沸石粉中重金属及以沸石粉为载体维生素预混合饲料含量实验室间比对结果评价

杨海锋,司文帅,刘海燕,陈 磊,白 冰,李 俊

(1.农产品质量标准与检测技术研究所,上海市农业科学院，上海 201403； 2.饲料研究所，中国农业科学院，北京 100081)

沸石粉因其优越的耐酸、耐热、离子交换和吸附性能被广泛应用于饲料行业中，它与含有结晶水的无机盐微量成分混合能吸附其中的水分，从而增强饲料的流动性，因此沸石粉具有作为饲料用载体或稀释剂的基本条件。同时，沸石粉表面粗糙和多孔结构，使其具有较强的携载能力，不但能使物料均匀地吸附在表面，而且能吸附到孔穴和通道内，从而可以适当延长微量成分在动物体内的释放时间，更有利于营养成分的消化吸收。但据检测机构和企业检验化验室在日常检测发现，沸石粉中重金属检测结果以及以沸石粉作为载体的维生素预混合饲料中维生素的检测结果存在较大差异的问题[1-3]。农业农村部公告第1849号《饲料生产企业许可条件》[4]和《混合型饲料添加剂生产企业许可条件》均要求企业应当在厂区内独立设置检验化验室，配备2名以上专职检验化验员，并通过现场操作技能考核。《饲料质量安全管理规范》[5]第四章第三十一条要求，企业应当每年选择5个检验项目，采取一项或者多项措施进行检验能力验证，对验证结果进行评价并编制评价报告。其中“同具有法定资质的检验机构进行检验比对”是一种重要的验证方式。本研究拟通过组织实验室间比对活动，了解饲料检测机构，特别是通过资质认定(CMA)的实验室对涉及沸石粉中重金属检测结果以及以沸石粉作为载体的维生素预混合饲料中维生素的检测能力水平，分析存在的问题，提出解决问题的思路，为从业人员提供参考。

1 考核材料和评价方法

1.1 考核方法

采用统一样品进行实验室间比对，不指定检测方法，主要考察实验室间的差异，了解和评估省市饲料检测机构、第三方检测机构和饲料生产企业检验化验室的能力水平和数据可比性。通过统计结果考察各实验室能力水平，并根据原始记录上填写的信息综合评价各实验室质量体系运行情况。

1.2 样品制备与发放

1.2.1样品名称

沸石粉及以沸石粉为载体的维生素预混合饲料。

1.2.2样品制备方法

按照GB/T 15000.3—2008《标准样品工作导则》[6]要求，继续反复混匀后，分装于铝箔袋中，每份样品约重50 g。

1.2.3样品特性描述

样品为状态均一的沸石粉及以沸石粉为载体的维生素预混合饲料，无团块。参照CNAS-GL 03—2018《能力验证样品均匀性和稳定性评价指南》[7]考察样品的均一性。

1.2.4样品储存、运输和交接

样品通过快递邮寄给各实验室，实验室领取后要仔细检查考核样品的包装情况，填写《实验室间比对样品接受状态确认表》，确认考核样品完好。

1.3 检测项目及检测方法

检测项目：沸石粉中重金属检测主要包括总砷、铅、镉、铬；以沸石粉为载体的维生素预混合饲料中维生素的检测，主要包括维生素B1、维生素B2、维生素B6。

本次实验室间比对推荐使用以下检测方法标准[8-14]：

GB/T 13079—2006饲料中总砷的测定；

GB/T 13080—2018饲料中铅的测定原子吸收光谱法；

GB/T 13082—1991饲料中镉的测定；

GB/T 13088—2006饲料中铬的测定；

GB/T 14700—2018饲料中维生素B1的测定；

GB/T14701—2019饲料中维生素B2的测定；

GB/T 14702—2018添加剂预混合饲料中维生素B6的测定，高效液相色谱法。

1.4 检测结果统计与评价方法

本次实验室间比对项目的数据统计处理采用GB/T 28043—2019《利用实验室间比对进行能力验证的统计方法》[15]中检测实验室间比对计划的结果处理方法，使用稳健(Robust)统计方法评价参加实验室该项目的检测能力。进行统计分析的前提是假设分析的结果服从正态分布。在统计分析之前，仔细检查数据，对数据中的粗大误差和潜在问题进行识别。使用基于稳健总计统计量的Z比分数(中位值和标准化四分位距)评价参加实验室的结果，|Z|≤2为满意结果；2<|Z|<3为可疑值；|Z|≥3为不满意或离群结果。将各实验室得到的指定值与联合定值结果进行比照，以验证指定值的结果。

2 检测结果分析

2.1 检测结果统计参数

本次实验室间比对向26个实验室发放了考核样品，其中25个实验室按期报告了有效检测结果参与数据结果统计，测试结果共计152个，其中重金属测试项目88个，维生素测试项目64个，具体检测结果统计参数如表1所示。

