測定蛋氨酸銅應(yīng)注意的幾個(gè)問題

李 晗

(山東省日照第一中學(xué)，山東 日照 276826)

蛋氨酸銅是蛋氨酸和銅離子形成的螯合物，是一種重要的富銅飼料添加劑，它較無機(jī)銅鹽具有穩(wěn)定性好、安全性高、副作用小、吸收性能好、利用率高等優(yōu)點(diǎn)，常作為水產(chǎn)動(dòng)物、家禽、獸類等補(bǔ)銅的優(yōu)質(zhì)銅源使用。

動(dòng)物體內(nèi)存在多種含銅酶，通過喂食添加適量無機(jī)銅或有機(jī)銅的飼料，就能通過這些酶來促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用。如在飼料中添加適量蛋氨酸銅，能顯著促進(jìn)斷奶仔豬、雛雞、水貂和豹等的生長，并能提高機(jī)體免疫力[1-4]；能顯著提高西門塔爾牛對(duì)有機(jī)質(zhì)、粗蛋白、粗脂肪和無氮浸出物的消化，明顯提其抗氧化能力[5]，還能提高軍曹魚的存活率[6]。但當(dāng)喂食過量太多的蛋氨酸銅時(shí)，又會(huì)引起某些動(dòng)物組織細(xì)胞的損傷甚至變性[7]，使動(dòng)物產(chǎn)品中因蓄積過多的銅而影響食品安全，同時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致高銅排泄而污染環(huán)境。

蛋氨酸銅一般是以蛋氨酸和硫酸銅為原料，按照2∶1物質(zhì)的量比在pH值為6～8的溶液中合成的[8-9]。通過測定樣品中蛋氨酸及銅的含量，就可以確定合成產(chǎn)物中蛋氨酸銅的組成或飼料中蛋氨酸銅的含量[10]。蛋氨酸銅中銅含量的測定主要有EDTA絡(luò)合滴定法[8,10]，蛋氨酸含量的測定主要有凱氏定氮法和間接碘量法[10-11]。在測定過程中，必須控制合適的實(shí)驗(yàn)條件，才能得到準(zhǔn)確可靠的分析結(jié)果。本文重點(diǎn)闡述采用EDTA絡(luò)合滴定法測定蛋氨酸銅中的銅和采用間接碘量法測定蛋氨酸銅中蛋氨酸的含量應(yīng)注意的幾個(gè)問題。

1 測定蛋氨酸銅應(yīng)注意的問題

1.1 試樣在錐形瓶內(nèi)壁上的粘附

在采用EDTA絡(luò)合滴定法測定蛋氨酸銅中的銅和用間接碘量法測定蛋氨酸銅中蛋氨酸的含量時(shí)，滴定過程中都會(huì)有少量微小的泡沫狀的試樣粘附在錐形瓶內(nèi)壁上，從而出現(xiàn)滴定終點(diǎn)不穩(wěn)定、顏色反復(fù)變化的現(xiàn)象。為此，在滴定過程中，特別是近終點(diǎn)時(shí)，要注意搖動(dòng)錐形瓶和用洗瓶沖洗瓶內(nèi)壁，使粘附在瓶壁上的試樣完全進(jìn)入溶液反應(yīng)，以保證終點(diǎn)顏色的穩(wěn)定和測定結(jié)果的準(zhǔn)確度。

1.2 試樣用量

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在采用EDTA絡(luò)合滴定法測定蛋氨酸銅中銅的含量時(shí)，可以使用PAN指示劑，也可以使用二甲酚橙指示劑，這兩種指示劑溶液都為黃色，終點(diǎn)的顏色是指示劑的黃色和Cu2+的藍(lán)色的混合色，為黃綠色或綠色。具體是哪種顏色，取決于蛋氨酸銅試樣的用量和指示劑的用量，而當(dāng)?shù)鞍彼徙~用量較大、指示劑用量少時(shí)，也可能只觀察到藍(lán)綠色，這與Cu2+的藍(lán)色接近，對(duì)準(zhǔn)確確定終點(diǎn)是不利的。由于指示劑也是絡(luò)合劑，其用量不能太多，否則會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，因此，為保證終點(diǎn)顏色變化的敏銳性，就必須控制合適的試樣用量。

測定蛋氨酸銅中銅的含量可以在pH值=5的HAC-NaAC溶液中進(jìn)行[10]，若要求終點(diǎn)誤差≤│±0.1%│，假設(shè)用EDTA滴定等濃度的Cu2+，終點(diǎn)時(shí)蛋氨酸(用L表示，pKa1=2.22，pKa2=9.27)的濃度為0.01mol·L-1，由準(zhǔn)確滴定的判別式[12-13]得：

