饲料方面的正文.doc

南京化工职业技术学院1 前言中国饲料工业处于稳定发展期，目前全国有饲料企业1.5万多家，从业人员约50多万人。中国饲料业改革开放后年平均发展速度保持在20%以上。已完成了从手工作坊式的生产到世界第二大饲料生产国的飞越，成为中国重要的支柱产业之一。中国产业规模大幅提高，总产量突破1.07亿吨；市场竞争加剧，利润趋于平均；行业盈利模式为更多依赖总量增长的盈利模式。 2006年全年中国规模以上饲料加工行业实现累计工业总产值183,760,018千元，比上年增长15.25；全年实现累计产品销售收入176,286,895千元，比上年增长15.35；产销率为95.9；全年实现累计利润总额5,983,097千元，比上年增长21；全年累计亏损企业亏损总额471,562千元，比上年增长2；2006年资金利税率为13.62，比上年略有上升；流动资产周转次数为4.48次；全年资产负债率为56.9；人均销售为754,785.28元；累计全年全部从业人员平均人数为233,559个，比上年同期增长5.55。 2007年中国饲料行业面临良好的发展机遇。目前饲料占畜牧业生产成本的70%以上，对畜牧业的科技贡献率超过40%。2007年畜禽产业发展形势良好，畜禽产销形势整体上会好于2006年，畜产品价格趋于稳定，不会产生大的振荡。2007-2015年中国饲料行业将取得长足发展。到2015年，世界营养不良的人口将削减一半，其间，肉制品将会以每年2%的速度增长，特别是加快猪肉和禽肉增长。这将促进世界添加剂，尤其是蛋氨酸和赖氨酸需求量的增加。2010年中国畜牧业产值占农业总产值的比重将努力达到38%。 中国饲料工业“十一五”发展的具体目标：配合饲料年双班生产能力达到1.7亿吨左右；浓缩饲料产量达到3000万吨；添加剂预混合饲料产量达到600万吨；秸秆饲用率达到50%。饲料产品总体合格率达到95%以上，饲料添加剂及其预混合饲料总体合格率达到90%以上，违禁药物检出率控制在0.1%以下。 2008至2009年金融危机已发展为主要发达经济体的经济衰退，并已蔓延到实体经济。从理论上说，饲料工业不可能不受全球经济形势和我国经济形势变化的影响,那么到底影响有多大？中国饲料工业离西方经济衰退有多远呢？金融危机为中国饲料工业带来哪些新机遇呢？事实证明金融危机直接影响国家大小饲料企业，导致小型饲料企业破产，特别是出口饲料收到严重的影响。在这两年的时间里中国饲料行业收到三氯氰胺的影响。从0809年是饲料行业的低谷，一是受到经济危机的影响，二是国内饲料质量问题，出现三氯氰胺问题，是由于部分商家想降低成本提高蛋白的含量使用三氯氰胺提高蛋白的含量。蛋白含量的高低决定饲料影响价值，所以蛋白的重要性，蛋白的检测也就尤其重要，在传统的饲料粗蛋白测定方法即国标法中，由于操作方法和实验仪器的原因，样本经消化、蒸馏、滴定诸道工序，易造成误差，费时费电。目前生产中常用的方法有国标法、凯氏定氮仪法、强碱直接蒸馏法、双氧水法、双缩脲法等。现有研究资料表明，后四种方法均优于国标法，但各种方法都各有优缺点，本研究以几种不同的蛋白质测定方法测定了一些有代表性的饲料原料，通过比较，以期找到最好的测定方法。2 试验材料2.1 检样的采集、制备直接在生产单位采集三种有代表性的原料检样：鱼粉、玉米蛋白粉、豆粕，分别采用四分法将检样缩至500g，粉碎后并全部通过40目筛，装于密闭容器中，防止试样成分变化或变质。