概略养分分析

1、概略养分分析概略养分分析2006.12一一 概述概述 饲料营养价值评定体系是随着动物营养学的发展需要而逐步建立的，是由传统营养产生的一个重要领域。 饲料养分概略分析（Feed proximate analysis)，又称饲料常规成分分析。目前，国际上通常采用在1864年由德国科学家Hanneberg和Stohmann在Weende实验站提出的常规饲料分析方案，亦称Weende饲料分析体系。此体系将饲料中的养分分为六大类：（1）水分(moisture) （2）粗灰分(ash)（3）粗蛋白质(crude protein, 缩写CP)（4）粗脂肪(ether extract, 缩写EE)（5）粗纤维

2、(crude fiber, 缩写CF)（6）无氮浸出物(nitrogen free extract, 缩写NFE)（7）矿物质（钙磷等）（8）能量（总能等）1.饲料中水分的测定1.1测定原理 饲料中的水分常以两种状态存在。一种是含于动植物体细胞间，与细胞结合不紧密而易挥发的水，称为游离水或自由水；另一种是与细胞内胶体物质紧密结合在一起，形成胶体水膜而难以挥发的水，称为结合水或束缚水。两种水分之和即构成动植物体的总水分。二.常规成分测定 常规饲料分析将饲料中总水分分为初水和吸附水。 1.初水（primary moisture) 即自由水，游离水或原始水分。 将新鲜饲料样品切细，放置于饲料盘中，在

3、6070烘箱中烘34小时，取出在空气中冷却30min，在同样烘干1h，取出，待两次称重相差小于0.05g时，所失重量即为初水。此时样品变为风干样。 2.吸附水（absorption water）即结合水或束缚水 测定初水后的饲料或经自然风干的饲料，放入称量皿中，在1052 烘箱内烘干23h后取出，放入干燥器中冷却30min，再重复烘干1h，待两次称重相差小于0.002g时，即为恒重，失去的重量为吸附水。1.2水分测定的几种途径1.烘箱干燥2.真空干燥3.冷冻干燥4.水分快速测定装置1.3仪器设备（1）实验室用样品粉碎机或研钵（2）分析筛（孔径0.45mm,40目）（3）分析天平（感量0.000

4、1g） (4) 称样皿（玻璃或铝制，直径40mm以上，高度25mm以下）（5）电热式恒温烘箱（可控温度1052 ）（6）干燥器（变色硅胶或氯化钙做干燥剂）1.4测定步骤 1.将洁净的称样皿，在1052 烘箱中烘1h，取出，在干燥器中冷却30min，称重，准确至0.0002g 。重复以上操作，直至两次质量之差小于0.0005g为恒重。 2.在已知质量的称样皿中称取两份平行试样，每份25g（含水量0.1 g以上，样厚4mm以下），准确至0.0002g。 3.将盛有样品的称样皿不盖盖，在1052 烘箱中烘3h（温度达到105 时开始计时），取出，盖好称样皿盖，在干燥器中冷却30min，称重。 4.再

5、同样烘1h，冷却，称重，直到两次质量差小于0.002g。1.5结果处理 W(H2O)=m1-m2/m1-m0 式中：m0 为已恒重称样皿的质量 m1为105 烘干前试样及称样皿的质量 m2为105 烘干后试样及称样皿的质量重复性含水量10，允许相对偏差为1； 510， 3； 5， 5 1.6 注意事项 1.含脂肪高的样品，烘干时间长反而会增重，此由脂肪氧化所致，应以增重前那次称量为准。 2.加热时试样中的挥发性物质可能会与试样中水分一起损失。 3.含糖分高，易分解或易焦化的样品，应使用减压干燥法测定水分。2.粗灰分的测定 2.1 测定原理 粗灰分是饲料、动物组织和动物排泄物样品在550600

6、高温炉中将所有的有机物质全部氧化后剩余的残渣。主要成分为矿物质氧化物或盐类等无机物质，有时还含有少量的泥沙。 灰分有水溶性与水不溶性，酸溶性与酸不溶性之分。水溶性灰分大部分是钾钠钙镁等的氧化物和可溶性盐；水不溶性灰分除泥沙外，还有铁铝等的氧化物和碱土金属的碱式磷酸盐。酸不溶性灰分大部分为污染掺入的泥沙和动植物组织中经灼烧形成的二氧化硅。2.2 仪器设备（1）实验室用样品粉碎机或研钵（2）分析筛（孔径0.45mm,40目）（3）分析天平（感量0.0001g）（4）高温电炉（电加热，可控炉温550600 ）（5）坩埚（30ml，瓷质）（6）干燥器 (变色硅胶或干燥级氯化钙做干燥剂）2.3 测定步骤

