膨潤土中Fe含量對魚飼料配方的影響

■楊 霄 洪 波 黃向榮 劉伶俐 陳湘藝 伍遠(yuǎn)安，3

(1.湖南省水產(chǎn)科學(xué)研究所，湖南長沙 410153；2.農(nóng)業(yè)部漁業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(長沙)，湖南長沙 410153；3.水產(chǎn)高效健康生產(chǎn)湖南省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖南常德 415000)

膨潤土又稱白陶土或白泥，是一種以蒙脫石為主要組成成分的黏土。膨潤土具有吸附、膨脹、黏合、潤滑、懸浮等許多優(yōu)良的理化特性，在催化劑載體、過濾劑、防滲劑、混凝土增塑劑、飼料添加劑等方面有著廣泛的使用價(jià)值。自20世紀(jì)60年代以來，世界許多營養(yǎng)學(xué)家開始研究膨潤土作為飼料添加劑對動(dòng)物生長的影響。研究已經(jīng)證實(shí)，膨潤土的組成成分中含有鈉、硅、鉀、鈣、鎂、鐵、銅、鉛、錳、鈷等40多種礦物質(zhì)元素，這些元素大部分是動(dòng)物生長必需的常量和微量元素，而且有些元素還是動(dòng)物生命活動(dòng)中酶、激素和各種活性物質(zhì)中的重要組成成分。用膨潤土作畜禽魚飼料添加劑，對其生長發(fā)育和繁殖能力，增重速度和生產(chǎn)性能，飼料利用率、畜禽成活率和經(jīng)濟(jì)效益都有明顯的作用[1-4]。因此，膨潤土越來越受到飼料生產(chǎn)企業(yè)的重視，已發(fā)展成為飼料工業(yè)中常用的純天然、無污染、無毒害、無藥殘的綠色飼料添加劑。

在動(dòng)物體內(nèi)，含量低于0.01%的元素稱為必需微量礦物元素，主要包括鐵、鋅、錳、銅、鈷、碘、硒、鉬、氟、鉻、硼等11種。微量元素作為動(dòng)物體所必需的營養(yǎng)元素之一，直接參與機(jī)體幾乎所有的生理和生化活動(dòng)，對動(dòng)物的新陳代謝、生長發(fā)育及生產(chǎn)性能均起著極其重要的作用。飼料含有適量的這類微量元素對動(dòng)物的生長發(fā)育、繁殖、免疫等起到促進(jìn)作用，一旦供應(yīng)不足會(huì)影響動(dòng)物的食欲、飼料的利用率、骨礦化作用和生產(chǎn)性能等，嚴(yán)重時(shí)還將影響機(jī)體正常發(fā)育，引發(fā)各種代謝功能的紊亂，甚至引起缺乏癥。為防止微量元素缺乏對動(dòng)物生長發(fā)育帶來不良影響，在生產(chǎn)實(shí)際中，往往在飼料中加入礦物質(zhì)微量元素添加劑。由于飼料生產(chǎn)者在進(jìn)行日糧配制時(shí)往往粗略計(jì)算甚至忽略飼料原料中存在的微量元素含量并超量添加，致使日糧微量元素含量超標(biāo)不平衡性加劇，影響動(dòng)物生產(chǎn)性能和健康，嚴(yán)重時(shí)還可導(dǎo)致微量元素隨糞便排入環(huán)境，造成環(huán)境污染[5]。

為了弄清魚飼料常用添加劑之一的膨潤土中鐵的含量以及含鐵量對魚飼料配方的影響，采用原子吸收光譜法測定了膨潤土和魚飼料中的Fe含量，并與農(nóng)業(yè)部第1224號公告規(guī)定的魚飼料中鐵的添加量進(jìn)行比較，為優(yōu)化日糧配方提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

膨潤土：分別取自湖南、江蘇、河北、山東的膨潤土樣品共計(jì)8份。

魚飼料：分別取自湖南地區(qū)市場上不同品牌的魚配合飼料樣品共計(jì)10份。

1.2 試驗(yàn)儀器與試劑

試驗(yàn)儀器：ICE-3500型原子吸收分光光度計(jì)（美國賽默飛世爾公司）；可調(diào)試恒溫電熱板（北京中興偉業(yè)儀器有限公司）；聚四氟乙烯坩堝；移液管；容量瓶等。

試驗(yàn)試劑：Fe標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 000 μg/ml)，購于中國計(jì)量科學(xué)研究院。試驗(yàn)用水為去離子水；試驗(yàn)用鹽酸、硝酸、氫氟酸、高氯酸均為優(yōu)級純。

1.3 試驗(yàn)方法

膨潤土前處理方法如下[6]：準(zhǔn)確稱取105℃烘干的膨潤土樣品0.500 0 g置于聚四氟乙烯坩堝中，加入4 ml HNO3，在電熱板上揮發(fā)干后，再加入4 ml HNO3，5 ml HF，揮干后加入2 ml HClO4，完全揮干稍冷后用0.5 mol/l的HCl沖洗坩堝，冷卻后注入25 ml容量瓶中，定容，搖勻，稀釋到合適濃度后上機(jī)測定。

魚飼料中的Fe含量測定參照《GB/T 13885—2003動(dòng)物飼料中鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉和鋅含量的測定原子吸收光譜法》執(zhí)行。