2.2 实验试剂硫酸：化学纯，含量为98%，无氮；混合催化剂：0.4gCuSO4，6gK2SO4或Na2SO4，均为化学纯，磨碎混匀；NaOH：40%水溶液，化学纯；硼酸：2%水溶液，化学纯；混合指示剂：甲基红、0.1%乙醇溶液、溴甲酚绿0.5%乙醇溶液，两者等体积混合，在阴凉处保存期为3个月；0.1moL/LHCL标准溶液：将8.3mL分析纯HCL注入1000mL蒸馏水中；0.02moL/LHCL标准溶液：将1.67mL分析纯HCL注入1000mL蒸馏水中；蔗糖：分析纯；硫酸铵：分析纯，干燥；硼酸吸收液；双氧水：分析纯，含量为30%；酒石酸钾钠：分析纯；碘化钾：分析纯；蛋白质标准溶液(4g/dL)购自北京中生生物工程高技术公司。2.3 实验仪器实验用样品粉碎机或研钵；40目分析筛；分析天平：感量0.0001g；消煮炉或电炉；酸式滴定管；凯氏蒸馏装置；凯氏定氮仪；电热恒温水浴锅；玻璃烧杯；25mL具塞玻璃试管；25 mL、1000mL容量瓶；1 mL、5mL、10mL吸量管；100mL量筒；托盘天平等。3 测粗蛋白的不同的分析方法3.1 国标法3.1.1 原理 国标法测定试样中含氮量，即在催化剂作用下，用硫酸破坏有机物，使含氮物转化为硫酸铵，加入碱进行蒸馏使NH3逸出，用硼酸吸收后，再用盐酸滴定，测出含氮量，将结果乘以换算系数6.25，计算出粗蛋白的含量。3.1.2 试剂 硫酸：化学纯，含量为98%，无氮；混合催化剂：0.4gCuSO4，6gK2SO4或Na2SO4均为化学纯，磨碎混匀；NaOH：40%水溶液，化学纯；硼酸：2%水溶液，化学纯；混合指示剂；0.1moL/LHCL标准溶液；0.02moL/LHCL标准溶液；蔗糖：分析纯；硫酸铵：分析纯，干燥；硼酸吸收液。3.1.3 仪器 实验用样品粉碎机或研钵；40目分析筛；分析天平；消煮炉或电炉；酸式滴定管；凯氏蒸馏装置；凯氏定氮装置。3.1.4 操作步骤3.1.4.1 试样的消化 1：称取试样0.51g（含氮量580mg），准确至0.0002g，小心无损的将样本放入100mL洗净烘干的凯氏烧瓶中。再加入6.4g混合催化剂与试样混合均匀，再加入12mL硫酸和两粒玻璃珠。2：将凯氏烧瓶置于通风厨里的电炉上加热，开始加热时，先用小火，待样品焦化，泡沫消失后，再加强火力，消化时经常转动消化瓶，使全部样本浸入硫酸内，如有黑色油在瓶壁，应待烧瓶冷却后加少量蒸馏水冲洗，再继续加热消化。如有黑炭粒不能全部消化，则待烧瓶冷却后，补加少量硫酸加热，直至呈透明的蓝绿色，然后再继续加热至消化完毕。3.1.4.2 氨的蒸馏 1：试样消煮液冷却后加入20mL蒸馏水，转入100mL容量瓶内，冷却后用水稀释至刻度，摇匀，作为试样分解液。将蒸馏装置的冷凝管末端浸入装有20mL硼酸吸收液和2滴混合指示剂的锥形瓶内。2：蒸汽发生器的水中应加入甲基红指示剂数滴、硫酸数滴，在蒸馏过程中保持此液为橙红色，否则需补加硫酸。准确移取试样分解液1020mL注入蒸馏装置的反应室中，用少量蒸馏水冲洗进样入口，塞好入口玻璃塞，再加入10mL氢氧化钠溶液，小心提起玻璃塞使之流入反应室，将玻璃塞塞好，且在入口处加水密封，以防漏气。3：蒸馏4min后降下锥形瓶使冷凝管末端离开吸收液面，再蒸馏1min，用蒸馏水冲洗冷凝管末端，洗液均流入锥形瓶内，然后停止蒸馏。3.1.4.3 空白测定 称取蔗糖0.5g，代替试样，按照前面的消化蒸馏方法进行空白测定，消耗0.1moL/L盐酸标准溶液的体积不得超过0.2mL，消耗0.2moL/L的盐酸标准溶液不得超过0.3mL。3.1.4.4 滴定 蒸馏后的吸收液立即用0.1moL/L或0.2moL/L标准盐酸溶液滴定，溶液由蓝绿色变成灰红色。同样滴定试剂空白消化液。