替試樣測定氨含量,與化學式計量氮作比較,誤差應為±0.2%。例如,準確稱取0.200 0 g硫酸銨測定含氮量應為(21.19±0.2)%。
⑥如果試樣中蛋白質(zhì)含量高,可適當減少稱樣量,同時考慮蒸餾完全的問題,可適當延長蒸餾時間,防止對下一個樣品造成的記憶效應。
⑦因消化需要回流過程以減少蒸餾逸出損失,建議消化管或凱氏燒瓶要加蓋消化。
3 飼料中粗脂肪含量測定中需要注意的問題
脂肪是廣泛存在于動植物體內(nèi)的一類有機化合物,主要成分是脂肪酸與甘油形成酯,如甘油三酯等。粗脂肪(Crude fat 或ether extract,EE)是飼料中可以溶于乙醚的物質(zhì)總稱,除包括脂肪和類脂(磷脂、糖酯和固醇等)外,還包括可溶于乙醚的其它有機物質(zhì),如脂溶性纖維素、葉綠素、有機酸和臘質(zhì)等,故稱為粗脂肪或乙醚提取物。
本文依據(jù)GB/T6433-94進行飼料中粗脂肪的測定,適用于多種單一飼料、混合飼料和配合飼料的分析。
3.1 儀器操作及注意事項
①稱取樣品時,不要將樣品放在定性濾紙上直接稱量,而應放在無水硫酸紙上稱量,因為定性濾紙水性太強,易造成誤差。
②將稱好的樣品轉移到定性濾紙上打包,并用脫脂棉線扎緊。打包時,要求包成窄的條塊狀,多余線頭不要太長,且應塞入夾縫中為好,以便于在放入索氏提取器時,易操作、節(jié)省浸提腔的空間。
③包好樣品的定性濾紙外面,用鉛筆標記樣品號(最好是所放入鋁盒號)。不要用油筆或鋼筆等標記,以免被乙醚沖洗掉。
④濾紙包放入提脂腔中時,不能超過虹吸管上端。乙醚在濾紙上揮發(fā)不留下油跡為浸提終點。
⑤取出濾紙包放入相應鋁盒中,在室溫通風口處使乙醚揮發(fā),不要立即放入(105±2) ℃烘箱中烘干,否則會引起燃燒。
3.2 其它注意事項
①使用過的乙醚不要丟棄,可通過回流回收重復使用。
②如果是牛油粉那樣的包被性試樣,可準確稱取2 g試樣置于研缽中,加入10~15 g無水Na2SO4,認真研磨后全部移入濾紙,所用研缽、研磨棒均用被乙醚浸濕的脫脂棉認真擦拭,沖洗后連同脫脂棉一起放入筒形濾紙中。
4 飼料中粗纖維含量測定需要注意的問題
纖維素是由碳、氫、氧三種元素構成的一類碳水化合物。一般動物很難利用纖維素,只有反芻動物才能消化少量纖維素。青貯牧草等飼料中粗纖維高達60%~80%(干物質(zhì)計),而精料如玉米、豆粕中粗纖維不到4%。
本文依據(jù)GB/T6434-94飼料中粗纖維的測定方法,適用于各種混合飼料、配合飼料、濃縮飼料和單一飼料。操作中應注意如下要點:
①在酸煮后和堿煮后沖洗至中性過程中,最好用熱蒸餾水,易于過濾。
②含脂肪小于1%的樣本可不脫脂;含脂肪1%~10%的樣本不是必須的, 但建議脫脂;含脂肪在10%以上的則必須脫脂, 或用測脂后的試樣殘渣。
③定量濾紙與定性濾紙的主要差異在于粗灰分的含量不同,定量濾紙粗灰分含量在0.01%(每張灰分0.000 103 g),可忽略不計,而定性濾紙粗灰分含量為0.15%左右。
5飼料中粗灰分含量測定需要注意的問題
飼料中灰分表示了礦物質(zhì)元素和微量元素的含量。
一般植物性飼料中粗灰分可達2%~3%,而骨粉類飼料粗灰分可達10%以上。 本文采用GB/T6438-92飼料中粗灰分的測定方法,適用于各種單一飼料和配合飼料。操作中主要有以下問題需要注意。
①試樣稱重準確至0.000 2 g,兩次恒重之差應小于0.000 5 g。
②用電爐碳化時應小心控制溫度,以防碳化過快,試樣飛濺。特別是含油或糖分高的飼料或液體飼料,可加一定量濾紙蓋住,防止泡沫溢出。
③灼燒后殘渣顏色與試樣中各元素含量有關,含鐵高時為紅棕色,含錳高時為淡藍色,但當有明顯黑色碳粒時,為碳化不完全,應延長灼燒時間。