7、 （1）将坩埚和盖一起放入高温炉中，于550 2 0 下灼烧30min，取出，在空气中冷却约1min，放入干燥器中冷却30min，称重。再重复灼烧，冷却、称重，直至两次称重质量之差小于0.0005g为恒重。 （2）在已知质量的坩埚重称取25g试样（灰分质量应在0.05g以上），在电炉上低温炭化至无烟为止。 （3）炭化后将坩埚移入高温炉中，在550 2 0 下灼烧3h，取出，在空气中冷却约1min，放入干燥器中冷却30min，称重。再同样灼烧1h，冷却、称重，直至2次称重质量之差小于0.001g为恒重。2.4 结果处理 W(Ash)=m2-m0/m1-m0 式中：m0 为已恒重坩埚的质量 m1为

8、坩埚加试样的质量 m2为灰化后坩埚加灰分的质量重复性粗灰分含量5%时，允许相对偏差为1； 5% 52.5 注意事项 （1）试样开始炭化时，应打开部分坩埚盖，便于气流流通；开始加热时，温度应逐渐上升，防止火力过大过猛而使部分样品颗粒被逸出的气体带走。 （2）为了避免试样氧化不足，试样应松松的放在坩埚内。 （3）灼烧温度不宜超过600 ，否则会引起磷或硫等盐的挥发。 （4）坩埚的编号应使用氯化铁墨水。3.饲料中粗蛋白的测定 饲料中的含氮物质包括纯蛋白和氨化物(氨基酸，酰胺，硝酸盐及铵盐等)，两者总称为粗蛋白。 测定粗蛋白质的方法大致可分为直接法和间接法。（1）直接法是根据蛋白质的物理及化学性质直接

9、测定蛋白质含量的方法，其中有紫外吸收法，双缩脲法，茚三酮法及放射性同位素法等。 （2）间接法是根据每种蛋白质的含氮量是恒定的，通过测定样品中的含氮量推算蛋白质含量的方法。常用的有凯氏定氮法，强碱直接蒸馏法，杜马斯法等。其中19世纪建立的凯氏定氮法是最为经典的一种方法，据此方法人们已研制出了各种蛋白质测定仪，从而大大减轻了试验人员的工作量，加快了分析速度。3.1 测定原理 各种饲料的有机物质在催化剂(如硫酸铜或硒粉)的帮助下，用浓硫酸进行消化，使蛋白质和氨态氮（一定条件下也包括硝酸态氮）都转变成氨气，并被浓硫酸吸收变为硫酸铵；而非含氮物质，则以二氧化碳、水、二氧化硫的气体状态逸出。然后消化液在强

10、碱的作用下进行蒸馏，释放出氨气，通过蒸馏，氨气随水蒸气顺着冷凝管流入硼酸吸收液中，并与之结合为硼酸胺。接着以甲基红溴甲酚绿作为混合指示剂，用盐酸标准滴定溶液滴定，求出氮的含量，再乘以一定的换算系数(通常用6.25），得出样品中粗蛋白质的含量。相关主要化学反应如下：消化消化 2CH3CHNH2COOH+13H2SO4 (NH4)2SO4+6CO2+12SO2+16H2O蒸馏蒸馏(NH4)2SO4+2NaOH2NH3+2H2O+Na2SO4 H3BO3+NH3NH4H2BO3 滴定滴定 NH4H2BO3 +HClH3BO3+NH4Cl3.2 仪器设备（1）实验室用样品粉碎机或研钵（2）分析筛（孔径

11、0.45mm,40目）（3）分析天平（感量0.0001g）（4）消煮炉或电炉（5）酸式滴定管（6）凯氏烧瓶（7）凯氏蒸馏装置（8）锥形瓶（150ml,250ml）（9）消煮管（250 ml）（10）以凯氏原理制造的各类型半自动或全自动定氮仪3.3 所需试剂 （1）浓硫酸（GB 625，化学纯） （2）硫酸铜（GB 665，化学纯） （3）硫酸钾或硫酸钠（化学纯） （4）400gL氢氧化钠溶液 （5）20 gL硼酸溶液 （6）盐酸标准滴定溶液（0.1gL，0.2gL） （7）混合指示剂（甲基红1gL乙醇溶液与溴甲酚绿5gL乙醇溶液等体积混合，阴凉处保存三个月以内） （8）硼酸吸收液（10gL硼酸

