一种快速测定饲料原料及其成品中粗蛋白总含量的方法与流程

[0001]
本发明涉及饲料中粗蛋白测定技术领域，特别涉及一种快速测定饲料原料及其成品中粗蛋白总含量的方法。


背景技术：

[0002]
动、植物及其制品都含有蛋白质，蛋白质是有机大分子，是由氨基酸组成的一类化合物，是构成机体组织、体细胞的基本成分，是生命的物质基础，也是生命活动的主要承担者。蛋白质的种类很多，性质、功能各异，如果动物饲料日粮中蛋白质含量较少，饲料利用率就低，机体的生长就会受限，体重下降；蛋白质缺乏严重还会导致动物的繁殖机能紊乱等。为了衡量动物饲料的优劣，蛋白质含量成为评价饲料营养品质的直接指标。又因为原料中粗蛋白含量与饲料中的蛋白质含量存在线性关系，蛋白质的含量决定饲料的品质。为了严把质量关，原料中粗蛋白含量已成为饲料生产企业日常检测工作中的必检项目。随着企业的发展、规模的壮大、年产量的剧增，原料到货、成品出厂检验效率要求越来越高。而国标gb/t6432～2018《饲料中粗蛋白测定方法》仅消化过程就要2h，整个检测过程约需4h，无法满足高效率的大规模饲料检测要求。
[0003]
专利号为cn201410680517.x公开了一种饲料用纤维植物产品中粗蛋白含量的测定方法，采用分光光度法检测纤维植物产品中粗蛋白含量，快速方便，操作简单，结果准确，rsd为2.35％，加标平均回收率99.3％，检出限为0.1μg/ml。为检测饲料用纤维植物产品粗蛋白含量提供了一种便于实施的有效方法，能满足纤维植物产品饲料用等综合开发研究的需要。但是，上述专利中检测操作过程复杂，特别是向饲料溶液中添加显色溶剂需要多次少量添加，每次添加后还需要静置观察，浪费大量的时间，极其容易操作失误投入过量显示溶剂，导致测量误差，且以吸光度值和显色试剂使用量为坐标建立曲线方程，饲料中除却蛋白质，还含有其他物质，例如有色纤维素会吸光，因此抗干扰能力差。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种快速测定饲料原料及其成品中粗蛋白总含量的方法，该方法操作简单快速，可在30min内出具检验结果，能够满足大规模企业的检测时效要求，抗干扰性强，准确率高，且不破坏饲料中粗蛋白结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种快速测定饲料原料及其成品中粗蛋白总含量的方法，包括以下步骤：
[0006]
s101：饲料处理，选取已知粗蛋白总含量的饲料样品，置于透明容器中并加入中性盐溶液沉淀蛋白质，向沉淀后的蛋白质中射入光波，获取时间剖面上反射与反射波组的参数信息；
[0007]
s102：计算系数，将参数信息输入计算中心，经过计算获得蛋白质系数k；
[0008]
s103：待测样品，选取具有代表性的待测样品用四分法缩减至200g，粉碎后全部通过20目筛，置于封闭容器中；
[0009]
s104：蛋白盐析，称取等量待测样品置入透明容器中，依次加入质量百分浓度为98％的中性盐溶液12ml，每个试剂缓慢加入后均需摇匀，静置5～10min，粗蛋白盐析沉淀；
[0010]
s105：射入光波，沿透明容器底部向上射入光波，沉淀粗蛋白的上下表面发射叠加复合波，获取时间剖面上反射与反射波组的参数信息；
[0011]
s106：计算含量，将待测样品的参数信息和蛋白质系数k输入计算中心，经计算获得蛋白质含量。
[0012]
进一步地，所述饲料处理包括以下步骤：
[0013]
s111：选取已知粗蛋白总含量的饲料样品用四分法缩减至200g，粉碎后全部通过20目筛，置于封闭容器中；
[0014]
s112：称取等量饲料样品置入透明容器中，依次加入质量百分浓度为98％的中性盐溶液12ml，每个试剂缓慢加入后均需摇匀，静置5～10min，粗蛋白盐析沉淀；
[0015]
s113：沿透明容器底部向上射入光波，沉淀粗蛋白的上下表面发射叠加复合波，获取时间剖面上反射与反射波组的参数信息。
[0016]
进一步地，所述已知粗蛋白总含量的饲料样品中粗蛋白总含量30％以内、30％～60％和60％以上。
[0017]
进一步地，所述饲料处理和蛋白盐析中置入透明容器中的饲料样品和待测样品为0.2g～0.5g。
