飼料添加劑L-纈氨酸質(zhì)量安全狀況分析及重金屬檢測(cè)方法改進(jìn)

朱立蕊 崔曉文 楊希國(guó) 李妍 陳玉艷 張?zhí)戽?/p>

*通信作者：崔曉文，講師，博士研究生，研究方向?yàn)閯?dòng)物醫(yī)學(xué)和飼料學(xué)；E-mail：58865387@qq.com

摘? 要：本研究對(duì)飼料添加劑L-纈氨酸的鑒別、含量、干燥失重、灼燒殘?jiān)?、比旋光度、pH、總砷、重金屬進(jìn)行了檢測(cè)和評(píng)價(jià)分析。結(jié)果顯示，所檢測(cè)項(xiàng)目均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，飼料添加劑L-纈氨酸的質(zhì)量安全狀況良好。建議將國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7300.104—2022《飼料添加劑 第1部分：氨基酸、氨基酸鹽及其類似物? L-纈氨酸》中檢測(cè)重金屬的標(biāo)準(zhǔn)比色溶液制備過(guò)程中鉛標(biāo)準(zhǔn)工作溶液體積由1.5 mL降為1.0 mL，或?qū)U標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度由15 μg/mL降為10 μg/mL，以使檢測(cè)方法更科學(xué)合理。

關(guān)鍵詞：飼料添加劑；L-纈氨酸；質(zhì)量安全；重金屬

中圖分類號(hào)：S816 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ?文章編號(hào)：1001-0769（2023）06-0076-05

L-纈氨酸是組成蛋白質(zhì)的氨基酸之一，化學(xué)名稱為L(zhǎng)-2-氨基-3-甲基丁酸，屬于支鏈氨基酸[1]。目前，L-纈氨酸的生產(chǎn)方式有蛋白質(zhì)水解提取法、化學(xué)合成法、微生物發(fā)酵法等，其中微生物發(fā)酵法具有原料成本低、反應(yīng)溫和、發(fā)酵產(chǎn)率高、不需拆分、易于規(guī)?；a(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是生產(chǎn)L-纈氨酸的主要方法[2]，被廣大生產(chǎn)企業(yè)采用。L-纈氨酸的生物發(fā)酵法主要是采用谷氨酸棒桿菌等菌株[3]，培養(yǎng)基為葡萄糖、尿素、無(wú)機(jī)鹽等，經(jīng)發(fā)酵、提取、干燥的工藝而生產(chǎn)。L-纈氨酸為必需氨基酸，動(dòng)物自身不能合成，必須從日糧中攝入。L-纈氨酸能夠幫助動(dòng)物合成更多的蛋白質(zhì)，促進(jìn)生長(zhǎng)和發(fā)育，滿足其營(yíng)養(yǎng)需要。隨著“氨基酸平衡理論”的發(fā)展和支鏈氨基酸研究的深入，L-纈氨酸在養(yǎng)殖業(yè)得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。

L-纈氨酸主要用于乳仔豬料和哺乳母豬料，可提高泌乳母豬采食量、泌乳量和乳質(zhì)量，提高仔豬斷奶體重[4]；同時(shí)能夠提高豬機(jī)體免疫力，增強(qiáng)抗病力，降低死淘率，提高經(jīng)濟(jì)效益。L-纈氨酸在水產(chǎn)養(yǎng)殖中也有應(yīng)用，能夠促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物的蛋白質(zhì)代謝，提高免疫功能和抗氧化能力[5]。