1.4 儀器工作條件

應(yīng)用ICE-3500型原子吸收分光光度計(jì)測定膨潤土和魚飼料中的Fe含量，測定時(shí)將儀器優(yōu)化到最佳工作狀態(tài)，儀器工作條件如表1所示。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

表1 火焰原子吸收法測定Fe的工作條件

分別準(zhǔn)確吸取一定量的Fe標(biāo)準(zhǔn)溶液，用0.5 mol/l HCl稀釋為5個(gè)不同濃度的工作液，按表1儀器工作條件，測定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，F(xiàn)e元素的回歸方程和相關(guān)系數(shù)為：y=0.035 17x+0.001 2，R2=0.999 8。

2 結(jié)果與討論

2.1 結(jié)果

膨潤土和魚飼料樣品按1.3所述方法平行處理3份后上機(jī)測定，取平均值，其測定結(jié)果如表2、表3所示。

2.2 討論

從表2可以看出，不同產(chǎn)地的膨潤土中Fe含量差異較大，產(chǎn)自湖南寧鄉(xiāng)的膨潤土Fe含量最低，為12 286 mg/kg，產(chǎn)自河北邯鄲的膨潤土Fe含量最高，為34 205 mg/kg，湖南、江蘇、河北、山東4個(gè)省份膨潤土的Fe含量均超過10 000 mg/kg，平均值達(dá)到22 354 mg/kg，本試驗(yàn)測定的膨潤土中Fe含量與丁述理[1]、鄭柏平等[7]研究報(bào)道的基本一致。

表2 膨潤土中Fe含量的測定結(jié)果

從表3可以看出，湖南地區(qū)市場上不同品牌的魚飼料Fe含量均超過1 000 mg/kg，且含量上差異較大，最低Fe含量為1 066 mg/kg，最高Fe含量為1 737 mg/kg，F(xiàn)e平均含量為1 319 mg/kg。農(nóng)業(yè)部1224號公告《飼料添加劑安全使用規(guī)范》魚配合飼料中鐵的推薦用量為30～200 mg/kg，最高限量為750 mg/kg，本試驗(yàn)測定的魚飼料中Fe含量均超過推薦用量和最高限量。

表3 魚飼料中Fe含量的測定結(jié)果

膨潤土廣泛應(yīng)用于魚飼料生產(chǎn)加工過程的粘結(jié)劑和營養(yǎng)改善劑，其適宜添加比例一般為1%～5%，實(shí)際操作過程中添加比例達(dá)3%以上。一些重要的飼料原料數(shù)據(jù)庫如《中國飼料成分及營養(yǎng)價(jià)值表》[8]、《美國Feedstuffs飼料成分分析表》[9]均未收錄膨潤土的樣品信息，這可能導(dǎo)致膨潤土在實(shí)際配方設(shè)計(jì)中容易被忽視。本試驗(yàn)中測定的膨潤土中Fe平均含量為22 354 mg/kg。如果按1%～5%的添加比例換算后可知，魚飼料配方中由膨潤土所提供的Fe的含量為224～1 118 mg/kg，已經(jīng)超過農(nóng)業(yè)部1224號公告《飼料添加劑安全使用規(guī)范》中魚飼料Fe的推薦用量（30～200 mg/kg），并達(dá)到最高限量的30%～149%。因此，本試驗(yàn)測定的湖南地區(qū)的魚飼料中Fe含量偏高且變異較大的原因很可能是膨潤土的Fe含量和添加量不同造成的。

膨潤土中的鐵元素主要以Fe2O3形式存在，進(jìn)入魚體后部分可轉(zhuǎn)化為Fe3+。而魚類對Fe的吸收機(jī)制是：無機(jī)鐵和蛋白質(zhì)結(jié)合，在胃或腸中被還原成Fe2+后再吸收，被吸收的Fe2+在腸黏膜細(xì)胞內(nèi)被氧化成Fe3+，再和脫鐵蛋白結(jié)合形成鐵蛋白，從而發(fā)揮其對鐵的生理功能[10]。一般而言，鐵元素的形式、價(jià)態(tài)、螯合劑、其他元素影響魚類對鐵的吸收利用率。因此，飼料生產(chǎn)企業(yè)在制定魚飼料配方時(shí)應(yīng)參考膨潤土的鐵含量及其在魚體消化道內(nèi)的吸收利用率來確定膨潤土的適宜添加量，這樣做一方面可以降低礦物質(zhì)微量元素添加劑中鐵的使用量，降低飼料成本，提高養(yǎng)殖效率，另一方面可以減少因過量添加微量元素Fe造成的環(huán)境污染。

3 結(jié)論

膨潤土和魚飼料中Fe的平均含量分別為22 354、1 319 mg/kg。膨潤土中的Fe元素按1%～5%的添加比例換算后對魚飼料的貢獻(xiàn)量達(dá)到224～1 118 mg/kg，已經(jīng)超過農(nóng)業(yè)部1224號公告《飼料添加劑安全使用規(guī)范》魚飼料中Fe的推薦用量（30～200 mg/kg），并達(dá)到最高限量的30%～149%。因此，膨潤土中的Fe對飼料的配方有較大影響，可能是魚飼料中Fe含量偏高且變異較大的主要原因，飼料生產(chǎn)企業(yè)在制定魚飼料配方時(shí)應(yīng)參考膨潤土的鐵含量及其在魚體消化道內(nèi)的吸收利用率來確定膨潤土的適宜添加量。