[0018]
进一步地，所述参数信息为光波经过沉淀粗蛋白上表面的时间、光波经过沉淀粗蛋白下表面的时间、光波经过沉淀蛋白质平均速度、光波经过沉淀蛋白质的倾角以及玻璃容器底面面积。
[0019]
进一步地，所述计算中心依据已有公式计算获取蛋白质系数k，已有公式为蛋白质含量c％＝{(1/2000)kδt*v*cosα}/s，其中δt＝t
i-t0，ti为光波经过沉淀粗蛋白上表面的时间，t0为光波经过沉淀粗蛋白下表面的时间，vm为光波经过沉淀蛋白质平均速度，α为光波经过沉淀蛋白质的倾角，s为玻璃容器底面面积，也为沉淀蛋白质底面面积。
[0020]
进一步地，所述饲料处理和蛋白盐析之前将粉末状饲料置入水溶液中并加入蛋白质水解酶，酶解后过滤获得蛋白质水溶液，向蛋白质水溶液中加入中性盐溶液。
[0021]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种快速测定饲料原料及其成品中粗蛋白总含量的方法，先将已知蛋白含量的饲料处理并采用光波测验、计算，从而获取蛋白质系数值k，再统一批量处理待测饲料，对待测饲料进行光波测验，测验数据代入计算中心进行计算，从而快速获取待测饲料中蛋白质含量，该方法操作过程中不受时间限制，可批量操作，简单快速，可在30min内出具检验结果，能够满足大规模企业的检测时效要求，且将光波测验和预处理结合，干扰性强，准确率高，且不破坏饲料中粗蛋白结构。
附图说明
[0022]
图1为本发明的快速测定饲料原料及其成品中粗蛋白总含量的方法流程图；
[0023]
图2为本发明的快速测定饲料原料及其成品中粗蛋白总含量的方法的饲料处理流程图。
具体实施方式
[0024]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]
参阅图1，一种快速测定饲料原料及其成品中粗蛋白总含量的方法，包括以下步骤：
[0026]
s101：饲料处理，选取已知粗蛋白总含量的饲料样品，置于透明容器中并加入中性盐溶液沉淀蛋白质，向沉淀后的蛋白质中射入光波，获取时间剖面上反射与反射波组的参数信息；
[0027]
s102：计算系数，将参数信息输入计算中心，经过计算获得蛋白质系数k，所述计算中心依据已有公式计算获取蛋白质系数k，已有公式为蛋白质含量c％＝{(1/2000)kδt*v*cosα}/s，其中δt＝t
i-t0，ti为光波经过沉淀粗蛋白上表面的时间，t0为光波经过沉淀粗蛋白下表面的时间，vm为光波经过沉淀蛋白质平均速度，α为光波经过沉淀蛋白质的倾角，s为玻璃容器底面面积，也为沉淀蛋白质底面面积；
[0028]
s103：待测样品，选取具有代表性的待测样品用四分法缩减至200g，粉碎后全部通过20目筛，置于封闭容器中；
[0029]
s104：蛋白盐析，称取等量待测样品置入透明容器中，依次加入质量百分浓度为98％的中性盐溶液12ml，每个试剂缓慢加入后均需摇匀，静置5～10min，粗蛋白盐析沉淀，所述饲料处理和蛋白盐析中置入透明容器中的饲料样品和待测样品为0.2g～0.5g；
[0030]
s105：射入光波，沿透明容器底部向上射入光波，沉淀粗蛋白的上下表面发射叠加复合波，获取时间剖面上反射与反射波组的参数信息；
[0031]
s106：计算含量，将待测样品的参数信息和蛋白质系数k输入计算中心，经计算获得蛋白质含量。
[0032]
参阅图2，所述饲料处理包括以下步骤：
[0033]
s111：选取已知粗蛋白总含量的饲料样品用四分法缩减至200g，粉碎后全部通过20目筛，置于封闭容器中，所述已知粗蛋白总含量的饲料样品中粗蛋白总含量30％以内、30％～60％和60％以上；
[0034]
s112：称取等量饲料样品置入透明容器中，依次加入质量百分浓度为98％的中性盐溶液12ml，每个试剂缓慢加入后均需摇匀，静置5～10min，粗蛋白盐析沉淀：所述饲料处理和蛋白盐析之前将粉末状饲料置入水溶液中并加入蛋白质水解酶，酶解后过滤获得蛋白质水溶液，向蛋白质水溶液中加入中性盐溶液；
[0035]
s113：沿透明容器底部向上射入光波，沉淀粗蛋白的上下表面发射叠加复合波，获取时间剖面上反射与反射波组的参数信息，所述参数信息为光波经过沉淀粗蛋白上表面的时间、光波经过沉淀粗蛋白下表面的时间、光波经过沉淀蛋白质平均速度、光波经过沉淀蛋白质的倾角以及玻璃容器底面面积。
