饲料分析与检测技术

1实验一概述近年来，随着我国饲料工业的迅猛发展，配合饲料生产逐步走向规模化和标准化，这就要求我们必须对饲料原料和配合饲料的质量进行定性或定量的检验，饲料分析和质量检测技术便相继从其它学科中分离出来，形成一门独立学科。饲料分析及检测技术是饲料工业的一个重要组成部分，它属于应用学科，用于饲料原料成分分析和饲料工业产品的质量检验。本课程分为饲料分析技术和饲料检测技术两部分。饲料分析是采用定量化学分析方法，测定饲料原料中各种营养物质的含量，为饲料配方的制定提供科学依据。饲料检测，一般采用定量化学分析方法和定性化学分析方法，检查饲料工业产品中各种营养物质及其含量、饲料掺杂情况和饲料中毒物含量等，以确保饲料原料和饲料工业产品符合饲料法规及饲料配方的要求，维护饲料工业产品的信誉。本课程采用理论教学与实践相结合并以实际操作为主的教学方法，以提高学生的基础理论、基本技能和基本操作技术的水平，为畜禽饲养业和饲料工业的发展，培养具有专业知识的科学人才。第一节饲料分析法简介饲料分析是评定饲料营养价值的一种基本方法。它可以分为概略养分分析法与纯养分分析法两种。饲料概略养分分析法是1860年德国家畜营养学家汉尼伯哥（Henneberg）和司徒门（Stohman），在总结了前人饲料分析方法的基础上汇编而成的，此法测定饲料中六大概略养分即水分、粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、粗灰分和无氮浸出物的含量。我国国家标准中所列的六大成分的测定方法也是应用上述分析方法。但是，这套方法对某些成分的测定不够精确，因此，国内外许多学者都试图对某些测定方法进行一些改革。VanSoest（1966）建议对粗纤维的测定，改用测定中性洗纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）和酸性洗涤木质素（ADL）作为测定饲料中纤维性物质的指标，至于其他项目的分析，尚未更好的方法。随着畜禽营养科学的发展，特别是集约化生产的发展和先进分析仪器的应用，饲料2分析则从过去的一般成分分析逐渐趋向于更精细的纯养分分析。纯养分分析项目包括各种矿物元素、氨基酸和维生素等。纯养分分析更进一步揭示了饲料养分的实质，对于配合全价日粮，研究和治疗畜禽营养性疾病是必不可少的。但是，纯养分分析要求设备条件比较高，因此，在当前科研和生产中，饲料一般成分分析法和纯养分分析法应相互配合，各尽所能，对评定我国饲料营养价值充分发挥各自的作用。水分（干物质）粗蛋白概略养分分析粗灰分粗脂肪粗纤维饲料分析无氮浸出物氨基酸纯养分分析微量元素维生素第二节饲料分析的误差饲料分析过程中，由于分析时使用的仪器、采用的方法、试剂条件以及分析者的操作能力等多方面因素的影响，使测定结果与真实值之间产生一定的差距，这种差距称为误差。虽然真实值客观存在，但在实际工作中却是不可知的，因为即使是一个操作熟练、经验丰富的分析者，采用最精密的仪器，对同一样品进行多次重复测定，也不一定能获得完全一致的分析结果，因此，分析结果有误差是必然的，也是不可避免的。我们的目的是要尽量减小分析过程中的误差，使误差在规定的允许范围内。要减小误差，必须先弄清误差来源。一、误差来源任何分析结果都是经过一系列操作步骤获得的，因此，分析结果的误差必然是整个操作过程中每一步产生误差的总和，其来源有以下几个方面：31．方法误差由分析方法本身造成的误差。对某一项目的测定可以采用多种分析方法，采用不同的分析方法产生的误差不同。例如对微量元素铬的测定可以采用原子吸收法，也可以采用比色法，同一操作者用这两种方法对同一样品进行测定产生的误差不同。2．仪器误差由于仪器的精密度低或仪器未进行校正产生的误差。例如容量瓶在使用时未进行校正，常量滴定管的精密度低于微量滴定管等。3．试剂误差由于试剂纯度不够产生的误差，例如蒸馏水的纯度不够，试剂的纯度不够等。4．操作误差指在正常的操作情况下，由于操作人员的主观因素造成的误差，例如观察颜色的敏锐程度不够以及操作不严格等。