堿溶液和纖維測定儀對粗纖維含量檢測的影響研究

梁 萌， 郭玉秋， 楊志強， 門曉冬， 張大林， 湯文利*

（1.山東省飼料獸藥質量檢驗中心，山東省畜產品質量安全監測與風險評估重點實驗室，山東濟南250100；2.榮成市畜牧業發展中心，山東威海264300）

飼料中粗纖維的含量是指飼料經稀酸、稀堿處理后剩下的不溶性有機物含量，以纖維素為主，兼有少量的半纖維素和部分木質素（劉磊，2018）。飼料中粗纖維含量可影響飼料的消化利用率，是飼料常規分析項目之一。目前，常用的檢測飼料中粗纖維含量的方法包括傳統的近紅外光譜法、手動過濾法、半自動濾堝纖維素儀法、濾袋法等（魏濤，2017）。隨著檢測技術的不斷改進，濾袋法檢測飼料中粗纖維含量被廣泛應用（Dej，2011；Gonzalo，2007；吳秋鈺，2005；Adesogan，2005）。張崇玉等（2014）、朱立濤等（2012）分別對濾袋法的檢測方法進行了說明，并依據國標法對其準確性進行了驗證，結果表明，濾袋法是一種準確、高效、簡單、經濟的測定方法。測定粗纖維的主要步驟為脫脂、酸煮、堿煮、干燥、灰化等，主要使用的試劑為酸溶液和堿溶液。

目前，使用濾袋法檢測粗纖維含量時，在堿溶液的使用上，主要是氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液。在《飼料中粗纖維含量的測定聚酯網袋法》（DB 37/T 3370-2018）和《飼料中粗纖維含量的測定 過濾法》（GB/T 6434-2006）中，均推薦使用標定濃度為（0.23±0.005）mol/L氫氧化鉀。張晨等（2019）在用聚酯網袋法測定飼料中粗纖維含量的研究中，使用0.23 mol/L氫氧化鉀溶液作為堿溶液；丁銳（2016）在儀器法快速測定飼料中粗纖維含量的研究中，使用0.23 mol/L氫氧化鈉溶液作為堿溶液。此外，在堿溶液的配制方法上（張晨，2019；丁銳，2016；張崇玉，2015；吳文琪，2012）略有差異，且《飼料中粗纖維含量的測定 聚酯網袋法》（DB 37/T 3370-2018）中明確說明要對堿溶液濃度進行標定，有的試驗則未說明是否需要進行標定。可以看出，不同的實驗研究中，堿試劑的種類和配制方法均存在一定差異。

本實驗將收集到的玉米皮樣品，一組使用標定的氫氧化鈉溶液和標定的氫氧化鉀溶液，一組使用標定的氫氧化鈉溶液和未標定的氫氧化鈉溶液，一組使用標定的氫氧化鉀溶液和未標定的氫氧化鉀溶液進行實驗，旨在研究濾袋法檢測粗纖維含量中，不同堿溶液和同種堿溶液的不同配制方法對粗纖維檢測結果的影響；同時，對兩種常見的纖維測定儀進行結果對比，以便更加快捷、準確地使用濾袋法測定飼料中粗纖維含量。

1 材料和方法

1.1 實驗材料 選用來自不同廠家的玉米皮樣品，共計40個。粉碎過1mm篩，然后將樣品充分混合均勻，密封保存以備分析測定。

1.2 儀器和試劑

1.2.1 儀器 全自動纖維分析儀，高速萬能粉碎機，電子分析天平，干燥箱，馬弗爐，專用濾袋，封口機，耐溶劑記號筆，干燥器。

1.2.2 試劑 （0.13±0.005）mol/L硫酸溶液配制：取14.4 mL濃硫酸（98%）加入到1 L蒸餾水中，再加水定容至2 L。按照GB/T 601《化學試劑 標準滴定溶液的制備》的要求進行標定。

（0.23±0.005）mol/L氫氧化鈉溶液（NaOH）配制：取25.0 g氫氧化鈉（96%）加入到1 L蒸餾水中，再加水定容至2 L。按照GB/T 601《化學試劑標準滴定溶液的制備》的要求進行標定。

（0.23±0.005）mol/L氫氧化鉀溶液（KOH）配制：取25.8 g氫氧化鉀（85%）加入到1 L蒸餾水中，再加水定容至2 L。按照GB/T 601《化學試劑標準滴定溶液的制備》的要求進行標定。