3.1.5 结果计算粗蛋白质含量（%）=（V一V0）N0.0146.25100M(V2V1)式中：V滴定样品吸收液时所消耗的盐酸标准溶液体积（mL）； V0空白测定吸收液所消耗的盐酸标准溶液体积（mL）； V1样品消化液总的体积（mL）； V2从100mL消化分解液中吸取的消化液体积（mL）；0.014氮的毫克当量数；M样品的质量（g）；N盐酸标准溶液当量浓度3.2 凯氏定氮仪法3.2.1 试剂 同凯氏定氮测粗蛋白。3.2.2 仪器 自动或半自动定氮仪。3.2.3 操作步骤3.2.3.1 试样的消化 称取试样0.51g（含氮量580mg），准确至0.0002g，放入消化管中，加两片消化片（仪器自备）或6.4g混合指示剂，12mL硫酸，于420在消煮炉上消化1h，取出冷却后加入30mL蒸馏水。3.2.3.2 氨的蒸馏 采用定氮仪，将带消化液的管子插在蒸馏装置上，以25mL硼酸为吸收液，加入两滴混合指示剂，蒸馏装置的冷凝管末端要浸入装有吸收液的锥形瓶内，然后向消化管中加入50mL氢氧化钠溶液进行蒸馏。蒸馏时间以流出的液体呈中性为宜，可用pH试纸测试。降下锥形瓶，用蒸馏水冲洗冷凝管末端，洗液均需流入锥形瓶内。3.2.3.3 滴定、空白测定、计算同国标法。3.3 强碱直接蒸馏法3.3.1 原理 强碱直接蒸馏法 (Direct Distillation俗称DD法)是间接测定饲料中粗蛋白质的一种简便的方法。其原理是将粉碎的饲料样品在强碱中消煮，使饲料中的一氨基、酰氨基以及某些特殊基团上的氮素在强碱的作用下以氨的形式释放出来，直接蒸馏到硼酸中，再用盐酸溶液来滴定，根据盐酸消耗量来计算出DD法所测得的表观含氮量。但是，由于DD法测定过程中的氨量的释放是不定量进行的，因此必须根据经典的凯氏定氮法所标定的校正数值，用一定的回归方程来计算样品中的粗蛋白质的含量。3.3.2 试验步骤3.3.2.1消化 称量5.000g样品，粉碎经40目筛后放500mL凯氏烧瓶中，加50mL蒸馏水（边加边摇），使充分混合。3.3.2.2蒸馏 向凯氏烧瓶中加入25mL10%氯化钡溶液，振荡摇匀，再加120mL40%的氢氧化钠溶液，立即连接蒸馏装置进行蒸馏。把蒸馏装置冷凝管的末端浸入盛有50mL2%的硼酸溶液和2 滴混合指示剂的锥形瓶中，轻轻摇动凯氏烧瓶使溶液混匀，然后加热进行蒸馏，待蒸馏出的液体体积达到100mL（总体积达到150mL）时，停止蒸馏。3.3.2.3滴定 用0.1moL/L的盐酸标准溶液进行滴定。3.3.3 结果计算粗蛋白质含量（%）=（V2V1）C0.0146.25100M式中：V2滴定试样时所需标准酸溶液的体积（mL）；V1滴定空白时所需标准酸溶液体积（mL）；C盐酸标准溶液浓度（moL/L）；M试样质量（g）；0.014与1.00mL盐酸标准溶液C(HCL)=1.000moL/L相当的、以g表示氮的质量；样品中含氮量用以下的回归方程计算：y=9.2918x一0.2852式中：x为DD法测定所得到的含氮量； y为样品的实际含氮量。3.4 双氧水法测定3.4.1 试剂 硫酸（GB625）：化学纯，含量为98%，无氮；双氧水：分析纯，含量为30%；氢氧化钠（GB629）：化学纯，40%水溶液（m/v）；硼酸（GB628）：化学纯，2%水溶液（m/v）；混合指示剂；盐酸标准溶液；邻苯二甲酸氢钾法标定液按GB601制备；C（HCL）=0.1moL/L、8.3 mL盐酸（GB622-分析纯）注入1000mL蒸馏水中；蔗糖（HG3-1001）：分析纯；硫酸铵（GB1396）：分析纯，干燥。3.4.2 仪器 实验室用样品粉碎机或研钵、分样筛孔径0.45mm（40目）、分析天平（感量0.0001g）、消煮炉或电炉、滴定管（酸式，10mL、25mL）、250mL消化管、150mL、250mL锥形瓶、定氮仪（以凯氏原理制造的各类型半自动蛋白质测定仪）。