饲料主要包括单一饲料、添加剂预混合饲料、浓缩饲料、配合饲料和精料补充料[1]。饲料中常微量元素是动物维持正常生长与代谢的必需营养素，过量的元素可通过粪便、尿液排放于环境中，造成污染[2-7]。因此，需要对饲料中元素的含量进行监测。目前，饲料样品前处理方法主要有干灰化法、湿法消解法等。上述方法耗时长、过程复杂、易产生交叉污染等。微波消解具有效率高、消解酸用量少、污染少等特点，易于掌握与操作[8-10]。分析仪器主要有原子吸收分光光度计等，虽操作简单，但只能单元素分析、耗时、耗力。火焰原子吸收分光光度计需乙炔、一氧化二氮等危险气体。ICP-OES具有可多元素同时分析、稳定性好、精密度高、线性范围宽、基体效应小等优点[11-15]。本研究基于国标方法GB/T 13885—2017《饲料中钙、铜、铁、镁、锰、钾、钠和锌含量的测定》，验证微波消解-ICP-OES法的可行性，旨在建立微波消解-ICP-OES法同时测定饲料中13种元素的方法，为不同类型的饲料中多元素同时检测提供便捷、高效的分析方法。1材料与方法1.1仪器设备Agilent 5 100电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES，Agilent Technologies Inc.）、TOPEX全能型微波化学工作平台（上海屹尧仪器科技发展有限公司）、G-400智能控温电加热器（上海屹尧仪器科技发展有限公司）、BSA224S电子天平（Sartorius）、Milli-Q超纯水仪（Millipore）、移液器（EPPENDORF）、容量瓶及其他实验室常用仪器设备等。1.2试验试剂硝酸（优级纯及以上）、高纯氩气（纯度≥99.999%）。1.3标准物质与样品饲料标准物质（QC-FO-703）购自中国检验检疫科学研究院测试评价中心；饲料样品于市场中随机抽取。元素标准储备液：钾、钙、钠、镁、铁、锰、铜、锌、钴、钼、镉、铬、硼，均购自国家有色金属及电子材料分析测试中心，浓度：1 000 mg/L。标准工作溶液：使用2%的HNO3溶液配制1.00~50.00 mg/L的钾、钙、钠、镁混合标准工作溶液；0.05~8.00 mg/L的铁、锰、铜、锌混合标准工作溶液；0.01~2.00 mg/L的钴、钼、镉、铬、硼混合标准工作溶液。混合标准工作溶液各元素浓度详见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.06.027.T001表1混合标准工作溶液各元素浓度序号KCaNaMgFeMnCuZnBCdCrCoMo11.001.001.001.000.050.050.050.050.010.010.010.010.0122.002.002.002.000.100.100.100.100.020.020.020.020.0234.004.004.004.000.200.200.200.200.050.050.050.050.0548.008.008.008.000.500.500.500.500.100.100.100.100.10510.0010.0010.0010.001.001.001.001.000.200.200.200.200.20616.0016.0016.0016.002.002.002.002.000.500.500.500.500.50720.0020.0020.0020.004.004.004.004.001.001.001.001.001.00850.0050.0050.0050.008.008.008.008.002.002.002.002.002.00mg/L1.4样品处理微波消解法：准确称取0.2 g（精确至0.1 mg）于微波消解罐中，加入5.00 mL硝酸，按照微波消解仪的步骤消解试样(140 ℃升温8 min，保温5 min；190 ℃升温6 min，保温20 min)，冷却后取出消解罐，在智能控温电加热器上于140~160 ℃赶酸至剩余1 mL左右。消解罐冷却后转移消解液至25.00 mL容量瓶中，用少量一级水洗涤消解罐2~3次，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混匀备用。同时做试剂空白。1.5仪器工作条件ICP-OES仪器主要工作参数及条件见表2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.06.027.T002表2ICP-OES仪器主要工作参数及条件项目工作参数项目工作参数射频功率/W1 200样品抽吸时间/s25等离子体气体流量/（L/min）1.20读取时间/s5雾化器气体流量/（L/min）0.70稳定时间/s15辅助气体流量/（L/min）1.00重复次数3蠕动泵泵速/（r/min）12观测方式径向/轴向观测高度/mm8冲洗泵速/（r/min）602结果与分析2.1分析谱线及观测方向选择由于钾、钙、钠、镁、铁、锰、铜、锌、硼、镉、铬、钴、钼在ICP-OES软件库中均有多条分析谱线与光谱干扰信息，每种元素均选择2~3个较灵敏的分析谱线进行上机检测。