Tối ưu phương pháp và xác định hàm lượng các nguyên tố vi lượng sắt, đồng, kẽm trong nguyên liệu và thức ăn chăn nuôi bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa

Vietnam J Agri Sci 2023, Vol 21, No 1: 53-64 Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam 2023, 21(1): 53-64 www.vnua.edu.vn Đặng Thúy Nhung*, Bùi Thị Bích, Vũ Việt Anh, Vũ Thị Ngân Khoa Chăn nuôi, Học viện Nông nghiệp Việt Nam * Tác giả liên hệ: dangthuynhung@vnua.edu.vn Ngày nhận bài: 08.02.2022 Ngày chấp nhận: 27.01.2023 TÓM TẮT Nghiên cứu tiến hành nhằm đánh giá phương pháp sử dụng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa xác định hàm lượng nguyên tố vi lượng Fe, Cu, Zn nguyên liệu thức ăn chăn nuôi Nghiên cứu sử dụng hệ thống quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS, xây dựng đường chuẩn nồng độ chất phân tích, khảo sát điều kiện nguyên tử hóa, đo phổ ngun tố phân tích, đồng thời phân tích hàm lượng Fe, Cu Zn số nguyên liệu thức ăn thức ăn hỗn hợp sử dụng số địa phương Các thí nghiệm tối ưu hóa điều kiện đo máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), xác định khoảng tuyến tính, xây dựng đường chuẩn, giới hạn phát giới hạn định lượng Fe, Cu Zn Trên sở điều kiện xác định được, 18 loại nguyên liệu thức ăn giàu lượng protein, 11 loại thức ăn thô xanh, 14 loại thức ăn hỗn hợp cho lợn, 15 loại thức ăn hỗn hợp cho gà, loại thức ăn hỗn hợp cho vịt loại thức ăn hỗn hợp cho bò phân tích Tuy nhiên, mẫu thức ăn hỗn hợp dùng cho lợn, gà bò vượt nhu cầu dinh dưỡng Hiệp hội quan Kiểm soát Thức ăn Chăn ni Hoa Kỳ (AAFCO) Từ khóa: Quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), nguyên tố Fe Cu Zn, thức ăn chăn nuôi Method Optimization and Determination of the Contents of Iron, Copper and Zinc Microelements in Raw Materials and Animal Feed using the Atomic Absorption Spectrophotometry ABSTRACT The study was conducted to assess the method of using the Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS) equipment and determine the contents of Fe, Cu, and Zn elements in raw materials and animal feeds The study used AAS system, built a standard curve of analyte concentration, investigated atomization conditions, measured spectra of analyte elements, and analyzed Fe, Cu and Zn contents in some ingredients and complet feeds were currently being used in some localities.The experiments optimized measurement conditions for Fe, Cu and Zn for the AAS, identified linear ranges and built standard lines and detection limits for Fe, Cu and Zn On the basis of these conditions, 18 feed materials rich in energy and protein, 11 raw feeds, and complete mix feeds for