飼料中丙酸、丙酸鹽的測定方法改進(jìn)研究*

李 理 唐 坤 劉曉莉 陳晉瑩

(中儲糧成都儲藏研究院有限公司 610091)

解決飼料霉變一方面要控制飼料的水分不超過規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，另一方面在飼料中添加防霉劑。丙酸、丙酸鹽是公認(rèn)的最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、安全有效的防霉劑[1～2]。丙酸為無色液體，具有揮發(fā)性，能與水混溶。丙酸鹽主要是指丙酸鈣、丙酸鈉、丙酸鋅、丙酸鉀、丙酸銨等，多為白色顆?；蚍勰瑹o臭或稍有異臭味，溶于水；在酸性條件下，產(chǎn)生游離丙酸。2018年重新頒布了《飼料中丙酸、丙酸鹽的測定》(GB/T 17815-2018)[3]，由于標(biāo)準(zhǔn)中的蒸餾方法存在一定不足，使丙酸、丙酸鹽的測定有一定誤差。本實(shí)驗(yàn)將蒸餾裝置改進(jìn)后測定飼料中的丙酸、丙酸鹽，即對樣品充分蒸餾后進(jìn)行氣相色譜分析。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

水:GB/T 6682-2008中一級水(除非另有說明，在分析中僅使用分析純試劑)。

磷酸：優(yōu)級純，氯化鈉，石英砂，硅油。

磷酸溶液(1+1)：量取50 mL磷酸用水稀釋至100 mL，混勻。

甲酸溶液(2+98)：移取2 mL甲酸用水稀釋至100 mL，混勻。

丙酸標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：準(zhǔn)確稱取1.0310 g丙酸(C3H6O2，純度≥97%)于100 mL容量瓶中，加水溶解并定容，搖勻。此液1 mL含10 mg丙酸，在4℃可保存30 d。

丙酸標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：移取丙酸標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液10.0 mL置于100 mL容量瓶中，用水稀釋定容。此液1 mL含1 mg丙酸，臨時(shí)現(xiàn)配。

0.45 μm濾膜。

樣品按GB/T 14699.1采樣，按GB/T 20195制備試樣，粉碎后過0.42 mm孔徑的分析篩，混勻后裝入密閉容器中備用。

1.2 儀器與設(shè)備

氣象色譜儀：Agilent7890A氣相色譜儀，配有自動(dòng)進(jìn)樣器、氫火焰離子化檢測器；水蒸氣蒸餾裝置：具500 mL蒸餾燒瓶；分析天平：感量0.0001 g和0.1 g。

1.3 檢測方法

采用氣相色譜法進(jìn)行檢測。

色譜柱：聚乙二醇(PEG)石英毛細(xì)管柱，柱長30 m，內(nèi)徑0.25 mm，膜厚度0.5 μm或等同性能色譜柱。載氣：氮?dú)?、氫氣、空氣，純?99.99%。載氣流速：1.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度：250℃；分流比：5∶1；檢測器溫度：250℃。柱溫箱溫度：110℃保持5 min，然后以10℃/min的速率升到180℃，保持5 min。進(jìn)樣量：1 μL。

1.4 實(shí)驗(yàn)步驟

1.4.1 試樣溶液的制備 做兩份平行試驗(yàn)，準(zhǔn)確稱取50 g試樣(精確至0.1 g)置于500 mL蒸餾瓶中，迅速加入200 mL水、80 g氯化鈉、10 mL磷酸溶液、10 g石英砂及2～3滴硅油，進(jìn)行水蒸氣蒸餾，將250 mL錐形瓶置于冰水浴中作為吸收液裝置，蒸餾直至餾出液接近240 mL時(shí)停止。將錐形瓶于室溫下放置30 min，然后將蒸餾液移至250 mL容量瓶中，加1.0 mL甲酸溶液，用水定容[4～5]。充分搖勻后用0.45 μm的濾膜過濾待測。

1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的制備 準(zhǔn)確移取丙酸標(biāo)準(zhǔn)工作溶液2.5 mL、5.0 mL，丙酸標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液1.0 mL、2.5 mL、5.0 mL、10.0 mL置于500 mL蒸餾瓶中，迅速加入200 mL水、80 g氯化鈉、10 mL 磷酸溶液，立即進(jìn)行水蒸氣蒸餾，將250 mL錐形瓶置于冰水浴中作為吸收液裝置，蒸餾直至餾出液接近240 mL時(shí)停止。將錐形瓶于室溫下放置30 min，然后將蒸餾液轉(zhuǎn)至250 mL容量瓶中，加1.0 mL甲酸溶液，用水定容，充分搖勻后用0.45 μm的濾膜過濾，丙酸標(biāo)準(zhǔn)溶液最終濃度分別為10.0 μg/mL、20.0 μg/mL、40.0 μg/mL、100.0 μg/mL、200.0 μg/mL、400.0 μg/mL。

