鴿保健砂中主要礦物質元素含量及鈣磷測定前處理方法的比較

張 帥， 王雪敏， 計 峰， 王 錚， 邵玉新， 安 勇

（1.河北工程大學生命科學與食品工程學院，河北邯鄲056000；2.北京市農林科學院畜牧獸醫研究所，北京100089）

當鴿子在野外生活時， 可以自由采食鹽土和沙礫，以滿足自身對礦物質和無機鹽的需要，但規模化鴿養殖多采用封閉式集約化養殖， 鴿子不能自由采食鹽土， 而原糧遠不能滿足動物對礦物質和鹽分的需要， 故保健砂是鴿養殖特有的飼料添加劑（李定甫等，2009），其可以為鴿補充常量元素Ca、P 及微量元素Fe、Cu、Zn 和Mn 等， 有助于其正常生長發育及繁殖（張高娜等，2013）。但是目前沒有鴿子的飼養標準（肖長峰等，2020），多數鴿養殖場的保健砂都是根據經驗配制， 或者向無統一標準的飼料廠購買，導致保健砂質量沒有保證，礦物質元素含量參差不齊， 可能造成過量添加以及元素拮抗等。所以，有必要對市場上保健砂中主要元素進行調研，了解其添加水平，為進一步開展礦物質元素營養研究奠定基礎。

為了檢測數據更具有代表性，采集了河北、山東、遼寧、陜西、四川、湖南省11 個市（縣）的市售鴿保健砂樣本，參照豬、雞飼料中相應元素檢測的國家標準，對其鈣磷含量進行了分析，同時樣品送至第三方檢測機構測定了Fe、Cu、Zn 和Mn 含量。

1 材料與方法

1.1 保健砂 11 種鴿保健砂商業產品分別來自河北省石家莊市、山東省青島市（膠南市）、遼寧省盤錦市、陜西省咸陽市、四川省綿陽市、遼寧省本溪市、湖南省長沙市等。

1.2 儀器設備及試劑

1.2.1 主要儀器設備 高速粉碎機，分析天平（感量0.0001 g），電熱板，三角瓶（100、200 mL），容量瓶（50、100、1000 mL），刻度移液管（1.0、5.0、10.0 mL），馬弗爐（型號TM 系列1700，北京盈安美誠科學儀器有限公司）， 坩堝， 分光光度計 （型號EMC-11D-V，北京賽美思儀器設備有限公司），原子吸收光譜儀（型號SavantAA，澳大利亞GBC 科學儀器公司）。

1.2.2 試劑及配制方法 Ca 的測定： 淀粉溶液（10 g/L）、鹽酸羥胺、三乙醇胺、乙二胺、氫氧化鉀溶液（200 g/L）、孔雀石綠水溶液（1 g/L）、鈣黃綠素-甲基百里香草酚藍指示劑；EDTA 標準滴定溶液 （0.01002 mol/L）。 上述試劑按照GB/T 6436-2018 標準（號）準備。

P 的測定：釩鉬酸銨顯色試劑、磷標準溶液。上述試劑按照GB/T 6437-2018 標準（號）準備。鹽酸、濃硝酸、高氯酸均為分析純。除特殊說明外，所用水為蒸餾水。

1.2.3 器皿的處理 試驗所用器皿均用稀鹽酸浸泡后洗滌干凈，再用去離子水沖洗三遍后烘干，防塵保存備用。

1.3 樣品前處理

1.3.1 濕法消化 稱取試樣2 ～5 g 于100 mL三角瓶中，加入5∶1 的硝酸和高氯酸15 mL，加熱煮沸至二氧化氮黃煙逸盡， 繼續加熱煮沸至溶液無色，冷卻后加入50 mL 水，全部轉移入100 mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻，為試樣分解液。每個樣品做3 個重復并設置空白對照。

1.3.2 干法消化 稱取試樣2 ～5 g 于坩堝中，在電爐上小心炭化，再放入馬弗爐中550 ℃灼燒3 h，取出冷卻，加入鹽酸（1∶1）10 mL 和數滴濃硝酸，小心煮沸10 min， 冷卻后過濾定容至100 mL 容量瓶中，搖勻，為試樣分解液。 每個樣品做3 個重復并設置空白對照。

1.3.3 酸溶解法 稱取試樣0.2 ～1 g 于200 mL燒杯中，添加10 mL 鹽酸（1∶1）及數滴硝酸，放置過夜后過濾定容至100 mL 容量瓶中待測。 每個樣品做3 個重復并設置空白對照。