3.4.3 原理 浓硫酸和30%浓度的双氧水都是强氧化剂。饲料中的有机物接触到浓硫酸便被脱水炭化。但是在高温条件下，向未被硫酸完全氧化的饲料中滴加30%的双氧水，会使饲料中的有机物彻底氧化、分解，放出CO2、SO2，而释放出的氨气则和硫酸结合生成硫酸铵。然后用半微量凯氏定氮装置对接收液进行蒸馏，再用盐酸标准溶液对接收液进行滴定，根据盐酸消耗量计算出饲料中的粗蛋白质的含量。3.4.4 试验步骤3.4.4.1 样品消化 样品粉碎后全部通过40目。称取试样0.22.0g（含氮量580mg）准确至0.0002g，放入消化管中，加浓硫酸10mL摇匀，管口上放一只小漏斗（在消化过程中起回流作用，以减少硫酸的损失），放在电炉上消煮20min，当硫酸大量冒烟、消化液呈酱油色时，将消化管取下稍冷却（手摸不烫手），向管内加双氧水1015滴，加热消化。如此反复23次，直至管内溶液澄清透明为止。取下消化管，冷却后注入30mL蒸馏水备用。3.4.4.2 氨的蒸馏 采用定氮仪，将带消化液的管子插在蒸馏装置上，以25mL硼酸为吸收液，加入两滴混合指示剂，蒸馏装置的冷凝管末端要浸入装有吸收液的锥形瓶内，然后向消化管中加入50mL氢氧化钠溶液进行蒸馏。蒸馏时间以流出的液体呈中性为宜，可用pH试纸测试。降下锥形瓶，用蒸馏水冲洗冷凝管末端，洗液均需流入锥形瓶内。3.4.4.3 滴定 用0.1moL/L的标准盐酸滴定吸收液，溶液由蓝绿色变成灰红色为终点。记录好盐酸的用量，然后计算出饲料中的粗蛋白质的含量。3.4.4.3 空白测定 同国标法。3.4.5 结果计算 计算方法同国标法。4 试验结果及分析4.1 凯氏定氮仪法与国标法测粗蛋白测定结果的比较及结论（见表1）4.1.1 比较 表1 凯氏定氮仪法与国标法测定结果的比较Table 1 Instrument Kjeldahl method and the results of National Standard Method Comparison项目国标法 凯氏定氮仪法鱼粉玉米蛋白豆粕鱼粉玉米蛋白豆粕测定值（）62.5041.0841.7662.2341.0641.8561.9441.2041.0261.9741.1541.0663.1740.8641.2063.1541.2041.1563.2340.9841.3062.9841.9841.2060.2741.4541.2560.8240.9941.3562.8541.2041.7061.6841.1540.8862.9941.1240.9862.6041.0542.3062.7640.9442.2063.2540.8741.88平均值（）62.4641.1041.4262.3741.0741.46总计499.71328.83331.41498.98328.55331.67标准差1.220.631.120.380.330.36变异系数0.0190.0150.0270.0060.0080.0094.1.2 结论4.1.2.1 精密度的比较 两种方法的8次平行测粗蛋白含量结果见表1。试验结果表明采用定氮仪分析法测定密度优于国标法，相对标准偏差较小。4.1.2.2 两种消化系统的比较 从表2可以看出，对于同一样品和称样量，模块式消化系统在消化中损失的酸少，且采用模块式消化系统DS4可以一次性消化4个样品，大大提高了工作效率。表2 两种消化系统的比较Table 2 Comparison of two kinds of digestive system项目传统电炉消化模块式消化系统需用的酸总量/mL1212蒸发损失的酸/mL51.2消煮时间23h4560min加热控制无控温，单个加热带控温的模块式消化炉4.1.2.3 两种方法测定结果的比较 分别用国标法与定氮仪分析方法测定三种成分的粗蛋白质的含量，对测定结果进行统计学处理。