水產(chǎn)蛋白飼料原料中摻入非蛋白氮的危害與檢測方法

思好 · 發(fā)表于 2009-8-10 21:08:39

　　水產(chǎn)蛋白飼料原料中摻入非蛋白氮的危害與檢測方法

　　近年來，水產(chǎn)飼料質(zhì)量安全事故頻繁發(fā)生，也出現(xiàn)較多的“疑難雜癥”，除了給飼料企業(yè)造成重大市場、信譽和經(jīng)濟損失外，也給養(yǎng)殖戶帶來巨大經(jīng)濟損失，同時也對水產(chǎn)品的食用安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。每當(dāng)遭遇這類事故時，我們第一反應(yīng)是產(chǎn)品質(zhì)量問題，但通常是從營養(yǎng)質(zhì)量方面進行排查、分析，較少注意到是飼料原料摻假帶來的問題。在眾多原料摻假行為中，蛋白質(zhì)類飼料原料摻假是重災(zāi)區(qū)域，我們以前重點對魚粉進行監(jiān)控，而目前是魚粉類、肉粉、肉骨粉、玉米蛋白粉、酵母粉、發(fā)酵蛋白飼料類、菜粕、棉粕、花生粕、豆粕、大米蛋白粉、小麥蛋白粉、蠶豆蛋白粉、味精蛋白粉、血粉類等，幾乎涉及我們所使用的所有蛋白質(zhì)類原料均有摻假行為，主要是為提高蛋白質(zhì)含量為目標(biāo)。在提高蛋白質(zhì)含量的技術(shù)方法中，一般采用加入非蛋白氮（NPN）提高氮含量。

　　因此，我們應(yīng)該提高對飼料原料安全性的重視程度，將其視為與營養(yǎng)質(zhì)量同等重要的地位來對待飼料原料、重點是蛋白質(zhì)原料的安全質(zhì)量。只有在排除飼料原料摻假、尤其是蛋白質(zhì)原料摻入了有毒有害物質(zhì)后，我們的飼料營養(yǎng)價值才能正常發(fā)揮。而對于飼料企業(yè)而言，也只有在保障飼料安全、在養(yǎng)殖生產(chǎn)中不發(fā)生質(zhì)量安全事故、不造成經(jīng)濟損失的前提下，再最求養(yǎng)殖魚類的生長速度、飼料效率，并獲得經(jīng)濟效益，簡單講就是在不因飼料質(zhì)量事故而賠錢的前提下，才可能使企業(yè)賺錢。從這種意義分析，蛋白質(zhì)原料的安全質(zhì)量較其營養(yǎng)質(zhì)量更為重要。

　　一、在蛋白質(zhì)原料中使用的NPN主要類型和特點

　　在早期的NPN摻假物中主要是尿素、氯化銨、碳酸氨等含氮化學(xué)肥料。而近年來，一是更高氮含量的化工產(chǎn)品出現(xiàn)，二是要逃避飼料原料質(zhì)量檢測技術(shù)的監(jiān)控，一些新的高含氮化工原料進入飼料蛋白質(zhì)原料中。

　　據(jù)不同渠道來源的資料和信息表明，在蛋白質(zhì)飼料中加入高含氮化工原料的基本要求包括以下幾點：①氮含量高，其折算的粗蛋白質(zhì)含量要在100%以上，愈高愈好；②物理性狀為白色無味，便于加入各種原料之中；③要能夠逃避水溶總氮、揮發(fā)性鹽基氮、真蛋白、離體蛋白質(zhì)消化率、顯微鏡分析等檢測技術(shù)的監(jiān)控；④易于購買、易于生產(chǎn)，成本很低。符合這些要求的化學(xué)物質(zhì)較多，主要有以下幾種。

　　1、三聚氰胺

　　工業(yè)上目前多數(shù)采用的工藝是用尿素直接在高溫高壓下制得，成本低。三聚氰胺主要作為有機合成單體,與甲醛縮合制成三聚氰胺-甲醛樹脂(即蜜胺樹脂),是模塑料、涂料、粘合劑、建材層壓板、造紙、紡織、皮革及醫(yī)藥等工業(yè)的重要化工原料之一。