1.4 測定方法 按照國家標準GB/T 6436-2018乙二胺四乙酸二鈉絡合滴定法測定Ca；GB/T 6437-2018 鉬黃比色法測定總P；GB/T 13885-2017 原子吸收光譜法測定Fe、Cu、Zn、Mn。

1.5 數據統計分析 試驗數據表示為 “平均數±標準差”，應用SPSS 統計軟件進行單因素方差分析和多重比較，以P ＜0.05 表示差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 樣品Ca、P 測定前處理方法的比較及Ca、P含量測定

2.1.1 濕法消化前處理 由表1 可知，1、2、6 和8號保健砂樣品都出現前處理失敗的情況， 在消化過程中樣品噴出， 原因可能是保健砂中的沙礫和添加劑原料殘渣混合物經加熱膨脹導致分解液噴出，致使前處理失敗，未能獲得含量測定值。 因此接著比較了標準中列出的3 種前處理方法（濕法消化、干法消化和酸溶解法）的測定結果，以期確定該類樣品的前處理方法。

表1 11 種保健砂產品中的Ca、P 含量（濕法消化） %

2.1.2 三種消化前處理方法的比較 由于濕法消化過程樣品液噴出導致測定結果不可靠，所以隨機選取了3、5、7 號樣品，分別用三種前處理方法進行試驗， 對不同前處理方法獲得的同一樣品中Ca、P含量進行比較，從而得出最可靠的前處理方法。

由表2 和表3 可以看出，干法、酸溶解法與濕法消化測定鈣含量的結果相比，3 號樣品干法較濕法消化結果高3.16%（P ＜0.05），5 號樣品干法、 酸溶解法較濕法消化結果分別低0.87%、2.16%（P ＜0.05），由此可以看出，濕法消化測定結果極不可靠。原因為消化過程分解液易噴出，也有可能濺射到其他樣品中， 說明此種前處理方法測定保健砂樣品的準確性最差； 干法消化的標準差最大，甚至達到濕法、酸溶解法標準差的5 倍，干法灰化的關鍵點在于碳化時溫度的控制， 以及在馬弗爐進行灰化時，樣品灰化的徹底與否，由于樣品之間碳化、灰化程度不能保證完全一致，所以在樣品的重復性方面， 此法優勢不明顯且前處理時間長，另外也不適用于測定含磷酸氫鈣的飼料。而濕法和酸溶解法對P 含量的測定結果影響多不顯著（P ＞0.05），并且酸溶解法的標準差最小，說明酸溶解法測定結果較準確，標準差小，穩定性高，且操作簡單。

表3 三種前處理方法測定保健砂中P 的含量 %

為進一步確定酸溶解法的可靠性， 通過回收率法驗證其準確性。 以隨機選取的5 號保健砂為樣品， 根據1 g 待測樣品中的鈣磷含量確定加標量，設置低倍（0.5 倍）、高倍（1 倍）兩個梯度，分別添加P 標準溶液 （200 mg/kg）、 干燥基準物碳酸鈣， 通過酸溶解法分別測定加標樣品中的Ca、P含量，并計算得出回收率。

由表4 可知，Ca 的平均回收率為97.0%，P 的回收率為85.5%。 一般各濃度下的平均回收率應在80% ～ 120%（李正邦，2016），結果表明酸溶解法對保健砂中的Ca 測定穩定性高， 對P 含量的測定較穩定，均能滿足測定的要求。

表4 酸溶解法測定保健砂中Ca、P 含量的準確性檢驗

2.1.3 保健砂產品Ca、P 含量測定 如上所述，濕法和干法消化前處理均不適用于保健砂， 故最終確定采取酸溶解法進行前處理， 按照前述標準方法分別測定了11 個保健砂樣品中的Ca、P 含量， 結果見表5。 9 號樣品Ca 含量最高， 達到29.4%；6 號樣品Ca 含量最低，為4.5%。其中4、6、11 號樣品Ca 含量在6%及以下， 其余都高于8.5%，說明大部分保健砂產品均添加了較高含量的Ca。10 號保健砂樣品P 含量最高，達到1.95%，7 號樣品P 含量最低，為0.015%。 1 ～ 8 號樣品P含量都在0.05%以下， 和9、10、11 號樣品相差上百倍。大部分保健砂樣品的鈣磷比都在100 以上，最高達到792，說明保健砂中P 嚴重缺乏。

