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传统的湿法化学分析方法在预测饲草品质和其营养价值时,费时耗材、花费大,而且有时要用到危险性化学药品。因此,NIRS技术的优点得到了进一步的体现,在预测干燥样品的消化性参数方面备受青睐,随后也应用在未干燥过的饲料样品,经查阅多是国外科学家的研究报道,国内很少有资料报道。
传统的湿法化学分析方法在预测饲草品质和其营养价值时,费时耗材、花费大,而且有时要用到危险性化学药品。因此,NIRS技术的优点得到了进一步的体现,在预测干燥样品的消化性参数方面备受青睐,随后也应用在未干燥过的饲料样品,经查阅多是国外科学家的研究报道,国内很少有资料报道。ParkR.S.等[26]对未干燥的饲草进行了消化性能的检测。XiccatoG.等[27]用NIRS预测兔用混合饲料的总能和消化能,相关系数达0.90,每千克物质中预测标准差分别为0.26、0.37MJ,干物质消化率和总能消化率也得到勉强的检测结果。Givens等[28]对青贮玉米饲料的消化能进行了检测。Gordon,F.J.[29]通过NIRS技术预测了未干燥的青贮饲草饲料的摄食量和有机物质的消化能含量。
NIRS技术是通过分子吸收光谱进行检测的,通过其与有机物质结构的联系,可以检测饲草中的矿物质含量,但其应用在微量矿物质的检测还是一项新兴技术,直到2004年CozzolinoD.等[30]首次对白苜蓿和紫花苜蓿两种豆科植物进行了Na、S、Cu、Fe、Mn、Zn和B的测定,每千克干物质中定标相关系数和变异系数标准差Na和S分别为0.83(0.8)、0.86(2.5),每千克干物质B、Zn、Mn、Cu和Fe分别为0.80(4.4)、0.80(10.6)、0.78(22.9)、0.76(0.83)、0.57(25.7),S、Na和B的预测标准差分别为5.5、1.2和4.2,达到了满意的结果。
维生素分子中含有的含氢基团使理论上应用NIRS技术检测其含量成为可能。我国最先应用NIRS检测了饲料中的维生素含量,国外鲜有报道。李秋玫等[31]预测了多维预混料中维生素E的含量,预测值和实测值相关性显著(R=0.985)。王文杰[32]曾用NIRS技术对预混料中维生素A、喳乙醇、土霉素的检测进行研究,证明NIRS是一种有应用价值的监测手段。
近红外技术在评定植物、草料和饲料的品质及预测饲粮的质量方面,已作为一种快速且行之有效的办法,提供给家畜营养学家、研究员、农业顾问和饲料原料咨询者等。通过分析饲料组织结构的直接方法和从动物排泄物中预测饲粮品质的间接方法,检测饲料中的主要指标,例如粗蛋白、消化率、酸性纤维、中型纤维、丹宁酸和矿物质等,来综合评价饲料的营养价值。
目前国外科学家已经把检测重点和难点从单一原料、饲草饲料、青贮饲料转移到混合饲料品质的检测,通过不断丰富检测样品的种属分类,扩充不同生长阶段和地域的样品,及样品的收获期和水分含量,取得不同模型的定标方程,建立了完善的模型数据库[33-37]。
国内主要还是以单一原料为主的品质鉴定,对于混合饲料、全价饲料的品质评价没有建立起全面的定标模型,应尽快加大基础科研工作的投入。焦仁海等[38]应用NIRS对6个玉米杂交种籽粒品质进行分析,将分析结果与农业部谷物品质监督检验测试中心化验结果的一致性和相关性进行比较,并算出了蛋白质、粗淀粉、粗脂肪的回归方程,认为在玉米回交转育和加代过程中可以用NIRS光谱仪辅助分析化学成分,使选择向即定目标进行,用于品种成分鉴定或批量粮食调运的成分分析,效果良好。孟兆芳等[39]应用NIRS以豆粕为试材,建立豆粕粗蛋白快速分析检测模型,结果表明,近红外光谱分析方法的预测值与化学分析值有显著的相关性,相关系数为0.9783。牛智有等[40]利用NIRS检测145个鱼粉样品化学成分,其中115个作为定标集,其余30个作为检验集,采用偏最小二乘法(PLS)建立定标模型,并对原始光谱进行预处理。结果表明,在置信度为99%下,除钙之外,其它成分均为高度显著。近红外光谱分析技术可以检测鱼粉中的水分、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、总磷和盐分,但对钙的预测结果不理想。
饲料工业需快速而准确地获得与饲料营养价值有关的数据,一方面可根据其营养价值对一种饲料原料的合理价格进行谈判;另一方面可准确地将各种饲料原料配合在全价日粮中,在满足动物营养需要的情况下获得最低成本配方。NIRS法具有快速、简便的优点,随着各种技术、理论及方法的不断发展,应用领域也越来越广。在饲料分析方面,不仅能用于饲料常量成分分析,也能用于微量成分、有毒有害成分的检测,检测预混添加剂和预混料中的微量成分和含量,及评价饲料的营养价值。除此以外,饲料厂可以利用NIRS技术进行在线监测,调整配方和采购策略,降低生产成本,提高产品质量。因此,NIRS技术有着广阔的应用前景。
当然NIRS技术在应用中也受到诸多因素的影响,如定标样品的选择、制备、精确的化学分析、近红外仪器操作技术、计算机及其配套软件等。尤其是其准确性不能比它所依赖的化学分析法更好,所以在推广应用该技术时,必须使用准确、精确的化学分析值及适当的定标操作技术,即NIRS法必须实行系统的标准化操作。同时,许多饲料厂还没有能力购买NIRS分析仪器,有些饲料厂虽然拥有自己的NIRS分析仪器,却没有能力建立可靠的定标方程,在一定程度上也限制了NIRS技术的推广。