[0036]
参数信息获取中，沉淀蛋白顶、底表面由于极性相反，发生相消干涉，反射波不能分离，形成复合光波，复合光波波长与沉淀蛋白厚度呈正相关性增长关系；
[0037]
依据饲料样品中已知粗蛋白含量和参数信息获取蛋白质系数k，其中参数信息为：
[0038]
t
i1
为光波经过沉淀粗蛋白上表面的时间，单位为m/s；
[0039]
t
01
为光波经过沉淀粗蛋白下表面的时间，单位为m/s，δt1＝t
i1-t
01
；
[0040]
vm为光波经过沉淀蛋白质平均速度，单位为m/s，vm*δt1＝沉淀蛋白的铅垂厚度；
[0041]
α1为光波经过沉淀蛋白质的倾角，单位为度；
[0042]
s1为玻璃容器底面面积，单位为m2，玻璃容器内底面面积与沉淀蛋白质底面面积相等；
[0043]
计算中心计算：
[0044][0045]
将已知粗蛋白总含量30％以内、30％～60％和60％以上的饲料样品检测获得的参数信息代入上式中进行计算获取k的具体数值，其中0％、30％、60％和100％的饲料样品分别对应一个数值k，计算数值k的平均值和平方差值，平方差值小于0.2则k数值的平均值可视为蛋白质系数，若平方差数值较大，则需要重新采集参数信息并计算；
[0046]
待测样品中中参数信息为：
[0047]
t
i2
为光波经过沉淀粗蛋白上表面的时间，单位为m/s；
[0048]
t
02
为光波经过沉淀粗蛋白下表面的时间，单位为m/s，δt2＝t
i2-t
02
；
[0049]
v为光波经过沉淀蛋白质平均速度，单位为m/s，v*δt2＝沉淀蛋白的铅垂厚度；
[0050]
α2为光波经过沉淀蛋白质的倾角，单位为度；
[0051]
s2为玻璃容器底面面积，单位为m2，玻璃容器内底面面积与沉淀蛋白质底面面积相等；
[0052]
依据待测样品中中参数信息和蛋白质系数k，进行如下计算：
[0053][0054]
获得待测饲料中蛋白质含量。
[0055]
采用上述实施例中的方法和国标法对已知粗蛋白含量在30％以内的样品进行测量获取粗蛋白含量，详情见表1；
[0056]
表1 30％以内蛋白含量样品统计表
[0057][0058]
采用上述实施例中的方法和国标法对已知粗蛋白含量在30％-60％的样品进行测量获取粗蛋白含量，详情见表2；
[0059]
表2 30％-60％蛋白含量样品统计表
[0060]
[0061][0062]
采用上述实施例中的方法和国标法对已知粗蛋白含量在30％-60％的样品进行测量获取粗蛋白含量，详情见表3；
[0063]
表3 60％以上蛋白含量样品统计表
[0064][0065]
其中：绝对误差＝测量值(c％)-真值(c％)，相对误差＝(绝对误差/真值)*100％；一般地相对误差更能反映预测的可靠程度。
[0066]
对粗蛋白含量在30％以内、30％～60％和60％以上的样品进行测量误差分析，得出粗蛋白含量在30％以下时：相对误差为0.11％-1.74％；粗蛋白含量在30％-60％时：相对误差为0.19％-0.94％；粗蛋白含量在60％以上时：相对误差为0.05％-0.44％；国标要求：粗蛋白含量在10％以下时：允许相对误差为3％；粗蛋白含量在10％-25％时：允许相对误差
为2％；粗蛋白含量在25％以上时：允许相对误差为1％；因此上述实施例中的粗蛋白含量测定方法满足国标要求，可用于快速检测原料及其成品的粗蛋白总含量。
[0067]
综上所述：本发明提出的一种快速测定饲料原料及其成品中粗蛋白总含量的方法，先将已知蛋白含量的饲料处理并采用光波测验、计算，从而获取蛋白质系数值k，再统一批量处理待测饲料，对待测饲料进行光波测验，测验数据代入计算中心进行计算，从而快速获取待测饲料中蛋白质含量，该方法操作过程中不受时间限制，可批量操作，简单快速，可在30min内出具检验结果，能够满足大规模企业的检测时效要求，且将光波测验和预处理结合，干扰性强，准确率高，且不破坏饲料中粗蛋白结构。
[0068]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。