饲料添加剂L-缬氨酸质量安全状况分析及重金属检测方法改进

朱立蕊，崔晓文，杨希国，李 妍，陈玉艳，张天姝

(1.长春市产品质量监督检验院，吉林 长春 130013；2.黑龙江民族职业学院，黑龙江 哈尔滨 150066；3.国检测试控股集团辽宁有限公司，辽宁 沈阳 110027；4.辽宁省检验检测认证中心，辽宁沈阳 110016)

L-缬氨酸是组成蛋白质的氨基酸之一，化学名称为L-2-氨基-3-甲基丁酸，属于支链氨基酸[1]。目前，L-缬氨酸的生产方式有蛋白质水解提取法、化学合成法、微生物发酵法等，其中微生物发酵法具有原料成本低、反应温和、发酵产率高、不需拆分、易于规模化生产等优点，是生产L-缬氨酸的主要方法[2]，被广大生产企业采用。L-缬氨酸的生物发酵法主要是采用谷氨酸棒杆菌等菌株[3]，培养基为葡萄糖、尿素、无机盐等，经发酵、提取、干燥的工艺而生产。L-缬氨酸为必需氨基酸，动物自身不能合成，必须从日粮中摄入。L-缬氨酸能够帮助动物合成更多的蛋白质，促进生长和发育，满足其营养需要。随着“氨基酸平衡理论”的发展和支链氨基酸研究的深入，L-缬氨酸在养殖业得到了广泛关注和应用。

L-缬氨酸主要用于乳仔猪料和哺乳母猪料，可提高泌乳母猪采食量、泌乳量和乳质量，提高仔猪断奶体重[4]；同时能够提高猪机体免疫力，增强抗病力，降低死淘率，提高经济效益。L-缬氨酸在水产养殖中也有应用，能够促进水产动物的蛋白质代谢，提高免疫功能和抗氧化能力[5]。

使用不合格的L-缬氨酸可能会带来严重危害：⑴含有有害物质或不良成分，导致动物中毒、代谢紊乱、免疫系统受损；⑵含量不足，影响蛋白质合成，导致生长速度减慢，饲料转化率和生产性能下降；⑶如果动物摄入了受伪劣饲料添加剂污染的饲料，可能会导致动物生产的肉、蛋、奶等食品不符合食品安全标准，对人类健康构成威胁。为避免上述问题的发生，按国家标准GB 7300.104—2022《饲料添加剂第1 部分：氨基酸、氨基酸盐及其类似物L-缬氨酸》[6]对L-缬氨酸鉴别、含量、干燥失重、灼烧残渣、比旋光度、pH、总砷、重金属进行检测分析，确保饲料添加剂L-缬氨酸的质量安全。此外，国家标准化管理委员会于2022年发布了国家标准GB 7300.104—2022，并计划于2024 年1 月1 日实施。本研究通过对L-缬氨酸的检测，评价分析了市场上该产品的质量是否符合国家标准，并对国家标准中重金属的检测方法提出改进建议，供饲料质量安全工作者参考。

1 材料与方法

1.1 主要仪器和设备

GZX-9240MBE 电热鼓风干燥箱购自上海博讯实业有限公司医疗设备厂，SX-5-12 箱式电阻炉购自上海科恒实业发展有限公司；IPdigi 300/2 自动旋光仪购自上海仪迈仪器科技有限公司，IS128 pH 计购自上海仪迈仪器科技有限公司，UV2300 Ⅱ双光束紫外可见分光光度计购自上海天美科学仪器有限公司。

1.2 主要试剂和标准溶液

α-萘酚苯基甲醇(指示剂) 购自国药集团化学试剂有限公司，高氯酸滴定液购自上海安谱试验科技股份有限公司，砷标准溶液购自坛墨质检科技股份有限公司，铅标准溶液购自坛墨质检科技股份有限公司。

1.3 试验样本

试验用L-缬氨酸样本为市场上随机选取的9 个饲料添加剂L-缬氨酸。

1.4 试验方法

L-缬氨酸鉴别、含量、比旋光度、pH、重金属按国家标准GB 7300.104—2022 规定进行测定[5]；干燥失重按国家标准GB/T 6435—2014《饲料中水分的测定》中直接干燥法的规定进行测定[7]；灼烧残渣按国家标准GB/T 6438—2007《饲料中粗灰分的测定》规定进行测定[8]；总砷按国家标准GB/T 13079—2006《饲料中总砷的测定》中干灰化法进行样本前处理，按银盐法进行测定[9]。

1.5 检测结果评价

L-缬氨酸鉴别、含量、比旋光度、pH、干燥失重、灼烧残渣、重金属、总砷的检测结果按国家标准GB 7300.104—2022 规定进行评价。

2 结果与分析

2.1 L-缬氨酸鉴别

红外光谱法是在4 000～400 cm-1波数范围内测定物质的吸收光谱，用于化合物的鉴别检查或含量测定的方法。除部分光学异构体及长链烷烃同系物外，几乎没有两个化合物具有相同的红外光谱，据此可以对化合物进行定性和结构分析[10]。本研究中，L-缬氨酸样本的红外光谱图与标准品的图谱一致，见图1 和图2。