在仪器的最佳工作状态下，分别测定13种元素系列混合标准工作溶液，通过观察不同分析谱线的峰形，选择峰形对称、基线较平滑、无或干扰峰比较弱的分析谱线。由于硼、镉、铬、钴、钼浓度较低，为获得更好的灵敏度，最终采用轴向的观测方向，而钾、钙、钠、镁、铁、锰、铜、锌的观测方式为径向。分析谱线与观测方式选择见表3。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.06.027.T003表3分析谱线与观测方式选择元素波长/nm观测方式K766.491径向Ca396.847径向Na589.592径向Mg279.553径向Fe238.204径向Mn259.372径向Cu324.754径向Zn213.587径向B249.678轴向Cd228.802轴向Cr205.560轴向Co230.786轴向Mo202.032轴向2.2检出限按照试验方法对空白溶液进行11次重复测定，取空白标准偏差的3倍对应浓度作为各元素的检出限、10倍对应浓度作为各元素的定量限。13种元素的线性范围及回归方程、检出限、定量限见表4。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.06.027.T004表413种元素的线性范围及回归方程、检出限、定量限元素线性范围回归方程相关系数检出限/（mg/kg）定量限/（mg/kg）K1.00~50.00y=1 131.10x+545.050.999 92.5408.468Ca1.00~50.00y=481 355.0x+274 572.00.999 51.2544.179Na1.00~50.00y=4 877.8x+1 858.90.999 82.4058.017Mg1.00~50.00y=29 448.0x+19 618.00.999 30.0570.189Fe0.05~8.00y=7 054.8x+1 485.80.999 80.5431.809Mn0.05~8.00y=28 936.0x+6 182.50.999 80.0820.275Cu0.05~8.00y=7 789.7x+1 346.20.999 90.3351.118Zn0.05~8.00y=7 052.0x+1 984.80.999 50.1660.554B0.01~2.00y=4 748.40x+241.811.000 00.3031.010Cd0.01~2.00y=8 097.9x+3.559 31.000 00.0780.261Cr0.01~2.00y=1 519.2x+3.015 81.000 00.3381.125Co0.01~2.00y=2 100.9x+1.744 71.000 00.2560.853Mo0.01~2.00y=2 193.7x+0.998 61.000 00.1330.4442.3准确度及精密度试验采用本研究建立的方法对饲料标准物质中进行处理分析钾、钙、钠、镁、铁、锰、铜、锌等8种元素，同时对所研究的饲料样品中硼、镉、铬、钴、钼进行3水平加标回收验证，加标浓度低、中、高分别为B：5.00、10.00、20.00 mg/kg；Cd：0.10、0.20、0.50 mg/kg；Cr：2.50、5.00、10.00 mg/kg；Co、Mo：1.00、2.50、5.00 mg/kg。对饲料标准物质与饲料样品的加标回收及饲料样品平行测定6次，检测结果精密度及准确度及加标回收率见表5、表6。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.06.027.T005表5方法精密度及准确度试验结果元素测定值/（mg/kg）平均值/（mg/kg）标准值/（mg/kg）相对标准偏差/%123456K10 61810 57110 56110 60010 42410 45410 5389 730~12 0200.8Ca11 53811 66611 27311 38311 46911 48011 4689 950~12 0001.2Na4 9014 9744 9404 9114 9454 9494 9363 206~5 2050.5Mg2 9142 8392 7602 9182 8212 9122 8612 561~3 1012.3Fe505.18510.30505.06527.44522.08516.13514.36416.76~582.541.8Mn95.8395.0094.4097.5095.7196.6795.8566.55~117.251.2Cu48.1045.6948.9349.1746.5049.2947.9541.10~49.593.2Zn196.0195.1195.3199.5197.0199.1197.0160.0~201.51.010.