使用不合格的L-纈氨酸可能會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重危害：⑴含有有害物質(zhì)或不良成分，導(dǎo)致動(dòng)物中毒、代謝紊亂、免疫系統(tǒng)受損；⑵含量不足，影響蛋白質(zhì)合成，導(dǎo)致生長(zhǎng)速度減慢，飼料轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)性能下降；⑶如果動(dòng)物攝入了受偽劣飼料添加劑污染的飼料，可能會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物生產(chǎn)的肉、蛋、奶等食品不符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)人類健康構(gòu)成威脅。為避免上述問(wèn)題的發(fā)生，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7300.104—2022《飼料添加劑? 第1部分：氨基酸、氨基酸鹽及其類似物 L-纈氨酸》[6]對(duì)L-纈氨酸鑒別、含量、干燥失重、灼燒殘?jiān)?、比旋光度、pH、總砷、重金屬進(jìn)行檢測(cè)分析，確保飼料添加劑L-纈氨酸的質(zhì)量安全。此外，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)于2022年發(fā)布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7300.104—2022，并計(jì)劃于2024年1月1日實(shí)施。本研究通過(guò)對(duì)L-纈氨酸的檢測(cè)，評(píng)價(jià)分析了市場(chǎng)上該產(chǎn)品的質(zhì)量是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中重金屬的檢測(cè)方法提出改進(jìn)建議，供飼料質(zhì)量安全工作者參考。

1? 材料與方法

1.1 主要儀器和設(shè)備

GZX-9240MBE電熱鼓風(fēng)干燥箱購(gòu)自上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠，SX-5-12箱式電阻爐購(gòu)自上海科恒實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司；IP-digi 300/2自動(dòng)旋光儀購(gòu)自上海儀邁儀器科技有限公司，IS128 pH計(jì)購(gòu)自上海儀邁儀器科技有限公司，UV2300Ⅱ雙光束紫外可見分光光度計(jì)購(gòu)自上海天美科學(xué)儀器有限公司。

1.2 主要試劑和標(biāo)準(zhǔn)溶液

α-萘酚苯基甲醇（指示劑）購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，高氯酸滴定液購(gòu)自上海安譜試驗(yàn)科技股份有限公司，砷標(biāo)準(zhǔn)溶液購(gòu)自壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司，鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液購(gòu)自壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司。

1.3 試驗(yàn)樣本

試驗(yàn)用L-纈氨酸樣本為市場(chǎng)上隨機(jī)選取的9個(gè)飼料添加劑L-纈氨酸。

1.4 試驗(yàn)方法

L-纈氨酸鑒別、含量、比旋光度、pH、重金屬按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7300.104—2022規(guī)定進(jìn)行測(cè)定[5]；干燥失重按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6435—2014《飼料中水分的測(cè)定》中直接干燥法的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定[7]；灼燒殘?jiān)磭?guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6438—2007《飼料中粗灰分的測(cè)定》規(guī)定進(jìn)行測(cè)定[8]；總砷按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13079—2006《飼料中總砷的測(cè)定》中干灰化法進(jìn)行樣本前處理，按銀鹽法進(jìn)行測(cè)定[9]。

1.5 檢測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)

L-纈氨酸鑒別、含量、比旋光度、pH、干燥失重、灼燒殘?jiān)⒅亟饘?、總砷的檢測(cè)結(jié)果按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7300.104—2022規(guī)定進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2? 結(jié)果與分析

2.1 L-纈氨酸鑒別

紅外光譜法是在4 000～400㎝-1波數(shù)范圍內(nèi)測(cè)定物質(zhì)的吸收光譜，用于化合物的鑒別檢查或含量測(cè)定的方法。除部分光學(xué)異構(gòu)體及長(zhǎng)鏈烷烴同系物外，幾乎沒(méi)有兩個(gè)化合物具有相同的紅外光譜，據(jù)此可以對(duì)化合物進(jìn)行定性和結(jié)構(gòu)分析[10]。本研究中，L-纈氨酸樣本的紅外光譜圖與標(biāo)準(zhǔn)品的圖譜一致，見圖1和圖2。

2.2 L-纈氨酸含量檢測(cè)

L-纈氨酸含量測(cè)定有電位滴定法[11-12]、高氯酸滴定法[6]、高效液相色譜法[12]等。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7300.104—2022指出可以采用高氯酸滴定法測(cè)定L-纈氨酸的含量，該方法無(wú)須電位滴定儀、液相色譜儀等設(shè)備，操作簡(jiǎn)便，便于推廣應(yīng)用。由表1可知，L-纈氨酸的含量介于99.3％～99.8％，平均值為99.6％，9個(gè)樣本的L-纈氨酸含量均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7300.104—2022的規(guī)定。