经t检验，p0.05，两种方法无显著差异，测定结果可靠（测定结果见表1）。同时，由实验得知，自动定氮仪从消化到蒸馏的过程，无试样转移过程，而且自动定氮仪采用颜色终点技术，可以避免人为因素产生的误差。4.2 强碱直接蒸馏法与国标法测粗蛋白测定结果的比较（见表3）4.2.1 比较表3 强碱直接蒸馏法与国标法的测定结果比较Table 3 alkaline direct distillation method and the results of National Standard Method of Measurement Comparison项目国标法强碱直接蒸馏法鱼粉玉米蛋白豆粕鱼粉玉米蛋白豆粕测定值（）63.0241.3042.1062.7740.9741.2562.9441.2040.9562.8541.0241.2062.8040.9041.2262.9040.9541.0462.8040.9441.2062.7841.0441.3062.7841.0642.6462.7041.2041.7662.8441.2541.0262.7441.4041.0962.6241.2041.7062.8040.9042.1062.9040.8541.6862.8240.9741.3862.8841.2041.5062.6841.2041.2562.6441.1541.9562.7041.1241.20平均值（）62.8241.1141.5562.7741.0441.36总计628.58411.05415.96627.74410.77413.57标准差0.1250.1600.4380.0750.1120.327变异系数0.1980.3840.0540.1200.2740.7914.2.2 结论 从表3可以看出，强碱直接蒸馏法测定的结果与凯氏定氮法测定的结果相差不大，标准差相近，均在国际法两个平行样品测定允许范围之内，说明强碱直接蒸馏法与国标法测定饲料中的粗蛋白质有相同的准确性。强碱直接蒸馏法的分析速度快，省时、省电、环境污染少，不失为一种较为理想的测定方法，缺点是蒸馏时的操作要严格控制，蒸馏物产生泡沫，控制不好易产生误差。4.2.3 测定结果准确性的影响因素 DD法实测的氮不是全氮，而是部分不稳定氮量。由于所释放的氨的数量不是定量地的，随着测试条件的改变，氮含量也不断改变。因此，要保证测定结果准确性，必须严格控制测试条件。4.2.3.1 蒸馏速度 蒸汽量决定了样品的蒸馏速度，决定了单位时间内释放的氨量。蒸馏速度是否恒定直接影响测定结果的准确性。因此，用DD法进行饲料中蛋白质测定时，要求所用的蒸馏装置供给的蒸汽量和蒸馏速度是恒定的。实验证明，手工条件下蒸馏速度12mL/min为宜。4.2.3.2 馏出液体积 要保证测定结果的准确性，必须保证馏出液体积为规定值。用DD法蒸馏时释放的氨不是定量地进行，而是随馏出液体积增加而增加，从而影响测定结果。必须严格控制，本方法规定馏出液体积为100mL。4.2.3.3 碱浓度和碱量 DD法是用强碱直接将样品不稳定氮蒸馏出来，参加反应的氢氧化钠浓度直接影响所释放的氨量。本方法采用40%氢氧化钠，蒸馏瓶中碱最终浓度为20% 。