1.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

丙酸含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)W1計(jì)，數(shù)值以毫克每千克(mg/kg)表示，按式(1)計(jì)算:

W1=c×V/m

(1)

式中：

c—丙酸標(biāo)準(zhǔn)溶液中丙酸濃度，單位為微克每毫升(μg/mL)；

V—蒸餾液的體積，單位為毫升(mL)；

m—試樣質(zhì)量，單位為克(g)；

丙酸鹽含量以丙酸計(jì)。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)方法的測試結(jié)果

將配置好的濃度分別為200.0 μg/mL、400.0 μg/mL的丙酸標(biāo)準(zhǔn)工作溶液(按照圖1中國標(biāo)蒸餾方法各1 μL注入氣相色譜儀，測定丙酸的峰面積(A)。結(jié)果表明，200.0 μg/mL丙酸標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的峰面積為11.7，400.0 μg/mL的丙酸標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的峰面積為76.7。很顯然，使用該方法蒸餾的效果較差，還有大量的丙酸未蒸出。

圖1 未改進(jìn)前的水蒸氣蒸餾裝置

2.2 改進(jìn)蒸餾方法的測試結(jié)果

對國標(biāo)中的蒸餾方法進(jìn)行改進(jìn)，在樣品溶液下面通過加熱的方式加快丙酸的蒸發(fā)(加熱溫度為100℃)，裝置如圖2所示。

圖2 改進(jìn)后的水蒸氣蒸餾裝置

2.2.1 工作曲線的測定 將配置好的濃度分別為10.0 μg/mL、20.0 μg/mL、40.0 μg/mL、100.0 μg/mL、200.0 μg/mL、400.0 μg/mL的丙酸標(biāo)準(zhǔn)工作溶液1 μL注入氣相色譜儀，以丙酸濃度(μg/mL)為橫坐標(biāo)，其相應(yīng)峰面積(A)為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線(如圖3)。結(jié)果表明，在10.0 μg/mL～400.0 μg/mL，線性關(guān)系良好，曲線回歸方程為A=0.2567C-1.495，相關(guān)系數(shù)為0.9970，以S/N=3計(jì)算該方法的檢出限，丙酸的檢出限為10.0 mg/kg，低于國標(biāo)GB/T 17815-2018的檢出限30 mg/kg。

圖3 丙酸標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的工作曲線

2.2.2 樣品的測定 將配置好的試樣溶液1 μL注入氣相色譜儀進(jìn)行測定(平行2份)，根據(jù)其曲線回歸方程為A=0.2567C-1.495，得出飼料中的丙酸含量分別為50.62 μg/mL、50.23 μg/mL。

2.2.3 方法的準(zhǔn)確度 在樣品中分別添加一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，使添加濃度(以丙酸計(jì))分別為0、6.0 μg/mL、50.0 μg/mL，每個(gè)濃度平行稱量飼料2次，得出丙酸、丙酸鹽的回收率(表1)。從表1可以看出，按不同水平定量添加的丙酸、丙酸鹽的回收率在83.15%～85.25%，平均回收率為84.2%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(變異系數(shù))為1.8%，符合檢測方法的準(zhǔn)確性要求，說明該方法具有較好的加標(biāo)回收率，適合飼料樣品中丙酸、丙酸鹽的測定。

表1 方法的回收率

2.2.4 方法的穩(wěn)定性與精密度 在樣品中添加一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，使添加濃度(以丙酸計(jì))為50.0 μg/mL，重復(fù)測定12次，得出丙酸、丙酸鹽測量結(jié)果的穩(wěn)定性(表2)。從表2可以看出，該方法具有較好的穩(wěn)定性(相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.2%)，適合飼料樣品中丙酸、丙酸鹽的測定。同時(shí)，在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測試結(jié)果(最大值與最小值)與算術(shù)平均值的絕對差值為該平均值的2.8%(小于15%)，說明該方法具有良好的再現(xiàn)性。

表2 方法的穩(wěn)定性

3 結(jié)論

本方法通過對儀器裝置進(jìn)行改進(jìn)，加速了丙酸的蒸餾，從而有效提高了飼料中丙酸、丙酸鹽的實(shí)際檢測率。在濃度10.00 μg/mL～400.0 μg/mL范圍內(nèi)，該方法檢出限為10 mg/kg，丙酸的回收率為83.15%～85.25%，平均回收率為84.2%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(變異系數(shù))為1.8%，完全符合GB/T 17815-2018中對精密度的要求。方法操作簡單、重現(xiàn)性好、靈敏度高，能夠滿足飼料中丙酸、丙酸鹽的檢測要求。