2.3 干燥失重檢測(cè)

本研究所用L-纈氨酸9個(gè)樣本的干燥失重測(cè)定結(jié)果見表2。結(jié)果顯示，不同樣本的干燥失重結(jié)果差異較大，介于0.11％～0.37％，均符合不高于1.0％的規(guī)定要求，合格率為100％。

2.4 灼燒殘?jiān)鼨z測(cè)

表3可知，灼燒殘?jiān)吭?.02％～0.07％，均符合不高于0.5％的規(guī)定要求。灼燒殘?jiān)烤^低，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響較小。

2.5 比旋光度檢測(cè)

比旋光度是單位濃度和單位長(zhǎng)度下的旋光度，是旋光物質(zhì)的特征物理常數(shù)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7300.104—2022規(guī)定L-纈氨酸的比旋光度在+26.6°～+29.0°，本研究采用鈉光譜的D線（589.3 nm）測(cè)定了9個(gè)樣本的比旋光度。由表4可知，測(cè)定結(jié)果在+27.47°～+27.93°，滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求。

2.6 pH檢測(cè)

pH測(cè)定結(jié)果在5.22～5.83，滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中4.50～6.50的規(guī)定要求，pH測(cè)定結(jié)果見表5。

2.7 總砷含量檢測(cè)

L-纈氨酸樣本中總砷含量按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)? GB/T 13079—2006中干灰化法進(jìn)行樣本前處理，按銀鹽法進(jìn)行測(cè)定，該方法的最低檢測(cè)濃度為0.04 mg/kg。對(duì)9個(gè)樣本進(jìn)行了總砷含量的測(cè)定，結(jié)果均小于所用方法規(guī)定的最低檢測(cè)濃度，滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7300.104—2022中不高于2.0 mg/kg的規(guī)定。

2.8 重金屬（以鉛計(jì)）濃度檢測(cè)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7300.104—2022規(guī)定的重金屬（以鉛計(jì)）含量的測(cè)定方法為限量檢查法。當(dāng)試樣中重金屬（以鉛計(jì)）含量為限量值時(shí)，試樣溶液中的鉛濃度與標(biāo)準(zhǔn)比色溶液中的鉛濃度應(yīng)一致，以便進(jìn)行比色檢測(cè)；而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7300.104—2022中標(biāo)準(zhǔn)比色溶液中的鉛濃度是預(yù)期濃度的1.5倍，不適宜進(jìn)行比色檢測(cè)。本研究將標(biāo)準(zhǔn)比色溶液制備過(guò)程中加鉛標(biāo)準(zhǔn)工作溶液由1.5 mL改為1.0 mL，使檢測(cè)方法更科學(xué)合理。結(jié)果表明，L-纈氨酸中重金屬（以鉛計(jì)）的含量均小于15 mg/kg。

3? 結(jié)論

本研究隨機(jī)選取了9個(gè)飼料添加劑L-纈氨酸樣本，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7300.104—2022對(duì)L-纈氨酸鑒別、含量、干燥失重、灼燒殘?jiān)?、比旋光度、pH、總砷、重金屬含量進(jìn)行了檢測(cè)分析，結(jié)果表明被檢樣本在這幾項(xiàng)指標(biāo)上均滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7300.104—2022對(duì)L-纈氨酸的質(zhì)量安全規(guī)定要求，飼料添加劑L-纈氨酸的質(zhì)量安全狀況良好。同時(shí)，建議在按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7300.104—2022對(duì)飼料添加劑L-纈氨酸進(jìn)行重金屬測(cè)定時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)比色溶液制備過(guò)程中將加鉛標(biāo)準(zhǔn)工作溶液由1.5 mL降為1.0 mL， 或?qū)U標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度由15 μg/mL降為10 μg/mL，使檢測(cè)方法更科學(xué)合理，為飼料質(zhì)量安全工作者提供參考。

4? 討論

飼料添加劑L-纈氨酸質(zhì)量安全與以下幾種情況密不可分。

4.1 生產(chǎn)質(zhì)量控制

制造商在生產(chǎn)過(guò)程中必須遵循一系列質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和純度。這包括原材料的選擇、生產(chǎn)過(guò)程的控制、設(shè)備清潔和維護(hù)等。