2.2 L-缬氨酸含量检测

L-缬氨酸含量测定有电位滴定法[11-12]、高氯酸滴定法[6]、高效液相色谱法[12]等。国家标准GB 7300.104—2022 指出可以采用高氯酸滴定法测定L-缬氨酸的含量，该方法无须电位滴定仪、液相色谱仪等设备，操作简便，便于推广应用。由表1 可知，L-缬氨酸的含量介于99.3%～99.8%，平均值为99.6%，9 个样本的L-缬氨酸含量均符合国家标准GB 7300.104—2022 的规定。

2.3 干燥失重检测

本研究所用L-缬氨酸9 个样本的干燥失重测定结果见表2。结果显示，不同样本的干燥失重结果差异较大，介于0.11%～0.37%，均符合不高于1.0%的规定要求，合格率为100%。

2.4 灼烧残渣检测

表3可知，灼烧残渣含量在0.02%～0.07%，均符合不高于0.5%的规定要求。灼烧残渣含量均较低，对产品质量影响较小。

2.5 比旋光度检测

比旋光度是单位浓度和单位长度下的旋光度，是旋光物质的特征物理常数。国家标准GB 7300.104—2022 规定L-缬氨酸的比旋光度在+26.6°～+29.0°，本研究采用钠光谱的D 线(589.3 nm)测定了9 个样本的比旋光度。由表4 可知，测定结果在+27.47°～+27.93°，满足国家标准的规定要求。

2.6 pH 检测

pH 测定结果在5.22～5.83，满足国家标准中4.50～6.50 的规定要求，pH 测定结果见表5。

2.7 总砷含量检测

L-缬氨酸样本中总砷含量按国家标准GB/T 13079—2006 中干灰化法进行样本前处理，按银盐法进行测定，该方法的最低检测浓度为0.04 mg/kg。对9 个样本进行了总砷含量的测定，结果均小于所用方法规定的最低检测浓度，满足国家标准GB 7300.104—2022中不高于2.0 mg/kg 的规定。

2.8 重金属(以铅计)浓度检测

国家标准GB 7300.104—2022 规定的重金属(以铅计) 含量的测定方法为限量检查法。当试样中重金属(以铅计) 含量为限量值时，试样溶液中的铅浓度与标准比色溶液中的铅浓度应一致，以便进行比色检测；而国家标准GB 7300.104—2022 中标准比色溶液中的铅浓度是预期浓度的1.5 倍，不适宜进行比色检测。本研究将标准比色溶液制备过程中加铅标准工作溶液由1.5 mL 改为1.0 mL，使检测方法更科学合理。结果表明，L-缬氨酸中重金属(以铅计)的含量均小于15 mg/kg。

3 结论

本研究随机选取了9 个饲料添加剂L-缬氨酸样本，按国家标准GB 7300.104—2022对L-缬氨酸鉴别、含量、干燥失重、灼烧残渣、比旋光度、pH、总砷、重金属含量进行了检测分析，结果表明被检样本在这几项指标上均满足国家标准GB 7300.104—2022 对L-缬氨酸的质量安全规定要求，饲料添加剂L-缬氨酸的质量安全状况良好。同时，建议在按国家标准GB 7300.104—2022 对饲料添加剂L-缬氨酸进行重金属测定时，标准比色溶液制备过程中将加铅标准工作溶液由1.5 mL 降为1.0 mL，或将铅标准工作溶液浓度由15 μg/mL 降为10 μg/mL，使检测方法更科学合理，为饲料质量安全工作者提供参考。

4 讨论

饲料添加剂L-缬氨酸质量安全与以下几种情况密不可分。

4.1 生产质量控制

制造商在生产过程中必须遵循一系列质量控制标准和规定，以确保产品的质量和纯度。这包括原材料的选择、生产过程的控制、设备清洁和维护等。

4.2 监管体系

政府和监管机构通常会制定并执行食品和饲料安全法规，以确保饲料添加剂的质量和安全。制造商需要遵守这些法规，接受监管机构的检查和审查。

4.3 产品标签和说明

饲料添加剂L-缬氨酸的产品标签必须提供准确的信息，包括用途、建议的用量和储存条件等。这有助于用户正确使用产品。

4.4 安全性评估

在引入新的饲料添加剂L-缬氨酸，或改变使用方式时，通常需要进行安全性评估，以确保其对动物和人类安全。这种评估包括毒性研究、代谢途径研究等。

4.5 质量检测和控制

饲料添加剂L-缬氨酸的质量通常需要经过多次检测和控制，以确保其在生产和销售过程中的一致性和稳定性。

4.6 监测和溯源

监测体系通常会监测市场上的饲料添加剂L-缬氨酸，以及在发现问题时进行追溯。这有助于快速应对潜在的质量和安全问题。

在接下来的研究中可以从生产过程的控制、监管体系的有效性以及用户的正确使用等方面为饲料添加剂L-缬氨酸的质量安全状况提供数据支持，从而确保动物的健康和饲料的质量。