饲料中丙酸、丙酸盐的测定方法改进研究*

李 理 唐 坤 刘晓莉 陈晋莹

(中储粮成都储藏研究院有限公司 610091)

解决饲料霉变一方面要控制饲料的水分不超过规定的标准，另一方面在饲料中添加防霉剂。丙酸、丙酸盐是公认的最经济实惠、安全有效的防霉剂[1～2]。丙酸为无色液体，具有挥发性，能与水混溶。丙酸盐主要是指丙酸钙、丙酸钠、丙酸锌、丙酸钾、丙酸铵等，多为白色颗粒或粉末，无臭或稍有异臭味，溶于水；在酸性条件下，产生游离丙酸。2018年重新颁布了《饲料中丙酸、丙酸盐的测定》(GB/T 17815-2018)[3]，由于标准中的蒸馏方法存在一定不足，使丙酸、丙酸盐的测定有一定误差。本实验将蒸馏装置改进后测定饲料中的丙酸、丙酸盐，即对样品充分蒸馏后进行气相色谱分析。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

水:GB/T 6682-2008中一级水(除非另有说明，在分析中仅使用分析纯试剂)。

磷酸：优级纯，氯化钠，石英砂，硅油。

磷酸溶液(1+1)：量取50 mL磷酸用水稀释至100 mL，混匀。

甲酸溶液(2+98)：移取2 mL甲酸用水稀释至100 mL，混匀。

丙酸标准储备溶液：准确称取1.0310 g丙酸(C3H6O2，纯度≥97%)于100 mL容量瓶中，加水溶解并定容，摇匀。此液1 mL含10 mg丙酸，在4℃可保存30 d。

丙酸标准工作溶液：移取丙酸标准贮备溶液10.0 mL置于100 mL容量瓶中，用水稀释定容。此液1 mL含1 mg丙酸，临时现配。

0.45 μm滤膜。

样品按GB/T 14699.1采样，按GB/T 20195制备试样，粉碎后过0.42 mm孔径的分析筛，混匀后装入密闭容器中备用。

1.2 仪器与设备

气象色谱仪：Agilent7890A气相色谱仪，配有自动进样器、氢火焰离子化检测器；水蒸气蒸馏装置：具500 mL蒸馏烧瓶；分析天平：感量0.0001 g和0.1 g。

1.3 检测方法

采用气相色谱法进行检测。

色谱柱：聚乙二醇(PEG)石英毛细管柱，柱长30 m，内径0.25 mm，膜厚度0.5 μm或等同性能色谱柱。载气：氮气、氢气、空气，纯度>99.99%。载气流速：1.0 mL/min；进样口温度：250℃；分流比：5∶1；检测器温度：250℃。柱温箱温度：110℃保持5 min，然后以10℃/min的速率升到180℃，保持5 min。进样量：1 μL。

1.4 实验步骤

1.4.1 试样溶液的制备 做两份平行试验，准确称取50 g试样(精确至0.1 g)置于500 mL蒸馏瓶中，迅速加入200 mL水、80 g氯化钠、10 mL磷酸溶液、10 g石英砂及2～3滴硅油，进行水蒸气蒸馏，将250 mL锥形瓶置于冰水浴中作为吸收液装置，蒸馏直至馏出液接近240 mL时停止。将锥形瓶于室温下放置30 min，然后将蒸馏液移至250 mL容量瓶中，加1.0 mL甲酸溶液，用水定容[4～5]。充分摇匀后用0.45 μm的滤膜过滤待测。

1.4.2 标准系列溶液的制备 准确移取丙酸标准工作溶液2.5 mL、5.0 mL，丙酸标准储备溶液1.0 mL、2.5 mL、5.0 mL、10.0 mL置于500 mL蒸馏瓶中，迅速加入200 mL水、80 g氯化钠、10 mL 磷酸溶液，立即进行水蒸气蒸馏，将250 mL锥形瓶置于冰水浴中作为吸收液装置，蒸馏直至馏出液接近240 mL时停止。将锥形瓶于室温下放置30 min，然后将蒸馏液转至250 mL容量瓶中，加1.0 mL甲酸溶液，用水定容，充分摇匀后用0.45 μm的滤膜过滤，丙酸标准溶液最终浓度分别为10.0 μg/mL、20.0 μg/mL、40.0 μg/mL、100.0 μg/mL、200.0 μg/mL、400.0 μg/mL。