　　三聚氰胺又稱蜜胺,分子式為C3H6N6,結(jié)構(gòu)式見圖。主要物理性質(zhì)為熔點345℃(分解),

　　在常壓下，當(dāng)溫度超過150℃表現(xiàn)出升華性。密度1.573g/㎝3 (16℃)。在有機溶劑中的溶解性為：能溶于甘油、吡啶、熱乙二醇、乙酸、一乙醇胺、三乙醇胺、甲醛。微溶于乙醇、丙酮。不溶于乙醚。

　　化學(xué)性質(zhì)為，三聚氰胺呈弱堿性，能夠與各種酸分應(yīng)生成三聚氰胺鹽。在強酸和強堿液中，三聚氰胺發(fā)生水解，胺基逐步被羥基取代，生成三聚氰胺二酰胺，三聚氰胺一酰胺和三聚氰酸。

　　在飼料原料中使用的三聚氰胺產(chǎn)品是以生物蛋白質(zhì)精等產(chǎn)品名稱出現(xiàn)的，其特征為：為黃色、白色、灰褐色等粉狀物，細(xì)度50目-60目。有流動性、無味、

　　抗碘、抗鏡檢、耐氨氮反應(yīng)、耐水洗化驗、耐高溫、新鮮度≥90%。①含蛋白質(zhì)160%，水溶解度70%，水份8% ；②含蛋白質(zhì)300%，水融解度80%，水份8% 。在魚粉、肉松粉、豆粕、菜粕、濃縮料等各種飼料原料每100公斤加入 “生物蛋白精”1kg可提高蛋白質(zhì)1.6%--3.0%。

　　根據(jù)上述產(chǎn)品表述就可以發(fā)現(xiàn)，目前的顯微鏡檢驗、氨氮反應(yīng)、水溶總氮測定的常規(guī)方法對這類產(chǎn)品是難以檢測出來的。

　　三聚氰胺對養(yǎng)殖動物的主要危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面。①使飼料原料、配合飼料的蛋白質(zhì)出現(xiàn)不真實的“虛高”現(xiàn)象，導(dǎo)致粗蛋白在飼料原料、配合飼料中已經(jīng)達(dá)到設(shè)計的要求，而實際上蛋白質(zhì)水平并沒有達(dá)到要求，最后導(dǎo)致養(yǎng)殖效果難以達(dá)到配方設(shè)計的要求；②對養(yǎng)殖動物產(chǎn)生嚴(yán)重的毒性作用。三聚氰胺對養(yǎng)殖動物、人體的毒性主要為腎臟毒性作用，對腎臟有非常大的傷害，并由此對養(yǎng)殖動物整體生理機能造成嚴(yán)重影響，養(yǎng)殖魚體出現(xiàn)很多怪病，如腎臟腫瘤、表皮和內(nèi)臟出血（與喹乙醇的癥狀類似）、體色白化等。

　　最初將三聚氰胺摻假到飼料蛋白質(zhì)原料中的情況公開報道的是出口到美國的2種飼料原料，這2種原料在寵物飼料中使用，最后導(dǎo)致寵物死亡。出口到美國的小麥蛋白粉，最終導(dǎo)致了美國近三個月來數(shù)十只寵物貓、狗死亡，并使上千只寵物患上腎病。FDA的調(diào)查最終確證，導(dǎo)致寵物死亡的罪魁禍?zhǔn)资沁@些小麥蛋白粉、大米蛋白濃縮物里含有的一種名為三聚氰胺的化學(xué)物質(zhì)。

　　2、磷酸脲

　　磷酸脲分子式為CO(NH2)2·H3PO4，性質(zhì)為白色斜方晶體。熔點117.5℃。含氮17.72％，P2O544.94％。20℃時水中的溶解度為98.41g/100g水。水溶液呈酸性。30℃時的臨界相對濕度為53％。不溶于醚類、甲苯、四氯化碳和二惡烷。