上述四种误差都是由于固定的、经常的原因造成的，它是可测的，因此又称为系统误差。5．随机误差由于不确定因素造成的，具有随机性变化的误差，称随机误差。随机误差是不能人为控制的，它在某一测定中可能出现，也可能不出现，它的出现是偶然的，所以又称为偶然误差。例如仪器临时出现故障、样品称量不准确等。方法误差重复试验系统误差仪器误差空白试验误差试剂误差误差的减免方法校正仪器操作误差回收试验偶然误差二、误差的减免方法为了减少分析过程的误差，常采用以下方法：1．重复测定对同一样品同一成分的测定进行几个重复，这种方法可以减小随机误差。2．空白试验在不加样品的情况下，铵分析步骤和测定条件所进行的试验，叫空白试验，所测得4的值叫空白值。将空白值从测定值中除去，就可消除仪器误差和试剂误差。如测定粗蛋白时用蔗糖代替试样做空白试验。3．校正仪器在仪器使用前先进行校正，这种方法可以减少仪器误差，4．回收试验即测定标准样品的回收率。若回收率符合一定要求，则说明系统误差合格，分析方法是可行的。测粗蛋白时用硫酸铵做回收率试验，回收率大于活等于98%即认为合格。三、误差的表示方法和允许量绝对误差（一）误差的表示方法准确度相对误差误差的表示方法有两种：误差的表示方法绝对偏差1．准确度：是指测定结果与真实值的符合程度。用误差表示：精确度相对偏差绝对误差=测量结果-真值绝对误差相对误差=——————×100%真值2．精密度：在实际工作中，真值往往是不知道的，因而准确度无法求得。因此，对分析结果的评定，常用精密度表示同一测量中多次平行测定之间的符合程度，精密度高，表示各结果之间的重现性好，即各结果的离散程度小，一组分析结果精密度高，并不一定准确度高，因为系统误差的存在可能并不一定影响每次测定值之间的符合程度，即不影响精密度，但却影响准确度。但准确度高，必然精密度高。精密度用偏差表示。通常把测定值与平均值之差称为绝对偏差或偏差。绝对偏差（偏差）=测定值-平均值测定值-平均值相对偏差=—————————×100%平均值例：某饲料含水量所得三次测定值为12.4%，12.2%，12.3%，求各测定值的相对偏差。512.4%+12.2%+12.3%解：平均值=——————————=12.3%312.4%-12.3%相对偏差=———————×100%=0.81%12.3%那么，如何判断测定结果是否符合要求呢？这就涉及到误差的允许范围。（二）误差的允许量根据实际应用上的要求及可能达到的精密度，对饲料各项成分分析结果的分析误差允许范围规定见表1。饲料样品某成分重复测定的相对偏差或相对相差在以上允许范围内，则求出重复值的算术平均数作为饲料样品该成分的含量。表1饲料各项成分分析结果的分析误差允许范围成分含量允许测定的相对偏差≤吸附水≥10%1%5～10%3%≤5%5%粗灰分≥10%0.50%5～10%1%≤5%5%粗蛋白质≥25%1%10～25%2%≥10%3%≥10%1%粗脂肪5～10%3%1～5%5%≤1%10%粗纤维≥10%1%5～10%5%≤5%10%6钙≥5%3%1～5%5%≤1%10%磷≥0.5%5%0.1～0.5%10%≤0.1%1%食盐≥10%20%5～10%2%≤5%3%第三节饲料样品的采集与制备要使分析结果做到准确、可靠，除了在分析过程中做到认真、精确外，还要对分析所用的样品进行正确的采集和制备，使所采集的样品具有足够的代表性。怎样才能使这少量的样品（±250g），代表几吨、几十吨、甚至上百吨分析对象呢？这就是下面我们要学习的内容。样品是待检饲料原料或产品的一部分。从待测饲料原料或产品中按规定扦取一定数量、具有代表性样品的过程，称为采样。将样品经过干燥、磨碎和混合处理，以便进行理化分析的过程称为样品的制备。饲料样品的采集和制备是饲料分析中两个极为重要的步骤，必须加以重视。一、样品的采集（一）采样的目的样品的采集是饲料分析的第一步，采样的根本目的是通过对样品的理化指标的分析，客观反映受检饲料原料或产品的品质。样品的分析结果有不同的用途。