④為避免坩堝蓋混淆,需在瓷坩堝上做標記,可用三氯化鐵溶液處理,方法為:取0.5%三氯化鐵溶液30 ml,加數(shù)滴0.1 mol/l 硝酸銀溶液(或鋼筆水),混勻,用細筆蘸取此溶液在瓷坩堝上做標記,然后將其置于(550±20)℃高溫電爐中灼燒后即可。
⑤如試樣中鹽類含量過高,應在碳化后用水溶解出鹽類,將不溶物集于定量濾紙中,連同濾紙放入坩堝加熱灰化。然后,將其與浸出鹽類的濾液合在一起,加熱蒸發(fā),使之最后達到熾熱狀態(tài)。最后,靜止冷卻、稱重,這一重量減去坩堝空重即為粗灰分的量。
⑥灼燒后的灰分應呈灰白色無碳粒,若4 h以上還未灰化完全,可取出,冷卻后加幾滴硝酸或過氧化氫,在電爐上干燥后再灰化。
6飼料中鈣含量測定需要注意的問題
動物體內(nèi)礦物質(zhì)元素約占4%,而Ca、P、Mg占礦物質(zhì)元素的75%。可見,鈣對動物來說是一種必需的元素。一般飼料中鈣含量不超過1%,而魚粉、骨粉類飼料中鈣可達5%~11%。
飼料中鈣的測定方法有高錳酸鉀間接測鈣法(仲裁法)和乙二胺四乙酸二鈉絡合滴定法。對于鈣含量低的樣品可采用原子吸收分光光度法,該方法雖未被列為飼料分析的國標方法,但在食品加工業(yè)、林業(yè)分析中已為國家標準采用。該方法特別適用于大批樣品的測定,準確度、精密度完全能滿足飼料分析需求。
本文按照GB/T6436-2002仲裁法進行飼料中鈣含量的測定,適用于單一飼料和配合飼料,檢出限為150 mg/kg。操作中應注意以下要點。
①試樣分解時,有機物或干飼料采用干法,而無機物或液體飼料應采用濕法,即:稱取
試樣2~5 g置于凱氏燒瓶中,準確至0.000 2 g,加入硝酸30 ml,煮沸至NO2氣體逸盡,冷卻后加入70%~72%高氯酸10 ml,小心煮沸至無色,不得蒸干(危險),冷卻后加蒸餾水50 ml,煮沸,驅逐NO2,冷卻后移入100 ml容量瓶中定容。
②在用高錳酸鉀溶液滴定完成后,要進行空白滴定。
③每種濾紙的空白值不同,消耗高錳酸鉀溶液體積也不同。因此至少每盒濾紙應做一次空白溶液測定,滴定空白溶液時應包括濾紙在內(nèi)。
④高錳酸鉀溶液濃度不穩(wěn)定,最好在4℃冰箱內(nèi)保存并應至少每月標定一次。
7 飼料中總磷含量測定需要注意的問題
磷是動物所必需的礦物質(zhì)元素之一,骨骼中僅有4.5%的磷。飼料中磷一般為0.1%~1.0%,只有肉粉中磷可高達5%以上。
磷的測定方法多采用分光光度法,但是顯色方法不同,分為釩鉬黃比色法和磷鉬藍比色法等。本文采用GB/T6437-2002中釩鉬黃比色法,該方法重現(xiàn)性好,適用于各種單一飼料和配合飼料中總磷的測定。在操作中要注意的事項包括以下幾點。
①釩鉬酸銨顯色試劑應避光保存,如生成沉淀則不能使用。 ②試樣分解(同第6章①所述)。
③配制釩鉬酸銨顯色劑時,偏釩酸銨和鉬酸銨皆不易溶。 ④釩鉬酸銨顯色劑用完需再配制時,標準曲線應重新繪制。 總結
通常飼料分析所采用的Weende系統(tǒng)分析方案,即所謂常規(guī)分析方案,它僅僅是飼料營養(yǎng)價值評定的一個指標,并不能準確表示該種飼料所含具體的營養(yǎng)成分,即所得結果往往是一個混合物的集成。因此,這種“粗養(yǎng)分”的分析在飼料評定和日糧配方方面所提供的信息是不夠理想的。
文中對各種“粗養(yǎng)分”分析有關的問題作了討論,并對由于很多物質(zhì)在分析過程中可能產(chǎn)生其它物質(zhì)的問題也作了說明。因篇幅有限,尚未進行各種誤差來源對結果準確性影響的定量分析研究,有待今后深入探討。
此外,要從大批原料或飼料中抽取部分樣品來進行分析得出正確結果,完全如實地反映原物的組成成分,樣品的正確采集和制備仍是重要步驟。正確采集并送至實驗室中的平均樣品較粗、不均勻,因此在分析前都需要進行粉碎、混勻、縮分、裝瓶、貼標簽等,這一系列操作過程稱樣品制備。本文在樣品采集和實驗室制備上并未深入探討。希望讀者能夠在這些方面參考其它資料,做到正確采集和制樣。