1.3 實驗方法 粗纖維含量的測定方法如下：（1）用標記筆給濾袋編號，稱量濾袋重量去皮（m1）。（2）稱量（1±0.1）g樣品（m）放入濾袋，避免粘在距袋口4 mm處。（3）用封口機在距離袋口4 mm處封口。（4）準確稱量至少一個空白濾袋，同時做空白測定。（5）樣品去脂肪，將所有濾袋放入250 mL燒杯中，加入足夠的丙酮覆蓋濾袋浸泡10 min，倒出溶劑風干濾袋，輕輕敲擊顫抖使樣品均勻地平鋪在濾袋中。（6）濾袋架上最多放24個樣品濾袋，九個托盤不用區分濾袋編號，每個托盤放置3個濾袋，托盤間呈120°角放置，將放好濾袋的支架放入纖維分析儀容器中，放入重錘確保空著的第九層托盤可浸入液面下。無論放置濾袋數量多少，濾袋架上托盤要全部使用。（7）設置好粗纖維程序：反應時間為40 min，清洗時間為5 min，反應溫度為100℃，水箱溫度為60℃。按“啟動”按鈕開始程序。（8）當粗纖維分析及洗滌過程結束，打開蓋子取出樣品，輕壓濾袋使水擠出，把濾袋放入250 mL燒杯中，加入足量丙酮覆蓋濾袋浸泡3～5 min。（9）從丙酮中取出濾袋風干，在烘箱中（102±2）°C完全干燥（2～4）h。（10）從烘箱中取出濾袋，放在干燥器中，冷卻稱重（m2）。（干燥器口蓋位置建議涂凡士林有助于密封）。將濾袋在已知質量（m3）的坩堝中（600±15）°C灰化2 h，在干燥器中冷卻稱重，計算灰分質量（m4）。（11）計算公式為：

式中：m為樣品質量；m1為濾袋質量；m2為烘干后濾袋+樣品質量；m3為坩堝質量；m4為坩堝+灰分質量；C1為空白袋子校正系數（烘干后質量/原來質量）。

1.4 數據的統計分析 試驗數據采用Excel 2010進行整理，使用SPSS 26.0統計軟件進行分析，P＜0.05為差異顯著，試驗結果用“平均值±標準偏差”表示。

2 結果與分析

2.1 不同堿溶液對粗纖維檢測結果的影響 使用標定濃度的NaOH溶液和KOH溶液，按上述1.3的方法進行檢測，結果見表1。從表中可以看出，粗纖維含量數值接近，結果差異不顯著（P＞0.05）。由此可以得出，使用標定后的NaOH溶液和KOH溶液進行粗纖維含量檢測，結果差異不大。

表1 標定濃度的NaOH溶液和KOH溶液對粗纖維檢測結果的比較%

2.2 同種堿溶液的不同配制方法對粗纖維檢測結果的影響

2.2.1 NaOH溶液的不同配制方法對粗纖維檢測結果的影響 使用NaOH溶液作為堿溶液，一組配制后進行標定（0.23±0.005）mol/L，一組配制后未標定。從表2可以看出，標定后的NaOH溶液與未標定的NaOH溶液對粗纖維結果影響較大，部分樣品使用標定濃度NaOH溶液檢測數據較未標定濃度NaOH溶液檢測數據分別提高9.5%、14.9%、15.7%（P＜0.01）。

表2 標定濃度NaOH溶液與未標定濃度NaOH溶液的結果比較%

2.2.2 KOH溶液的不同配制方法對粗纖維檢測結果的影響 使用KOH溶液作為堿溶液，一組配制后進行標定（0.23±0.005）mol/L，一組配制后未標定。由表3可知，標定濃度的KOH溶液與未標定濃度KOH溶液的粗纖維檢測結果存在一定差異，部分樣品使用標定濃度KOH溶液檢測數據較未標定濃度KOH溶液檢測數據分別降低4.3%、4.5%（P＜0.05）。

結合表2和表3可以得出，NaOH溶液和KOH溶液的濃度是否進行標定，直接影響粗纖維的檢測結果，因此，配制堿溶液之后要對濃度進行準確標定。

表3 標定濃度KOH溶液與未標定濃度KOH溶液的結果比較%

2.3 兩種纖維測定儀檢測粗纖維含量的結果比較 兩種纖維測定儀都使用標定濃度后的氫氧化鈉溶液，對玉米皮樣品進行粗纖維含量檢測。從表4可以看出，纖維測定儀R和纖維測定儀A測得的樣品粗纖維含量接近，結果差異性不顯著（P＞0.05）。

表4 兩種纖維測定儀檢測粗纖維的含量%

3 結論

本實驗結果表明，在濾袋法檢測粗纖維的方法中，使用標定的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液進行堿煮，可以更準確的獲得粗纖維數據。纖維測定儀R和纖維測定儀A測得的樣品粗纖維含量差異不大。