4.3 双氧水法与国标法测粗蛋白测定结果的比较及结论（见表4）4.3.1 比较表4 双氧水法与国标法测粗蛋白的测定结果的比较Table 4 Hydrogen peroxide law and the national standard method measuring the results of the determination of crude protein in comparison项目国标法双氧水测定法鱼粉玉米蛋白豆粕鱼粉玉米蛋白豆粕测定值（）61.2543.3842.1062.6040.6341.2761.9741.6243.2061.8041.8942.3063.2142.2441.4063.2441.3242.2563.2441.0243.4162.4042.2943.1462.6042.1042.0661.7542.4041.8360.1740.4143.1063.1041.4142.6063.1542.4041.1762.8243.0543.2062.5439.8141.8062.1040.2741.74平均值（）62.2741.6242.2862.4841.6642.42总计498.13332.98338.24499.81333.26338.33标准差1.0901.1610.8550.5680.9340.652变异系数0.01750.0280.0200.0090.02240.0154.3.2 结论 从表4中可以看出用双氧水法测定饲料中的粗蛋白质，其结果与国标法测定相差不大，而其相对误差也相对要小。对测定结果进行统计学处理，经t检验，p0.05，两种方法无显著差异。本测定技术结果与国标法测定结果完全吻合。这种方法实际上并未在凯氏定氮法上有多大的改进，只是在消化的过程中滴加了双氧水，使消化反应的时间减少了，因而在实际的工作中能够节省时间。本法消化时间比国标法缩短近3h，可节约大量电耗，降低测定成本。但双氧水为强氧化剂，要小心尽量不要与手接触，用后拧紧瓶塞，防止氧化性能降低，一般用小磨口滴瓶分装使用。5 讨论蛋白质是饲料的重要组成部分，蛋白质含量直接关系到饲料的质量。饲料中蛋白质的检测十分重要。目前国家标准采用国标法，此法的缺点：样品需要消化处理，时间长，测定过程烦琐；测定的是含氮化合物（其中包括一些非蛋白氮），结果称为粗蛋白。试验测定结果受很多因素影响，准确掌握操作各环节及其药品用量，才能保证试验结果准确客观。5.1 样品称取量视样品含氮量和均匀度而定。一般来说，样品量越少，消化越快，样品量的确定大致如下：均匀的样品（不含水）0.11.0g；不均匀的样1.03.0g；液体样品（含氮量而定）1.0100mL。当样品的均匀度不是主要限制因素时，样品量的确定与样品含氮量有关。分析样品的理想含氮量应为10100mg。5.2 酸碱的用量一般样品仅需12mL浓硫酸，对于高脂肪物质（大于10%脂肪）需加入15mL浓硫酸，这时可以缓慢的加入3mL30%35%过氧化氢来减少冒泡，加入后应使其反应结束才能继续下一步操作。氢氧化钠溶液的浓度不要超过40%，否则会形成结晶影响泵的功能，40%氢氧化钠溶液需为浓硫酸量的4倍。5.3 准确度作数次氮回收率的测定，检验操作过程和设备的准确性。5.3.1 氮的损失 用每烧瓶0.1200g硫酸铵和0.67g蔗糖的取样量，按样品准备步骤所述加入所有其他试剂，和样品分析一样的方法进行消化和蒸馏。理论含氮量21.20%，实测氮含量21.09%，回收率达到99.5%。5.3.2 消化效率 用0.1000g盐酸赖氨酸和0.67g蔗糖的取样量，按样品准备步骤所述加入所有其他试剂，和样品分析一样的方法进行消化和蒸馏。理论含氮量15.34%，实测氮含量15.18%，回收率达到99.8%。5.3.3 蒸馏/滴定效率 蒸馏0.1200g硫酸铵（省略消化步骤），理论含氮量21.20%，实测氮含量21.15%，回收率达到99.8%。5 结论试验结果表明，本实验条件下，凯氏定氮仪法、强碱直接蒸馏法、双氧水法与国标法