pigs (14), chickens (15), ducks (7) and dairy cows (2) were analyzed However, mixed feed samples for pigs, chickens and cows exceeded the nutrition requirement of AAFCO Keywords: Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS), Fe, Cu and Zn elements, animal feeds 53 Tối ưu phương pháp xác định hàm lượng nguyên tố vi lượng sắt, đồng, kẽm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa  54 Đặng Thúy Nhung, Bùi Thị Bích, Vũ Việt Anh, Vũ Thị Ngân       × × ≤ ≤ × 55 Tối ưu phương pháp xác định hàm lượng nguyên tố vi lượng sắt, đồng, kẽm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa ×  56 × Đặng Thúy Nhung, Bùi Thị Bích, Vũ Việt Anh, Vũ Thị Ngân Các thông số Fe Chế độ đo Nguồn sáng Cường độ đèn (mA) Bước sóng (nm) Độ rộng khe đo (nm) Khí sử dụng Cu Zn Ngọn lửa (F-AAS) HCL Fe HCL Cu HCL Zn 5,0 4,0 5,0 248,3 324,8 213,9 0,5 1,0 0,2 Khơng khí + axetylen Tốc độ khí axetylen (l/phút) 2,0 Tốc độ khơng khí (l/phút) 13,5 Tốc độ dẫn mẫu (ml/phút) Thời gian đo (giây) Thời gian chờ (giây) 57 Tối ưu phương pháp xác định hàm lượng nguyên tố vi lượng sắt, đồng, kẽm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa Các tiêu Hàm lượng trung bình (mg/kg) Cu (n = 10) Zn (n = 10) 52,20 ± 1,67 9,05 ± 0,45 31,9 ± 1,55 Giới hạn phát LOD (mg/kg) 5,0 1,35 4,65 Giới hạn định lượng LOQ (mg/kg) 15 14 Tương quan giá trị trung bình LOD 10 6,7 6,8 Mức thêm chuẩn 58 Fe (n = 10) Fe (n = 4) Cu (n = 4) Zn (n = 4) 1LOQ 90,15 83,58 103,8 2LOQ 93,18 84,60 104,0 3LOQ 99,28 89,15 103,4 Đặng Thúy Nhung, Bùi Thị Bích, Vũ Việt Anh, Vũ Thị Ngân ± Loại nguyên liệu Cám gạo Ngô nghiền Cám mỳ ≤ Mã thức ăn Fe (n = 3) Cu (n = 3) Zn (n = 3) M01.1 330,1 ± 0,82 9,1 ± 0,43 62,0 ± 0,61 M01.2 226,2 ± 0,63 4,7 ± 0,54 40,6 ± 0,73 M01.3 311,8 ± 0,89 1,7 ± 0,67 41,5 ± 0,41 M01.4 245,4 ± 1,03 6,1 ± 0,61 53,8 ± 0,92 M01.5 239,7 ± 0,74 1,2 ± 0,59 66,2 ± 0,37 M01.6 393,8 ± 0,48 3,0 ± 0,71 31,5 ± 0,84 M01.7 132,6 ± 0,71 2,9 ± 0,74 39,3 ± 0,79 M01.8 28,6 ± 1,02 3,2 ± 0,79 20,1 ± 0,53 M01.9 33,1 ± 1,22 6,1 ± 0,87 46,6 ± 1,08 M01.10 30,6 ± 0,93 2,8 ± 0,64 29,3 ± 1,05 M01.11 185,2 ± 0,43 13,2 ± 0,51 82,4 ± 0,44 M01.12 196,3 ± 0,54 16,4 ± 0,64 93,2 ± 0,32 ≤ 59 Tối ưu phương pháp xác định hàm lượng nguyên tố vi lượng sắt, đồng, kẽm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa ± Loại nguyên liệu Fe (n = 3) Cu (n = 3) Zn (n = 3) M01.13 259,7 ± 1,32 12,9 ± 0,56 35,2 ± 0,94 M01.14 280,2 ± 1,14 15,0 ± 0,24 45,1 ± 0,73 M01.15 514,2 ± 1,46 1,3 ± 0,24 75,9 ± 0,83 M01.16 615,4 ± 0,91 2,1 ± 0,41 81,3 ± 1,05 Bột thịt xương M01.17 184,5 ± 0,87 KPH 113,2 ± 0,74 Bột lông vũ M01.18 196,9 ± 0,79 4,1 ± 0,68 107,8 ± 0,87 Khô đậu