1.5 实验数据处理

丙酸含量以质量分数W1计，数值以毫克每千克(mg/kg)表示，按式(1)计算:

W1=c×V/m

(1)

式中：

c—丙酸标准溶液中丙酸浓度，单位为微克每毫升(μg/mL)；

V—蒸馏液的体积，单位为毫升(mL)；

m—试样质量，单位为克(g)；

丙酸盐含量以丙酸计。

2 结果与讨论

2.1 标准方法的测试结果

将配置好的浓度分别为200.0 μg/mL、400.0 μg/mL的丙酸标准工作溶液(按照图1中国标蒸馏方法各1 μL注入气相色谱仪，测定丙酸的峰面积(A)。结果表明，200.0 μg/mL丙酸标准工作溶液的峰面积为11.7，400.0 μg/mL的丙酸标准工作溶液的峰面积为76.7。很显然，使用该方法蒸馏的效果较差，还有大量的丙酸未蒸出。

图1 未改进前的水蒸气蒸馏装置

2.2 改进蒸馏方法的测试结果

对国标中的蒸馏方法进行改进，在样品溶液下面通过加热的方式加快丙酸的蒸发(加热温度为100℃)，装置如图2所示。

图2 改进后的水蒸气蒸馏装置

2.2.1 工作曲线的测定 将配置好的浓度分别为10.0 μg/mL、20.0 μg/mL、40.0 μg/mL、100.0 μg/mL、200.0 μg/mL、400.0 μg/mL的丙酸标准工作溶液1 μL注入气相色谱仪，以丙酸浓度(μg/mL)为横坐标，其相应峰面积(A)为纵坐标，绘制工作曲线(如图3)。结果表明，在10.0 μg/mL～400.0 μg/mL，线性关系良好，曲线回归方程为A=0.2567C-1.495，相关系数为0.9970，以S/N=3计算该方法的检出限，丙酸的检出限为10.0 mg/kg，低于国标GB/T 17815-2018的检出限30 mg/kg。

图3 丙酸标准系列溶液的工作曲线

2.2.2 样品的测定 将配置好的试样溶液1 μL注入气相色谱仪进行测定(平行2份)，根据其曲线回归方程为A=0.2567C-1.495，得出饲料中的丙酸含量分别为50.62 μg/mL、50.23 μg/mL。

2.2.3 方法的准确度 在样品中分别添加一定量的标准溶液，使添加浓度(以丙酸计)分别为0、6.0 μg/mL、50.0 μg/mL，每个浓度平行称量饲料2次，得出丙酸、丙酸盐的回收率(表1)。从表1可以看出，按不同水平定量添加的丙酸、丙酸盐的回收率在83.15%～85.25%，平均回收率为84.2%，相对标准偏差(变异系数)为1.8%，符合检测方法的准确性要求，说明该方法具有较好的加标回收率，适合饲料样品中丙酸、丙酸盐的测定。

表1 方法的回收率

2.2.4 方法的稳定性与精密度 在样品中添加一定量的标准溶液，使添加浓度(以丙酸计)为50.0 μg/mL，重复测定12次，得出丙酸、丙酸盐测量结果的稳定性(表2)。从表2可以看出，该方法具有较好的稳定性(相对标准偏差为2.2%)，适合饲料样品中丙酸、丙酸盐的测定。同时，在重复性条件下获得的两次独立测试结果(最大值与最小值)与算术平均值的绝对差值为该平均值的2.8%(小于15%)，说明该方法具有良好的再现性。

表2 方法的稳定性

3 结论

本方法通过对仪器装置进行改进，加速了丙酸的蒸馏，从而有效提高了饲料中丙酸、丙酸盐的实际检测率。在浓度10.00 μg/mL～400.0 μg/mL范围内，该方法检出限为10 mg/kg，丙酸的回收率为83.15%～85.25%，平均回收率为84.2%，相对标准偏差(变异系数)为1.8%，完全符合GB/T 17815-2018中对精密度的要求。方法操作简单、重现性好、灵敏度高，能够满足饲料中丙酸、丙酸盐的检测要求。