对饲料工业而言，采样左右着许多方面的决策，并且这种影响面很广泛，具体主要表现在以下8个方面。71．为饲料配方选择原料；2．选择原料供应商；3．接收或拒绝某种饲料原料；4．判断产品的质量是否符合规格要求和保证值，以决定产品出厂与否或仲裁买卖双方的争议；5．判断饲料加工程度和生产工艺控制质量；6．分析保管贮存条件对原料和产品质量的影响程度；7．保留每一批饲料原料或产品的样品，以备急需时用；8．分析测定方法的准确性和实验室或人员之间操作误差的比较：由权威实验室仔细分析化验的样品可作为标准样品。将标准样品均匀分成若干平行样品，分别送往不同实验室或人员进行分析，比较不同实验室或人员测定结果的差异，用于校正或确定某一测定方法或某种仪器的准确性，规范实验分析操作规程，提高分析人员的操作水平。由此可见，采样对饲料工业的影响是非常广的。正如Gehrt（1976）所述“采样比分析更为重要。（二）采样的要求1．样品必须具有代表性受检饲料容量和质量往往都很大，而分析时所用的样品仅为其中的很小一部分，所以样品采集的正确与否决定分析样品的代表性，直接影响分析结果的准确性。因此，在采样时，应根据分析要求，遵循正确的采样技术，并详细注明饲料样品的情况，使采集的样品具有足够的代表性，使采样引起的误差减至最低限度，使所得分析结果能为生产实际所参考和应用。否则，如果样品不具有代表性，即使一系列分析工作非常精密、准确，无论分析了多少个样品的数据，其意义都不大，有时甚至会得出错误结论。事实上，实验室提交的分析数据不可能优于所采集的样品。2．必须采用正确的采样方法正确的采样应该从不同代表性的区域取几个样点，然后把这些样品充分混合成为整个饲料的代表样品，然后再从中分出一小部分作为分析样品用。采样过程中，做到随机、客观，避免人为和主观因素的影响。3．样品必须有一定的数量不同的饲料原料和产品要求采集的样品数量不同，主要取决于以下几个因素。8（1）饲料原料和产品的水分含量：水分含量高，则采集的样品应多，以便干燥后的样品数量能够满足各项分析测定要求；反之，水分含量少，则采集的样品可相应减少。（2）饲料原料和产品的颗粒大小和均匀度：原料颗粒大，均匀度差，则采集的样品应多。（3）平行样品的数量：同一样品平行样品的数量越多，则采集的样品数量就越多。4．采样人员应有高度责任心和熟练的采样技能采样人员应明白自己是饲料厂管理及产品质量的“眼睛“，应具有高度的责任心，在采样时，认真按操作规程进行，不弄虚作假和谋取私利，及时发现和报告一切异常情况。采样人员应通过专门培训，具备相应技能，经考核合格后方能上岗。5．重视和加强管理主管部门、权威检测机构和饲料企业必须高度重视采样和分析的重要性，加强管理。管理人员必须熟悉各种原料、加工工艺和产品；对采样方法、采样操作规程和所用工具提供相应规定；对采样人员提供培训和指导。（三）采样工具采样工具种类很多，但必须符合要求：（1）能够采集饲料中的任何粒度的颗粒，无选择性；（2）对饲料样品无污染，如不增加样品中微量金属元素的含量或引入外来生物或霉菌毒素。目前使用的采样工具主要有以下几种。1．探针采样器也叫探管或探枪，是最常用的干物料采样工具。其规格有多种，有带槽的单管或双管，具有锐利的尖端。2．锥形袋式取样器该种取样器是用不锈钢制作的，特点是具有一个尖头、锥形体和一个开启的进料口。93．液体采样器（1）空心探针：实际上是一个镀镍或不锈钢的金属管，直径为25mm，长度为750mm，管壁有长度为715mm，宽度为18mm的孔，孔边缘圆滑，管下端为圆锥形，与内壁成15°角，管上端装有把柄。常用做桶和小型容器的采样。（2）炸弹式或区层式采样器：为密闭的圆柱体，可用做散装罐的液体采样，能从贮存罐的任何指定区域采样。当到达贮罐低部时，一个阀提起，或如果在中间的深度取样时，它可由一根连在该阀的柱塞上的绳子手动提起。4．自动采样器自动采样器可安装在饲料厂的输送管道、分级筛或打包机等处，能够定时、定量采集样品。自动采样器适合于大型饲料企业，其种类很多，根据物料类型和特性、输送设备等进行选择。5．其它采样器剪刀（或