終點(diǎn)時(shí)游離的蛋氨酸濃度為：

所以可以允許稱取較低量的蛋氨酸銅試樣進(jìn)行測定，而且終點(diǎn)時(shí)蛋氨酸的分析濃度越小，則終點(diǎn)時(shí)游離的蛋氨酸濃度也越小，允許的蛋氨酸銅試樣量也越小。當(dāng)然，蛋氨酸和Cu2+都是由蛋氨酸銅溶解產(chǎn)生的，1 mol蛋氨酸銅溶解后會(huì)產(chǎn)生2mol的蛋氨酸和1mol的Cu2+，當(dāng)用EDTA滴定等濃度的Cu2+至終點(diǎn)時(shí)，溶液中蛋氨酸的濃度近似等于滴定前Cu2+的濃度cCu。因此，如果使用0.01000mol·L-1的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，則可以稱取含蛋氨酸銅0.75～0.9g的試樣，用HCl加熱溶解后，用水定容到250mL容量瓶中，移取25.00mL試液以二甲酚橙或PAN為指示劑滴定，此時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積在20～25mL之間，則既能在終點(diǎn)時(shí)看到明顯的黃綠色或綠色，又能使終點(diǎn)誤差≤│±0.1%│。

1.3 溶液的pH值

在用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定蛋氨酸銅溶液中的Cu2+和用間接碘量法測定蛋氨酸含量時(shí)I2與蛋氨酸的反應(yīng)都會(huì)生成H+，使溶液酸度升高。反應(yīng)式如下：

Cu2++ H2Y2-= CuY2-+ 2H2+

為保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確度，需要用緩沖溶液控制滴定溶液的pH值，為此，要求緩沖溶液濃度要大，保證有足夠的緩沖容量，以防滴定過程中pH值降低，使終點(diǎn)顏色反復(fù)，造成較大的測量誤差。

采用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液測定Cu2+，當(dāng)以PAN為指示劑時(shí)，可以在pH值=5的HAC-NaAC緩沖溶液或在pH值=9.2的NH3-NH4Cl緩沖溶液中滴定；當(dāng)以二甲酚橙為指示劑時(shí)，可以在pH值=5的HAC-NaAC緩沖溶液中滴定。而采用間接碘量法測定蛋氨酸含量時(shí)，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定碘的反應(yīng)必須在中性或弱酸性溶液[12]中(如pH值=6.5～7.0)進(jìn)行，若酸性太強(qiáng)或堿性太強(qiáng)，都會(huì)造成較大的誤差。

1.4 指示劑的選擇

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用EDTA絡(luò)合滴定法測定蛋氨酸銅中的銅含量時(shí)，加入2滴0.2%的二甲酚橙水溶液作指示劑或3滴0.2%的PAN指示劑(用無水乙醇配制)都能得到準(zhǔn)確的分析結(jié)果，但使用二甲酚橙指示劑更方便一些。因?yàn)槭褂枚追映戎甘緞┰谑覝叵碌味ǎ僮鞣奖悖欢褂肞AN指示劑時(shí)，由于PAN及其銅的絡(luò)合物皆不溶于水，滴定前需要將溶液加熱(如95℃)，當(dāng)氣溫較低時(shí)，滴定后期還需要進(jìn)一步加熱才能提高變色靈敏度，操作不夠方便。

參考文獻(xiàn)

[1]郝貴增,靳玉芬,田 萍,等.蛋氨酸銅對(duì)仔豬的生長性能及血清生化指標(biāo)的影響[J].中國獸醫(yī)學(xué)報(bào),2009,29(3): 346-349.

[2]王榮梅,蘇榮勝,曹華斌,等.蛋氨酸銅對(duì)肉雞生長性能及某些生理生化指標(biāo)的影響[J].黑龍江畜牧獸醫(yī),2009(3):1-3.

[3]吳學(xué)壯,高秀華,楊福合,等.飼糧銅源及水平對(duì)育成期雄性水貂生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率及氮、銅代謝的影響[J].動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)報(bào),2015,27(3):795-803.

[4]鄭銀偉,黃 卉,王玉峰,等.微量元素螯合物對(duì)貉育成期生長性能與營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響[J].黑龍江畜牧獸醫(yī),2016(2):201-203.

[5]王 聰,董寬虎,劉 強(qiáng),等.蛋氨酸銅對(duì)西門塔爾牛日糧養(yǎng)分消化代謝及血液指標(biāo)的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2008,16(6):1523-1527.

[6]喬永剛,譚北平,麥康森,等.軍曹魚對(duì)飼料中銅需要量的研究[J].中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,43(4):34-41.

[7]蘇榮勝,曹華斌,李和平,等.不同劑量的蛋氨酸銅對(duì)肉雞免疫器官發(fā)育和病理變化的影響[J].中國獸醫(yī)學(xué)報(bào),2009,29(4):486-488.

[8]劉 俊,李洪潮,徐懷春,等.蛋氨酸銅螯合物的制備及表征研究[J].文山學(xué)院學(xué)報(bào),2016,29(6):17-20.

[9]張曉鳴,賈承勝,張 鳳,等.蛋氨酸銅螯合物的制備及其抗氧化性質(zhì)研究[J].食品與機(jī)械,2009,25(5):59-62.

[10]全國飼料工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB/T 20802-2006 飼料添加劑 蛋氨酸銅[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006．

[11]鐘國清.蛋氨酸的兩種測定方法比較[J].江西飼料,2002(3):20-21.

[12]武漢大學(xué).分析化學(xué)上冊(cè)[M].5版.北京:高等教育出版社,2011.

[13]主沉浮,林秀麗,王桂芳,等.三參比法對(duì)銅-蛋氨酸體系穩(wěn)定常數(shù)的測定[J].山東科學(xué),1996,9(2):36-39.