12、溶液1000ml ,加入甲基红1gL乙醇溶液7ml,与溴甲酚绿1gL乙醇溶液10ml,40gL氢氧化钠溶液0.5ml,混合，置于阴凉处保存1个月）（全自动定氮分析仪使用）3.4 测定步骤 （1）试样的消化 称取0.51g试样，准确至0.0002g，放入开始烧瓶或消化管中，加入硫酸铜0.4g，无水硫酸钾（或无水硫酸钠）6g,与试样混合均匀，再加浓硫酸10ml和两粒玻璃珠。把凯氏烧瓶或消化管放在通风橱内的电炉或消煮炉上小心加热，待样品焦化，泡沫消失，再加大火力，至溶液澄清后，再加热15min。 试剂空白测定：另取凯氏烧瓶或消化管一个，不加试样，重复以上操作。（2）氨的蒸馏（3）滴定（4）空白测定（

13、5）测定步骤检验3.5 结果处理 W(CP)=(V1-V2)c 0.0140 6.25/ m式中：c为盐酸标准滴定溶液浓度； m为试样 质量；V1为滴定试样时所需盐酸标准滴定溶液体积；V2为空白滴定时所需盐酸标准滴定溶液体积；6.25为氮换算为蛋白质的平均数重复性粗蛋白含量25%，允许相对偏差为1%； 1025%， 2%； 10%， 3%3.6 注意事项 1.试验安全 2.消化时应经常转动消化管，以使消化进行的迅速完全 3.各种饲料的粗蛋白中实际含氮量变异范围在14.719.5%之间，平均为16% 。凡饲料的粗蛋白含氮量已经确定的，应用实际系数换算。如荞麦、玉米用系数6.00，小麦、大豆、燕麦

14、、黑麦用系数5.70，牛奶用系数6.384.饲料中粗脂肪的测定4.1 测定原理 粗脂肪是饲料、动物组织、动物排泄物中脂溶性物质的总称。常规饲料分析中，通常是将试样放于特制的仪器中，用脂溶性溶剂（乙醚、石油醚、氯仿等）反复抽提，从而把脂肪抽提出来。粗脂肪中除真脂肪外，还含有其他溶于乙醚的有机物质，如类脂、叶绿素、胡萝卜素、蜡及脂溶性维生素等物质，故称粗脂肪或乙醚浸出物。4.2 仪器设备（1）实验室用样品粉碎机或研钵（2）分析筛（孔径0.45mm,40目）（3）分析天平（感量0.0001g）（4）恒温烘箱（5）干燥器 (变色硅胶或干燥级氯化钙做干燥剂）（6）滤纸桶（脱脂）（7）脂肪测定仪4.3 测

15、定步骤 (1)打开脂肪测定仪恒温加热装置，控制工作温度为75。 （2）称取2g 左右的样品（准确至0.0002g）,放入滤纸桶中烘干。 （3）用套筒夹将滤纸桶装入浸提冷凝管 （4）称量浸提杯的质量，然后加入约50ml无水乙醚。放于仪器加热板上，扳下冷凝管提升机构，使浸提杯与冷凝管连接好。 （5）接通冷凝水，将滤纸桶置于“沸腾”位置。（6）无水乙醚沸腾15或30min（依样品含油量而异）后，将滤纸桶提升到“冲洗”位置，冲洗30或45min。（7）冲洗结束后，关闭冷凝管旋塞阀，回收乙醚。（8）松开提升机构，取下浸提杯，放入烘箱烘干，并在干燥器中冷却浸提杯，称重。4.4 结果处理 W(EE)=m-m