表5 11 種保健砂產品中的Ca、P 含量（酸溶解法）

總體來看，各省（市）的保健砂Ca、P 含量有高有低，相差較多，參差不齊，多數保健砂的P 含量嚴重偏低， 主要原因是鴿子養殖尚無統一的飼養標準，現階段都是參照雞飼料營養標準（鈣磷比例一般為1∶1 ～2∶1，蛋雞為3.5∶1 ～6∶1）以及養殖戶的飼養經驗。 大部分鴿養殖場或飼料廠在保健砂中基本不添加含P 添加劑，對P 元素在鴿子生長發育中發揮的重要作用沒有認識。Ca、P 是鴿子需要量最多的礦物質元素， 攝入Ca 不足會導致鴿子佝僂病，產軟殼蛋或沙殼蛋，產蛋率下降；缺乏P 會使鴿子食欲下降，精神不振，易發生異食癖，嚴重時也會影響骨骼發育（張怡等，2017）。 此外，在保健砂中添加鈣磷的同時務必注意其比例，鈣磷比太過懸殊也不利于動物生產性能的發揮（Zhu 等，2018），目前在雞上已有較多研究，Hamdi等（2015）研究表明，日糧中鈣磷比例的升高會抑制雞的生長發育，強調了日糧磷的重要性。關于鴿養殖中鈣磷比的重要性有待進一步研究。

2.2 保健砂中的Fe、Cu、Zn、Mn 元素含量統計與分析 通過原子吸收法測定11 種保健砂中Fe、Cu、Zn、Mn 元素的含量，結果見表6。各省（市）保健砂樣品中，Fe 元素含量最高的是4 號保健砂樣品，達到22184.82 mg/kg；最低的是6 號保健砂樣品，只有3387 mg/kg。 Cu 元素含量最高的是11號保健砂樣品，達到112.51 mg/kg；最低的是1 號保健砂樣品，為3.8 mg/kg。 并且6 號保健砂樣品沒有檢出Cu 元素。 Zn 元素含量最高的是9 號保健砂樣品，達到了865.57 mg/kg；最低的是1 號保健砂樣品，為7.46 mg/kg。 6 號保健砂樣品沒有檢出Zn 元素。 Mn 元素含量最高的是11 號保健砂樣品，為1401 mg/kg；最低的是6 號保健砂樣品，為58.89 mg/kg。

表6 11 種保健砂產品中的Fe、Cu、Zn、Mn 含量 mg/kg

保健砂樣品中Fe、Cu、Zn、Mn 含量均差異較大， 尤其是Cu、Zn、Mn 元素含量最高與最低相差幾十甚至上百倍， 原因主要是目前尚無鴿子的飼養標準， 不同廠家生產的保健砂礦物質元素含量差異極大。 在蛋雞復合預混料飼料標準（GB/T 22544-2008）中，上述幾種微量元素含量分別為Fe：6 ～8 g/kg；Cu：600 ～3500 mg/kg；Zn：6000 ～25000 mg/kg；Mn：4000 ～6000 mg/kg，而保健砂樣品中Fe、Cu、Zn、Mn 的含量分別為3.4 ～22、3.8 ～112.5、7.46 ～865.5 mg/kg 和58.8 ～1401 mg/kg。按照雞預混料在全價料中占比1%，保健砂占比平均為10%（于嘯洋，2018；蔡立海，2014）計算比較，所有保健砂樣品Fe 含量均為嚴重超標；8 個樣品的Cu 含量嚴重偏低，3 個樣品的Cu 含量在標準范圍內；多數樣品Zn 含量嚴重偏低，僅9 號樣品在標準范圍內；7 個樣品的Mn 含量嚴重偏低，3 個樣品含量超標，4 號樣品略微高于最低標準。

3 結論

酸溶解法前處理對保健砂中鈣磷含量的測定結果標準差較小，操作步驟簡單，不易失敗，所以酸溶解法是最適合對保健砂進行前處理的方法；除了4 號陜西咸陽、6 號遼寧本溪、11 號河北邢臺的保健砂樣品，其余省（市）的保健砂樣品均含有較高的Ca；各省（市）保健砂樣品中P 含量嚴重缺乏，僅有9 號河北石家莊和10 號山東日照的保健砂P 含量超過了1%， 造成多數保健砂鈣磷比嚴重失衡；按照雞預混料在全價料中占比1%，保健砂占比約10%計算， 與蛋雞預混料飼料標準相比，所有保健砂樣品Fe 含量均嚴重超標，多數保健砂樣品中Cu、Zn、Mn 含量偏低。