　　典型制造方法為尿素與熱法磷酸或濕法磷酸(54％P2O5)反應(yīng)，料液經(jīng)冷卻結(jié)晶，離心分離(水)而制成。也可用含50％五氧化二磷的濕法磷酸和60％(質(zhì)量)的尿素溶液進行反應(yīng)制得。飼料級產(chǎn)品，可進行二次結(jié)晶提純。用作反芻類動物的飼料添加劑，紡織品、木材、紙張的阻燃劑；食品防腐保鮮劑；金屬表面的除垢防銹劑；在120～130℃下熱解成尿素多磷酸銨，配制含聚磷酸銨的液體復(fù)合肥料。

　　磷酸脲可以作為反芻動物的飼料添加劑,可代替部分豆餅、魚粉等動植物蛋白。但是，多數(shù)魚類沒有胃，魚類長期生活在水體中，其腸道微生物區(qū)系沒有反芻動物的復(fù)雜，不能直接利用、也難以依賴腸道微生物轉(zhuǎn)化后再利用NPN。因此，魚雷是不能利用磷酸脲等在反芻動物可以利用的NPN物質(zhì)。

　　3、羥甲基羧基類NPN產(chǎn)品

　　尿素與甲醛反應(yīng)生成羥甲基脲，與泥炭、褐煤反應(yīng)生成硝基腐脲，與脂肪酸反應(yīng)生成脂肪酸脲。

　　羥甲基羧基氮是由有機醛基團與氮、磷營養(yǎng)基經(jīng)生化反應(yīng)，將醛基部分氧化成羧基而合成。這類產(chǎn)品的外觀有白色、灰色或黃色粉末；總氮含量（N%）胃34±2%或43±2%，蛋白含量200%－280% ；酸堿度（PH值）：6.0－7.0或9.0－12 。

　　4、縮二脲

　　縮二脲又稱雙縮脲或氨基甲酰脲，由尿素縮合而得?？s二脲是無味的非蛋白氮化物，在反芻動物通過動物瘤胃中的微生物合成菌體蛋白，以滿足動物對蛋白質(zhì)的需要。

　　在高溫下，兩分子尿素脫去一分子水縮合成一分子縮二脲，縮二脲比尿素較難溶解，縮二脲含有40.8%的氮。

　　二脲基產(chǎn)品以氮換算的粗蛋白含量275%以上，全溶于水，無灰分，用濾紙過濾后，濾紙上無殘留物、無蛋白含量。熔點190℃（分解），相對密度1.467（-5/4℃）。水中結(jié)晶體含4分子結(jié)晶水，在約110℃時失水。易溶于醇，極微溶于醚。顏色分為白色、黃色兩種。在棉粕、豆粕、花生粕、菜粕、玉米蛋白粉、豌豆蛋白粉、大米蛋白粉、小麥蛋白粉、魚粉、血粉、肉松粉等飼料原料中均有可能摻假。

　　5、磷寶蛋白精

　　魚粉、肉松粉、豆粕、菜粕、濃縮料等各種飼料原料每100公斤加入 “磷寶蛋白精”1kg可提高蛋白質(zhì)1.6%-3.0%。

　　產(chǎn)品介紹為為黃色、白色、灰褐色等粉狀物，細(xì)度50目-60目。有流動性、無味、抗碘、抗鏡檢、耐氨氮反應(yīng)、耐水洗化驗、耐高溫、新鮮度≥90%。

　　6、生物蛋白精(蛋白粉)

　　在企業(yè)宣傳的產(chǎn)品介紹為為3大類。

　?、倨胀ㄐ停?br />
　　蛋白含量180%、200% 、260% 。

　?、诳够炐停ú缓迕浮⒖拱钡磻?yīng)）：蛋白含量150% 、240%、260%、330% 。

　　③抗水洗型（不含脲酶、抗水洗化驗）：

　　蛋白含量180%、195% 。

　　7、異丁叉二脲

　　學(xué)名亞異丁基二脲,結(jié)構(gòu)式為CHCH3CH3CHNHCNH2ONHCNH2O。簡稱IBDU。尿素與異丁醛反應(yīng)生成異丁基二脲（DUIB），含氮32．18 ％，蛋白質(zhì)當(dāng)量為201％，其特點是氨的釋放速度較慢，安全性好，利用率高。異丁叉二脲具有在水中溶解度小、水解速度慢的特點。