16、0/m式中，m为浸提后浸提杯和浸出物质量 m0 为浸提杯的质量 m为所称量的样品质量重复性粗脂肪含量10%，允许相对偏差为3； 10%， 54.5 注意事项（1）全部称量操作，样品包装时要戴乳胶或棉手套。（2）使用乙醚时，严禁明火加热，保持室内通风良好。（3）回收乙醚应密闭妥善保存5.饲料中粗纤维的测定5.1 测定原理 粗纤维是植物细胞壁的主要成分，包括纤维素、半纤维素、木质素及角质等成分。纤维素是高分子化合物，不溶于水和任何有机溶剂。在稀酸和稀碱中也相当稳定，但与硫酸或盐酸共热时可水解为葡萄糖。 将饲料样品经1.25稀酸、稀碱各煮沸30min后，再用乙醇除去醇可溶物，经高温灼烧扣除矿物质的量

17、，所余量称为粗纤维的量。 它不是一个化学实体，只是在公认强制规定的条件下，测出的概略养分。5.2 仪器设备（1）实验室用样品粉碎机或研钵（2）分析筛（孔径1.00mm,18目）（3）分析天平（感量0.0001g）（4）恒温烘箱（5）高温电炉（电加热，可控炉温550600 ）（6）坩埚（瓷质）（7）干燥器 (变色硅胶或干燥级氯化钙做干燥剂（8）纤维分析仪（滤袋技术）5.3 试验步骤（1）称取1g左右试样，准确至0.0002g，装入已知质量的滤袋，封口，平放于样品架上。（2）将样品架置于分析仪的消煮容器中，加入19002000ml室温硫酸溶液，密封，酸消化45min 。（3）排废液，加190020

18、00ml热水，清洗35min。重复2次。（4）加入19002000ml室温碱溶液，密封，碱消化45min 。重复（3）操作。（5）将样品取出，将滤袋中水分轻轻挤掉。然后将滤袋置于干净烧杯中，加入丙酮，浸没滤袋，23分钟后取出，轻轻挤掉丙酮，于通风橱内凉干。（6）105烘箱中烘干23h，冷却，称重。（7）将滤袋置于已知质量的坩埚中，在电炉上炭化至无烟。然后转移到高温电炉中550灰化2h。冷却，称重。5.4 结果处理 W(CF)=(m3-m2-m4+m5)/m1式中： m1为试样质量， m2为滤袋质量， m3为滤袋加残渣质量， m4为灰分质量， m5为空白灰分质量5.5 Van Soest纤维素分

19、析方案 鉴于传统的粗纤维测定方法存在严重的缺点，测出的结果仅包括部分纤维素和少量半纤维素以及木质素。所测的粗纤维含量要低于实际含量从而导致计算得出的无氮浸出物含量高于实际含量。另外，粗纤维不是一种纯化合物，而是几种化合物的混合物。 Van Soest于1964年提出了中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的测定方法，即Van Soest纤维素分析方案。6.饲料中无氮浸出物的计算 无氮浸出物主要指的是易于被动物利用的淀粉、双糖、单糖等可溶性碳水化合物。常用饲料中无氮浸出物含量一般在50%以上，特别是植物籽实和块根（块根饲料中含量高达7085%）。饲料中无氮浸出物含量高，适口性好，消化率高，是动物能量的主要来

20、源。但动物性饲料中无氮浸出物含量很少。另外，还包含水溶性维生素等其他成分。 常规饲料分析不能直接分析饲料中无氮浸出物，而是通过相差计算法而求得。公式如下：W(NFE)=100% （ W(H2O)+ W(Ash)+W(CP)+W(EE)+W(CF)）%三.饲料常规分析的局限性 1.它仅仅是饲料营养价值评定的一个指示，它不能精确表示饲料所含的营养成分，从而导致它在饲料评定和日粮配合方面所提供的信息不够理想。 2.在常规饲料分析中没有考虑营养成分间的定性问题，而这些营养成分对动物的生理作用和营养功能却有着不同的重要性。常规饲料分析方案中不同组分中的成分组分 成分水分水分（可能存在挥发性物质）粗灰分必

21、需与非必需元素粗蛋白质蛋白质,氨基酸,胺类,含氮糖苷,糖脂,B族维生素，硝酸盐类等粗脂肪脂肪,油脂,蜡,有机酸,色素,甾醇,脂溶性维生素（A.D.E.K）粗纤维纤维素,半纤维素,木质素无氮浸出物淀粉,糖,果聚糖,半纤维素,果胶,木质素,有机酸,树脂,色素,水溶性维生素EDTA法测钙1.测定原理 将试样中的有机物破坏，使钙溶解，制备成溶液。用三乙醇胺、乙二胺、盐酸羟胺和淀粉溶液消除干扰离子的影响，在碱性溶液中，以钙黄绿素作指示剂，用EDTA标准溶液络合滴定钙，可快速测定钙的含量。有关反应化学方程式 溶液中的钙离子与钙黄绿素指示剂形成绿色荧光络合物Ca+In（钙黄绿素指示剂）Ca-In(绿色荧光)

