不同地區(qū)玉米及其副產(chǎn)品中微量元素含量分析

郭團(tuán)結(jié), 呂孝國, 蘇勇豪, 高 佳, 王永強(qiáng), 劉 璐, 燕 磊, 呂尊周, 孫春華*, 楊 青*, 喬煦瑋

（1.山東新希望六和集團(tuán)有限公司, 山東青島 266100；2.新希望六和股份有限公司, 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部飼料及畜禽產(chǎn)品質(zhì)量安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 四川成都 610101；3.青島新嘉生物技術(shù)有限公司, 山東青島 266100）

微量元素是指占動(dòng)物體重0.1‰以下的元素, 其對(duì)畜禽生長、繁殖、骨骼發(fā)育、免疫功能等起到至關(guān)重要的作用, 微量元素的過量或缺乏均會(huì)嚴(yán)重危害動(dòng)物的健康生長（蒙洪嬌等, 2016）。其中, 微量元素銅、鐵、錳、鋅在微量元素中占有至關(guān)重要的地位（方熱軍等, 2019）。多種酶及其輔助因子均需要銅來組成, 在電子傳遞、歧化超氧化物和氧化應(yīng)激反應(yīng)過程中起重要作用（朱葉萌等, 2014）；鐵是構(gòu)成肌紅蛋白、血紅蛋白、多種代謝酶和色素的重要組成成分（趙景鵬等, 2008）；錳是多種酶及其激活劑的重要組成成分, 可參與機(jī)體碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝（晏家友, 2011）；而鋅則可以維持生物膜的正常結(jié)構(gòu)和激素的正常功能, 同樣也影響三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝（俞成浩等, 2021）。在飼料中適度添加金屬微量元素可提高畜禽生長速度、改善免疫和抗氧化功能等（王鐸等, 2021）。

在飼料日常生產(chǎn)中容易忽略飼料原料中存在的微量元素本底值的影響, 這會(huì)導(dǎo)致日糧微量元素含量高于動(dòng)物營養(yǎng)需要, 一方面造成原料營養(yǎng)的浪費(fèi), 對(duì)土壤、水源等環(huán)境造成污染, 同時(shí)還會(huì)帶來畜禽產(chǎn)品質(zhì)量隱患。為了加強(qiáng)飼料添加劑管理, 促進(jìn)飼料行業(yè)和養(yǎng)殖行業(yè)的健康發(fā)展, 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部于2017年12月發(fā)布了2625號(hào)公告（2017）, 規(guī)定飼料中的微量元素銅、鐵、錳、鋅的最高限量。本文旨在分析玉米及其副產(chǎn)物中銅、鐵、錳、鋅含量, 為2625號(hào)文件的科學(xué)應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品收集 2019年1月至2020年11月共選取不同地區(qū)的原料183份樣本。全部密封冷藏（4℃）保存。樣品信息見表1。

表1 樣品信息表

1.2 樣品處理 參考《動(dòng)物飼料試樣的制備》（GB/T 20195-2006）制備試樣, 試樣粉碎粒度過0.45 mm分析篩。

1.3 主要儀器與試劑 Z-2300原子吸收分光光度計(jì)（日本日立公司）；SX2-4-10箱式電阻爐（龍口市電爐制造廠）；XS204電子天平（梅特勒-托利多國際貿(mào)易（上海）有限公司）；1000W電子萬用爐（北京永光明醫(yī)療儀器有限公司）；優(yōu)級(jí)純鹽酸（國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；1000 μg/mL銅、鐵、鋅、錳4種單元素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（中國計(jì)量科學(xué)研究院）。

1.4 試驗(yàn)方法 按照GB/T 13885—2017《飼料中鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉和鋅含量的測定 原子吸收光譜法》進(jìn)行檢測。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0軟件中的單因素方差分析法進(jìn)行分析。為減少數(shù)值修約帶來的偏差, 所有檢測原始數(shù)據(jù)采用《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定》（GB/T 8170-2008）進(jìn)行處理, 結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示, 結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位。

2 結(jié)果

2.1 玉米及其副產(chǎn)品中微量元素銅、鐵、錳、鋅的含量 由表2可知, 不同原料微量元素含量差異較大。玉米蛋白粉中含銅量最高, 其次分別是玉米胚芽粕、玉米DDGS、玉米；而玉米DDGS、玉米胚芽粕和玉米蛋白粉中鐵的含量均顯著高于玉米本身鐵的含量（P＜0.05）；玉米DDGS和玉米胚芽粕中錳和鋅的含量顯著高于玉米本身和玉米蛋白粉（P＜0.05）。玉米及其副產(chǎn)品中銅、鐵、錳、鋅平均含量差異較大, 變異系數(shù)均高于66%, 且均未超過農(nóng)業(yè)部2625號(hào)公告中的最高限量。

表2 玉米及其副產(chǎn)物中微量元素銅、鐵、錳、 鋅的含量 mg/kg

2.2 不同地區(qū)玉米中微量元素銅、鐵、錳、鋅的含量 由表3可知, 不同地區(qū)玉米中銅、鐵、錳、鋅的含量有一定差異, 平均微量元素含量中鐵元素含量最高, 其次是鋅、錳、銅。以江蘇玉米中銅元素含量最高, 其次是山東, 河南、河北、陜西及內(nèi)蒙古銅元素含量最低；而在錳元素含量上看, 內(nèi)蒙古玉米錳元素含量最低, 山東、江蘇、陜西、河南和河北之間無顯著差異（P＞0.05）；江蘇玉米中鋅元素含量最低。