　　作為飼料用異丁叉二脲，每kg相當(dāng)于2.1kg純蛋白氮，可代替3.6kg大豆粉。

　　二、在蛋白飼料中摻假NPN對養(yǎng)殖魚類的危害

　　1、關(guān)于三聚氰胺的危害

　　資料表明，出口到美國的小麥蛋白粉、大米蛋白濃縮物，最終導(dǎo)致了美國近三個里來數(shù)十只寵物貓、狗死亡，并使上千只寵物患上腎病。美國FDA的調(diào)查已最終確證，導(dǎo)致寵物死亡的有毒物質(zhì)是這些小麥蛋白粉里含有的一種名為三聚氰胺的化學(xué)物質(zhì)。FDA在對連續(xù)死亡貓、狗的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，數(shù)個知名品牌寵物飼料的主要原料小麥蛋白粉和大米蛋白濃縮物中，含有化學(xué)物質(zhì)三聚氰胺。這種物質(zhì)對人體和動物的危害尚未被完全認(rèn)知，但已知的是，“如長期和反復(fù)接觸作用，該物質(zhì)可能對腎發(fā)生作用”。

　　由國際化學(xué)品安全規(guī)劃署和歐洲聯(lián)盟委員會合編的《國際化學(xué)品安全手冊》（第三卷），對三聚氰胺則有如下描述：“長期或反復(fù)接觸作用：該物質(zhì)可能對腎發(fā)生作用”。

　　在高溫下，三聚氰胺可能分解產(chǎn)生氰化物（有較大毒性），在進行膨化飼料加工時，是否會分解產(chǎn)生氰化物倒是值得研究的問題。

　　2、養(yǎng)殖魚體可能出現(xiàn)的問題

　　養(yǎng)殖魚體可能出現(xiàn)的問題包括以下幾個方面：①對魚體主要內(nèi)臟器官造成傷害，出現(xiàn)器質(zhì)性病態(tài)反應(yīng)，如肝胰臟、腎臟、脾臟等發(fā)生腫大、出血等現(xiàn)象。由于內(nèi)臟主要器官組織的傷害，可能導(dǎo)致魚體整體生理機能的傷害，使魚體整體免疫、防御能力出現(xiàn)嚴(yán)重的病理反應(yīng)，生長速度下降，死亡率增高等綜合性反應(yīng)。②體色發(fā)生變化，目前在多數(shù)無鱗魚如斑點叉尾回、黃桑魚、胡子鯰，有鱗魚如武昌魚、青魚等，體色出現(xiàn)顯著的“白化”現(xiàn)象，嚴(yán)重的肌肉色澤也要發(fā)生變化。③消化道、鰓、鰭條基部、表皮等發(fā)生嚴(yán)重的出血現(xiàn)象，可能是氨氮過量造成。④養(yǎng)殖魚類生產(chǎn)性能嚴(yán)重受到影響，如部分企業(yè)出現(xiàn)使用了魚粉的飼料的養(yǎng)殖效果還不如不用魚粉的飼料的養(yǎng)殖效果，高蛋白、高價格的飼料還不如低蛋白、低價格飼料的養(yǎng)殖效果等難以理解的奇怪現(xiàn)象，極有可能是魚粉等高蛋白原料有摻假所造成。

　　三、蛋白質(zhì)飼料摻假物的質(zhì)量鑒定

　　在蛋白質(zhì)原料中除了摻入NPN類化工產(chǎn)品外，還有摻入部分水解羽毛粉、膨化羽毛粉、膨化皮革粉、豬踢角粉、蛋白胨等物質(zhì)。因此，蛋白質(zhì)飼料原料摻假物的質(zhì)量鑒定應(yīng)該要全面進行。

　　1、氨基酸分析方法

　　分析氨基酸應(yīng)該是最佳分析方法，但是，目前有些摻假蛋白質(zhì)飼料、尤其是魚粉的氨基酸指標(biāo)與真魚粉的氨基酸組成幾乎沒有什么差異。出現(xiàn)這種情況的原因有幾種可能性：①氨基酸分析報告有人為干擾，這類案例較多，建議將樣品分別送高等院校、研究所分析，或有條件的企業(yè)自己分析，對不同分析單位的分析結(jié)果進行比較，就可以知道那些單位的氨基酸分析報告可能存在人為干擾，以后就不再送這些單位進行檢驗和分析。②魚粉等蛋白質(zhì)原料已經(jīng)是經(jīng)過專家配方的產(chǎn)品，這些配方魚粉的氨基酸組成的確與真魚粉相差不大。