22、 EDTA络合钙离子 Ca+EDTACa-EDTA（无色） 当滴定到等当点附近时，与指示剂络合的钙离子被EDTA夺取，释放出指示剂，当绿色荧光全部消失，即溶液中的钙离子都被EDTA络合，从而指示终点Ca-In+EDTACa-EDTA+In(紫红色) 2.仪器设备（1）实验室用样品粉碎机或研钵（2）分析筛（孔径0.45mm,40目）（3）分析天平（感量0.0001g）（4）高温炉（可控温度55020 ）（5）瓷质坩埚（6）容量瓶：100ml（7）滴定管（酸式，25或50ml）（8）玻璃漏斗（9）定量滤纸（10）移液管（10，20ml ）（11）烧杯（12）凯氏烧瓶3.所需试剂（1）KOH溶液 2

23、00g/L （2）三乙醇胺溶液（1：1水溶液）（3）乙二胺溶液（1：1水溶液）（4）钙红指示剂（5）盐酸羟胺（分析纯）（6）1g/L孔雀绿指示剂（7）10g/L淀粉溶液（8）0.01 mol/L EDTA标准溶液4.测定步骤1.试样分解：有干法和湿法 （1）干法：称取试样）干法：称取试样25g于坩埚中，电炉上于坩埚中，电炉上低温炭化至无烟，再放入高温炉中灼烧低温炭化至无烟，再放入高温炉中灼烧3h。灰。灰化完全后加盐酸和浓硝酸，煮沸。将溶液转入化完全后加盐酸和浓硝酸，煮沸。将溶液转入100ml 容量瓶中，室温定容，摇匀备用。容量瓶中，室温定容，摇匀备用。（2）湿法：称取试样）湿法：称取试样25g

24、于凯氏烧瓶中，加于凯氏烧瓶中，加入硝酸入硝酸10ml，煮沸，至二氧化氮黄烟逸尽，冷，煮沸，至二氧化氮黄烟逸尽，冷却后加入却后加入7072%高氯酸高氯酸10ml,小心煮沸至无小心煮沸至无色，冷却加水，并煮沸驱赶二氧化氮，冷却后色，冷却加水，并煮沸驱赶二氧化氮，冷却后转入转入100ml容量瓶，加水定容，摇匀备用。容量瓶，加水定容，摇匀备用。2.加入各种掩蔽剂 准确移取试样分解液适量（含钙准确移取试样分解液适量（含钙2-25mg）于三角瓶中，加蒸馏水于三角瓶中，加蒸馏水50ml；依次加淀粉溶；依次加淀粉溶液液10ml，三乙醇胺，三乙醇胺2ml，乙二胺溶液，乙二胺溶液1ml，每，每加完一种试剂充分摇匀

25、；然后加孔雀石绿指加完一种试剂充分摇匀；然后加孔雀石绿指示剂一滴，摇匀，滴加示剂一滴，摇匀，滴加200g/L KOH溶液至无溶液至无色，再加色，再加KOH溶液溶液10ml，加入，加入0.1g 盐酸羟盐酸羟胺，摇匀溶解。胺，摇匀溶解。3.用EDTA标准溶液滴定5.结果处理Ca(%)= T V 2 V 0 100% m V 1式中：T为EDTA标准溶液对钙的滴定度；m为试样质量；V 0为试样分解液总体积； V 1为所取试样分解液的体积； V 2为实际消耗的EDTA标准溶液的体积重复性钙含量5%，允许相对偏差为3； 15%， 5； 1%， 106.注意事项1.应注意各掩弊剂加入的条件和次序，且每加一种试剂均要摇匀。2. 因钙黄绿素指示剂和盐酸羟胺的水溶液不稳定，它们均用固体。3.指示剂加入量应适当，若加入量过多则会导致滴定终点难以判断。总磷的测定1.测定原理 将试样中的有机物破坏，使磷溶解出来，在酸性溶液中，磷与钒钼酸铵生成黄色络合物，在400nm波长下比色测定。此法测得为总磷，包括植酸磷。2.仪器设备（