表3 不同地區(qū)玉米中微量元素銅、鐵、錳、 鋅的含量 mg/kg

2.3 不同地區(qū)玉米DDGS中微量元素銅、鐵、錳、鋅的含量 由表4可知, 河南省玉米DDGS中鐵元素的含量極顯著高于其他各?。≒＜0.001）；而江蘇省玉米DDGS中錳元素含量顯著低于其他各省（P＜0.05）；各省玉米DDGS中鐵鋅含量均無顯著性差異（P＞0.05）；各省玉米DDGS中鐵含量的差異及變異系數(shù)較大。

表4 不同地區(qū)玉米DDGS中微量元素銅、鐵、錳、鋅 的含量分析 mg/kg

2.4 不同地區(qū)玉米胚芽粕中微量元素銅、鐵、錳、鋅的含量 由表5可知, 山東省的玉米胚芽粕中鐵元素含量顯著高于其他各?。≒＜0.05）；山東和遼寧省的玉米胚芽粕中錳、鋅元素含量均顯著高于其他各省（P＜0.05）；各省玉米胚芽粕中銅含量無顯著性差異（P＞0.05）；并且各省玉米胚芽粕中微量元素含量的差異較大, 變異系數(shù)均高于36%。

表5 不同地區(qū)玉米胚芽粕中微量元素銅、鐵、錳、 鋅的含量分析 mg/kg

2.5 不同地區(qū)玉米蛋白粉中微量元素銅、鐵、錳、鋅的含量 由表6可知, 河北省的玉米蛋白粉中鐵元素含量顯著高于其他各省, 且其鋅元素含量最高（P＜0.05）, 各省中以黑龍江省的玉米蛋白粉錳元素含量最高；各省玉米蛋白粉中微量元素含量的差異較大, 變異系數(shù)均高于39%。

表6 不同地區(qū)玉米蛋白粉中微量元素銅、鐵、錳、 鋅的含量 mg/kg

3 討論與展望

我國地大物博, 地質(zhì)多變, 土壤中的礦物元素含量差異較大, 直接影響飼料原料中銅、鐵、錳、鋅等礦物質(zhì)元素的含量（廖秀冬等, 2019）。羅緒剛課題組報(bào)道了我國31個(gè)地區(qū)37種飼料原料中礦物元素鈣、銅、錳、鋅含量分布情況, 結(jié)果顯示, 玉米、玉米蛋白粉、玉米DDGS和玉米胚芽粕中平均鐵含量21.3、209、248、154 mg/kg, 平均銅含量分別為2.5、9.04、4.18、4.66 mg/kg, 平均鋅含量分別為16.9、14.3、35.1、45.2 mg/kg, 平均錳含量分別為5.7、4.6、18.2、13.8 mg/kg（馬 雪 蓮 等, 2019；王麗賽等, 2019；邵玉新等, 2019；王傳龍等, 2019）。本研究表明, 玉米、玉米蛋白粉、玉米DDGS和玉米胚芽粕中平均鐵含量29.8、235.7、227.4、239.1 mg/kg, 平均銅含量分別為1.6、8.4、4.7、4.8 mg/kg, 平 均 鋅 含 量 分 別 為14.4、18.1、44.3、49.4 mg/kg, 平 均 錳 含 量 分 別 為4.4、4.4、20.5、21.3 mg/kg。由于玉米及其3種副產(chǎn)品中銅、鐵、錳、鋅含量差異較大, 本文的研究結(jié)果與羅緒剛課題組研究結(jié)果整體差異不大, 兩者結(jié)果均顯示, 不同玉米及其3種副產(chǎn)品中微量元素含量差異較大, 相同原料不同地區(qū)間微量元素含量也有差異。

玉米及其副產(chǎn)物中銅、鐵、錳、鋅含量的差別較大, 與玉米的生長環(huán)境、加工工藝和儲(chǔ)存條件均相關(guān)（李松澤等, 2021）。即使同一地區(qū)生產(chǎn)的玉米及其副產(chǎn)物, 銅、鐵、錳、鋅含量也存在一定差異。雖然單獨(dú)按常規(guī)添加量添加以上調(diào)查地區(qū)的玉米及其副產(chǎn)物中銅、鐵、錳、鋅均未超過農(nóng)業(yè)部2625號(hào)公告中的最高限量, 但綜合考慮飼料生產(chǎn)中加入的其他原料、設(shè)備材質(zhì)磨損脫落、運(yùn)輸和貯存過程中也會(huì)大量引入銅、鐵、錳、鋅等微量元素, 以及上述原料中微量元素本底值差異等原因, 飼料成品中銅、鐵、錳、鋅含量仍有可能超過農(nóng)業(yè)部2625號(hào)公告中的最高限量。

玉米副產(chǎn)品中銅、鐵、錳、鋅含量均遠(yuǎn)大于玉米本身的含量, 可能是生產(chǎn)玉米副產(chǎn)品過程也可以看作微量元素“濃縮”的過程, 此過程受原料本身微量元素含量、生產(chǎn)工藝、發(fā)酵程度等諸多因素的影響（賈久滿等, 2009）。本研究中玉米及其副產(chǎn)品中銅、鐵、錳、鋅含量的變異系數(shù)均超過50%, 并且其最大/最小值之間差異較大, 飼料生產(chǎn)過程中需加以重視。

玉米及其副產(chǎn)品中含有豐富的微量元素, 但動(dòng)物對(duì)這些微量元素的利用率情況還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

本研究數(shù)據(jù)表明, 不同地區(qū)及玉米各副產(chǎn)品之間微量元素存在一定差異, 并可以對(duì)飼料微量元素含量產(chǎn)生一定影響。企業(yè)在飼料生產(chǎn)中需要減少微量元素添加量, 并要精確把握各飼料原料中微量元素含量, 這樣才能使飼料滿足2625號(hào)公告需求, 同時(shí)也做到節(jié)能減排、降低成本。