　　對于魚粉等蛋白質(zhì)原料氨基酸分析結(jié)果的分析和判定，可以從氨基酸總量、氨基酸平衡性進行分析。對于純化的蛋白質(zhì)，其水解為氨基酸后，氨基酸總量應(yīng)該大于蛋白質(zhì)的總量，因為在水解過程中氨基酸殘基結(jié)合了水分子成為游離的氨基酸。但是，在進行氨基酸分析時，一般是采用酸水解的方法對蛋白質(zhì)水解后再進行分析的，而在水解過程中部分氨基酸如色氨酸、部分苯丙氨酸等被破壞，使氨基酸總量下降。因此，對于一般的魚粉和其他蛋白質(zhì)原料的氨基酸分析結(jié)果，在進行氨基酸總量判定時，至少要求氨基酸總量為蛋白質(zhì)量的90%以上，能夠達(dá)到95%以上為最好。

　　但是，對于摻入不同處理羽毛粉、豬踢角粉、血粉等蛋白質(zhì)飼料，單從氨基酸總量和氨基酸平衡性是難以進行分析和判定的，對于摻入NPN類高氮化工原料的可以采用此方法進行分析和判定。

　　2、改進離體消化率測定方法

　　常規(guī)離體率、國標(biāo)中消化率測定方法是以經(jīng)過酶水解后進行過濾、或離心，測定殘渣中的蛋白質(zhì)含量，再通過消化前、后樣品中蛋白質(zhì)量的差異計算消化率，這類方法是將消化后溶解于消化液中的所有含氮物質(zhì)計算為了已經(jīng)被效化的物質(zhì)的量，如果在蛋白質(zhì)飼料中摻假的NPN能夠溶解或部分溶解于水中時，測定的消化率結(jié)果就會很高，高于真實結(jié)果。這對摻入不同處理羽毛粉、豬踢角粉、血粉等蛋白質(zhì)飼料可以采用這種方法進行分析和判定，但是，對于摻入水溶性NPN的蛋白質(zhì)原料就難以判定了，其離體消化率會很高。

　　對此，建議在進行常規(guī)離體消化率測定時，對消化液進行氨基酸分析，計算消化液中氨基酸種類、氨基酸總量，以消化液氨基酸總量計算樣品經(jīng)過消化后氨基酸生產(chǎn)率。可以將標(biāo)準(zhǔn)魚粉與待檢測、魚粉同時進行離體消化，并進行相對比較，如果與標(biāo)準(zhǔn)樣品差異太大，就可以基本判定摻入了水溶性NPN。

　　3、水溶總氮測定

　　將蛋白質(zhì)原料樣品直接用水溶解，觀察水溶液色澤、氣味的同時，測定水溶液中含氮成分量進行分析和判定。

　　取樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品各1克左右，加入10毫升蒸餾水，攪拌5分鐘，3000轉(zhuǎn)/分離心15分鐘，或定量濾紙過濾，去上清液或濾液5毫升進行凱氏定氮分析，測定總氮量，并與標(biāo)準(zhǔn)樣品進行比較分析，或參照測定樣品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中水溶總氮含量進行比較分析，如果過高就有可能摻入水溶性NPN。

　　4、顯微鏡分析

　　顯微鏡分析對于摻入不同處理過的羽毛粉的蛋白質(zhì)原料可以進行很有效的鑒定和分析。

　　對于原料中摻假脲醛聚合物也可以進行顯微鏡分析，而其他NPN不宜采用此方法。鏡檢下，脲醛聚合物為乳黃色不規(guī)則球狀物，用探針輕壓后會散開并呈晶體狀，且不溶于水。例如，在20倍顯微鏡下鏡檢時，玉米蛋白粉中的脲醛顏色較黃。魚粉中的脲醛顏色為淡黃色，為了便于撿出，可用乙醚或四氯化碳先脫脂，脫脂后的魚粉中的脲醛顏色變淡。