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.06.027.T006表65种元素加标量、回收率及相对标准偏差（n=6）元素本底值/（mg/kg）加标值/（mg/kg）测定值/（mg/kg）回收率/%相对标准偏差/%B11.505.0016.4098.01.110.0020.2087.02.620.0029.9092.02.2Cd0.120.100.2186.05.20.200.3299.00.90.500.6198.60.4Cr3.002.505.3895.22.65.008.07101.00.310.0013.10101.03.1Co0.961.001.9498.00.32.503.3896.81.85.005.9599.81.0Mo1.331.002.1784.00.62.503.7295.64.25.006.2398.00.8由表5、表6可知，饲料标准物质中8种元素结果均在标准值不确定度范围内，RSD为0.5%~3.2%；对5种元素的3水平加标回收回收率为84.0%~101%，RSD为0.3%~5.2%。试验结果表明，微波消解-ICP-OES法可适用于饲料中钾、钙、钠、镁、铁、锰、铜、锌、硼、镉、铬、钴、钼的检测。本研究从市场中随机抽取5种不同类型饲料共计10个批次（Y1~Y10），其中Y1、Y5为添加剂预混合饲料；Y2、Y6为浓缩饲料；Y3、Y4、Y9为配合饲料；Y7、Y8为精料补充料；Y10为单一饲料。检测结果见表7。由表7可知，13种元素检测结果的RSD均小于10%，RSD符合GB/T 27404—2008《实验室质量控制规范食品理化检测》的要求，10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.06.027.T007表710批次样品各元素检测结果及相对标准偏差范围（n=3）元素Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10RSD/%K1.31×1041.43×1049.12×1038.19×1032.30×1041.78×1041.11×1047.76×1031.17×104820.001.2~2.8Ca1.52×1031.48×1049.11×1035.66×1032.77×1032.23×1041.64×1045.01×1037.07×103606.002.4~7.7Na1.81×1044.01×1031.14×1031.23×1031.27×1057.57×1036.45×1039.97×1033.32×103330.000.7~4.0Mg1.53×1042.35×1032.16×1032.04×1033.89×1043.77×1033.34×1032.74×1034.24×103211.001.0~2.0Fe1.64×103336.00109.00325.00107.00548.00480.00163.00152.0015.000.9~5.6Mn516.00130.00151.00324.0014.50283.00147.00102.00124.0011.301.3~6.9Cu135.00276.0011.6054.80ND84.0031.3016.6019.0011.600~5.0Zn906.003.79×103123.0087.10ND284.00149.00106.00113.0010.400~4.9B8.3720.4010.105.232.9327.104.937.4311.801.000.8~5.6Cd0.080.08ND0.08ND0.08ND0.08NDND0~1.9Cr5.571.451.052.420.081.475.880.562.521.530.9~6.6Co5.660.20NDND0.331.580.080.200.67ND0~3.5Mo0.501.581.380.450.502.890.750.980.700.420.6~7.2注：ND代表未检出。mg/kg根据GB 13078—2017《饲料卫生标准》和《饲料添加剂安全使用规范》（2017年修订版）（农业农村部公告第2625号文件）中规定，13种元素检测结果均合格。但是，在实际使用中需要注意各种饲料的使用比例，以保证正常的钙磷比、镁钾比及钠元素的总量等。3结论本研究基于国标方法从线性方程、相关系数、检出限、精密度以及准确度等方面验证微波消解-ICP-OES法的可行性。其中，8种元素通过有证标准物质进行验证，结果均在标准值不确定度范围内；5种元素不同水平的加标回收率为84.0%~101%，RSD符合GB/T 27404—2008《实验室质量控制规范食品理化检测》的要求。随机抽取的10批次5种代表性饲料中13种元素检测结果均合格，RSD均小于10%。相较于原子吸收分光光度计，ICP-OES可多元素同时、自动分析，大大节约成本。同时，ICP-OES还具有操作简单、分析快速、稳定性好、精密度高、线性范围宽、基体效应小等特点。但是，本研究方法由于前处理称样量相对较少，为保证检测结果准确稳定，对饲料样品的均匀性要求较高，因而对制样有较高的要求。本研究建立微波消解-ICP-OES法同时检测饲料中钾、钙、钠、镁、铁、锰、铜、锌、硼、镉、铬、钴、钼等13种元素的方法。该方法样品前处理简单快速、安全性高；检测结果的准确度高、稳定性好，可实现饲料中多元素的同时检测，为饲料的生产和加工以及相应检测标准的制定提供参考。