4.2 監(jiān)管體系

政府和監(jiān)管機(jī)構(gòu)通常會(huì)制定并執(zhí)行食品和飼料安全法規(guī)，以確保飼料添加劑的質(zhì)量和安全。制造商需要遵守這些法規(guī)，接受監(jiān)管機(jī)構(gòu)的檢查和審查。

4.3 產(chǎn)品標(biāo)簽和說(shuō)明

飼料添加劑L-纈氨酸的產(chǎn)品標(biāo)簽必須提供準(zhǔn)確的信息，包括用途、建議的用量和儲(chǔ)存條件等。這有助于用戶正確使用產(chǎn)品。

4.4 安全性評(píng)估

在引入新的飼料添加劑L-纈氨酸，或改變使用方式時(shí)，通常需要進(jìn)行安全性評(píng)估，以確保其對(duì)動(dòng)物和人類安全。這種評(píng)估包括毒性研究、代謝途徑研究等。

4.5 質(zhì)量檢測(cè)和控制

飼料添加劑L-纈氨酸的質(zhì)量通常需要經(jīng)過(guò)多次檢測(cè)和控制，以確保其在生產(chǎn)和銷售過(guò)程中的一致性和穩(wěn)定性。

4.6 監(jiān)測(cè)和溯源

監(jiān)測(cè)體系通常會(huì)監(jiān)測(cè)市場(chǎng)上的飼料添加劑L-纈氨酸，以及在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)進(jìn)行追溯。這有助于快速應(yīng)對(duì)潛在的質(zhì)量和安全問(wèn)題。

在接下來(lái)的研究中可以從生產(chǎn)過(guò)程的控制、監(jiān)管體系的有效性以及用戶的正確使用等方面為飼料添加劑L-纈氨酸的質(zhì)量安全狀況提供數(shù)據(jù)支持，從而確保動(dòng)物的健康和飼料的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 張圓圓，王連生，王良．水產(chǎn)動(dòng)物纈氨酸營(yíng)養(yǎng)研究進(jìn)展[J]．動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2022，34（1）：11-19.

[2] 劉幫禹，張春桃，王鑫，等．L-纈氨酸結(jié)晶工藝研究進(jìn)展[J]．現(xiàn)代化工，2014，34（8）：23-26.

[3] 杜麗紅，熊海波，徐達(dá)，等．利用谷氨酸棒桿菌CRISPRi系統(tǒng)構(gòu)建L-纈氨酸高產(chǎn)菌株[J]．食品與發(fā)酵工業(yè)，2020，46（17）：1-8.

[4] 湯文杰，何鵬，李書偉，等．纈氨酸在豬營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]．中國(guó)畜牧雜志，2022，58（10）：91-96.

[5] 許軍，許金輝，石素梅．飼料添加劑對(duì)畜禽生產(chǎn)性能和健康的影響[J]．國(guó)外畜牧學(xué)（豬與禽），2023，43（4）：93-95.

[6] 國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)．飼料添加劑 第1部分：氨基酸、氨基酸鹽及其類似物L(fēng)-纈氨酸：GB 7300.104—2022[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2022.

[7] 國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)．飼料中水分的測(cè)定：GB/T 6435—2014[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2015.

[8] 國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)．飼料中粗灰分的測(cè)定：GB/T 6438—2007[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[9] 國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)．飼料中總砷的測(cè)定：GB/T 13079—2006[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[10] 中國(guó)獸藥典委員會(huì)．中國(guó)獸藥典2020年版[S]．北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2020.

[11] 中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部．氨基酸、氨基酸鹽及其類似物 第1部分：支鏈氨基酸：L-亮氨酸、? L-異亮氨酸、L-纈氨酸：QB/T 5633.1—2021[S]．北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2022.

[12] 陳錦東，華薇，王玉．L-纈氨酸的柱前衍生HPLC分析方法研究[J]．科技視界，2019（36）：90-91.