表1 主要稳健统计参数汇总

按照统计分析的设计及实验室间比对评价原则[16]中的稳健统计方法，针对本次7个参数识别出满意结果、可疑结果、不满意结果。维生素项目检测结果共计64个，其中满意结果54个，占比84.4%；可疑结果数2个，占3.1%，不满意结果数8个，占比12.5%。维生素不满意结果主要集中在VB1检测项目，VB1检测项目中不满意结果占比高达23.8%，而VB2和VB6满意结果占比分别为90.5%和90.9%。重金属项目检测结果共计88个，其中满意结果68个，占比77.3%；可疑结果数10个，占11.4%，不满意结果数10个，占11.4%，重金属不满意结果主要集中在Pb检测项目，Pb的不满意结果占比高达21.7%，可疑结果占比最高的是As，为18.2%。满意结果、可疑结果、不满意结果实验室综述如表2所示。

表2 满意结果、可疑结果、不满意结果实验室综述

2.2 前处理上存在问题分析

大部分样品无法直接上机测定，需要经过一定的提取、净化等前处理步骤。不同形态、结构的样品适合不同形式的前处理方法，需要具体问题具体分析。

本次实验室间比对项目中涉及的饲料中重金属及维生素检测方法前处理步骤见表3、表4。

表3 饲料中重金属检测方法前处理步骤

表4 饲料中维生素检测方法前处理步骤

2.3 检测结果Z比分数图

为了清晰反映各实验室参加实验室间比对的结果，将Z比分数值按大小顺序排列绘制柱状图，每个柱条上标有相应的实验室代码，从柱状图上，各参加实验室可将其结果与其他实验室进行比较，了解在比对考核中所处的水平。各样品中维生素和重金属含量的Z比分数图如图1～图2所示。∣Z∣越小，表示结果与中位值越接近；∣Z∣越大，表示结果与中位值的偏差越大。反馈检测结果的25家实验室有6家为省市饲料检测机构(实验室代码为1、15、20、21、22、26)、8家为第三方检测机构(实验室代码为3、5、8、11、14、16、17、25)、11家为饲料生产企业检验化验室(实验室代码为2、4、6、7、9、10、12、13、18、23、24)。

图1 重金属的Z比分数图

图2 维生素B的Z比分数图

2.4 问题分析

重金属检测能力比对中发现以下共性问题：仪器或方法选择不对，一种消解同时做4个元素；样品前处理方法不合理；实验室空白背景过高；检测质量监控不合理。维生素检测能力比对中发现以下共性问题：①GB/T 14700—2018《饲料中维生素B1的测定》，有2种方法，其中该方法2中又存在针对维生素预混合饲料和复合预混合饲料有两种不同的提取方式，一定要根据样品类型选择预处理方法，否则结果严重失实。此外还要注意避光操作，定容于棕色容量瓶。②GB/T 14701—2019《饲料中维生素B2的测定》，检测结果总体满意。此外还要注意避免强光照射，在最初的几分钟里，摇动锥形瓶以防止固体结块。③GB/T 14702—2018《添加剂预混合饲料中维生素B6的测定》，检测结果总体满意。注意维生素B6标准工作液B保存期为48 h，此外还要注意避免强光照射，超声提取过程中旋摇一次以防样品附着于瓶底，过滤后若浑浊则需离心。

2.5 总体能力评价

利用实验室间比对发现，个别实验室出现了多个检测结果出现了较大的偏差。同时考察质量体系运行情况，30%以上的实验室存在不同程度的缺陷。这进一步表明，保证质量体系有效运行，提高体系运行质量的重要性。一次比对考核的结果并不能完全代表实验室的总体能力，质量体系运行中的每个环节都是保证质量体系有效运行和持续改进的基础，不容忽视。应综合考虑数据结果和质量体系运行情况进行实验室能力的总体评价，以此作为实验室间比对结果的评价方法。

3 结论

沸石是一簇架状结构的含水硅酸盐矿物，天然沸石因骨架中含有可交换的阳离子而具有离子交换树脂特性。利用沸石的这一性质，可将维生素吸附于框架中，以达到稳定、免遭降解的目的。但同时也给检测技术带来了难题，即如何从沸石吸附的框架中有效的提取目标维生素成为检测技术的关键，因此根据样品基质选择国标中建议的前处理方法至关重要。沸石粉重金属检测项目中，有些实验室由于选择了非标方法(如ICP或ICPMS)或前处理方法选择不当从而导致结果偏离。从本次7项Z值看各参加实验室总体满意，个别实验室个别项目Z值偏离影响整体Z值排序，经沟通有部分实验室改正并检测准确。但参与的比对项目中Z比分有两项及两项以上出现问题的实验室必须引起注意，这些实验室在“人、机、料、法、环”五个环节中某一个或多个环节上存在问题，需要实验室立即实施纠正措施，寻找根本原因，并得以改正和提高。通过本次实验室间比对，为饲料检测机构承检沸石粉中重金属和以沸石粉为载体的维生素添加剂中的维生素提供相应的技术保障，识别实验室间存在的差异，执行实验室质量控制规范[17]，促进检测机构提高检测水平，从而确保实验室可以准确、高效的对沸石粉中重金属，以沸石粉为载体的维生素预混合饲料中主含量(维生素B1、维生素B2、维生素B6等)的检测。