tương Bột cá Mã thức ăn ± Loại thức ăn Cỏ Ghine Fe (n = 3) Cu (n = 3) Zn (n = 3) M02.1 78,64 ± 0,27 1,12 ± 0,29 3,3 ± 0,15 M02.2 38,42 ± 0,14 0,81 ± 0,11 4,31 ± 0,28 Cỏ Ruzi M02.3 48,43 ± 0,21 1,03 ± 0,25 5,13 ± 0,22 Cỏ Mulat M02.4 41,40 ± 0,34 0,54 ± 0,08 6,71 ± 0,31 Cỏ voi VA06 M02.5 174,11 ± 0,23 0,91 ± 0,13 3,24 ± 0,15 Cỏ voi M02.6 16,52 ± 0,10 0,75 ± 0,17 2,93 ± 0,08 Cỏ Steria M02.7 33,44 ± 0,11 1,34 ± 0,33 4,22 ± 0,13 Cỏ ép viên M02.8 45,83 ± 0,14 0,60 ± 0,28 3,60 ± 0,25 Thân ngô 60 Mã thức ăn M02.9 53,12 ± 0,38 0,93 ± 0,25 5,43 ± 0,06 M02.10 70,81 ± 0,12 1,92 ± 0,11 4,14 ± 0,19 M02.11 118,30 ± 0,15 0,54 ± 0,04 6,21 ± 0,23 Đặng Thúy Nhung, Bùi Thị Bích, Vũ Việt Anh, Vũ Thị Ngân - -   ± Loại lợn Lợn Lợn thịt Lợn nái Giai đoạn Mã thức ăn Fe (n = 2) Cu (n = 2) Zn (n = 2) ngày - cai sữa M03.1 8-15kg M03.2 250,60 ± 1,12 130,12 ± 0,76 1336,63 ± 1,14 181,52 ± 1,24 149,53 ± 0,82 186,61 ± 0,95 Tập ăn -15 kg M03.3 212,83 ± 1,27 228,82 ± 0,73 1421,48 ± 1,38 9-20kg M03.4 348,40 ± 1,36 282,41 ± 0,61 1690,33 ± 1,21 15-50kg M03.5 592,55 ± 1,33 60,98 ± 0,46 94,62 ± 1,18 15-30kg M03.6 431,41 ± 1,24 256,32 ± 0,68 119,72 ± 1,24 20-50kg M03.7 252,16 ± 1,16 153,42 ± 0,53 96,34 ± 0,97 20-50kg (siêu nạc) M03.8 495,52 ± 1,39 376,32 ± 0,71 1584,30 ± 1,37 20-50kg M03.9 454,60 ± 1,31 285,43 ± 0,67 1114,81 ± 1,29 50kg - xuất chuồng M03.10 458,24 ± 1,15 140,70 ± 0,49 238,50 ± 1,13 Mang thai M03.11 355,44 ± 1,13 134,01 ± 0,49 128,83 ± 0,76 Nái nuôi M03.12 318,10 ± 0,89 185,55 ± 0,54 136,05 ± 0,83 Nái nuôi M03.13 476,73 ± 0,92 166,86 ± 0,43 170,82 ± 0,94 Nái nuôi M03.14 358,11 ± 1,18 63,25 ± 0,67 178,44 ± 1,05 61 Tối ưu phương pháp xác định hàm lượng nguyên tố vi lượng sắt, đồng, kẽm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa ± Loại gà Giai đoạn Gà Gà lông màu Gà hướng thịt Gà hướng trứng Mã thức ăn Fe (n = 2) Cu (n = 2) Zn (n = 2) 1-21 ngày tuổi M04.1 286,21 ± 0,96 17,30 ± 0,32 75,50 ± 0,76 22-42 ngày tuổi M04.2 363.21 ± 1,13 16,33 ± 0,41 178,91 ± 0,82 > 42 ngày tuổi M04.3 345,30 ± 0,89 31,20 ± 0,38 193,53 ± 0,69 1-28 ngày tuổi M04.4 259,23 ± 1,24 81,46 ± 0,57 98,64 ± 0,87 28-43 ngày tuổi M04.5 289,48 ± 1,03 24,30 ± 0,48 155,71 ± 0,92 > 43 ngày tuổi M04.6 378,47 ± 0,72 11,22 ± 0,59 118,13 ± 0,73 1-18 ngày tuổi M04.7 201,50 ± 0,83 21,20 ± 0,56 122,82 ± 0,78 18-42 ngày tuổi M04.8 455,13 ± 0,79 32,52 ± 0,72 214,20 ± 0,68 > 42 ngày tuổi M04.9 514,60 ± 1,25 15,61 ± 0,58 187,53 ± 0,94 ngày - xuất chuồng M04.10 199,16 ± 0,94 15,16 ± 0,39 80,82 ± 1,02 1-14 ngày tuổi M04.11 148,13 ± 1,08 106,87 ± 0,40 154,74 ± 0,91 0-9 tuần tuổi M04.12 642,20 ± 1,37 20,50 ± 0,63 150,40 ± 0,76 10-21 tuần tuổi M04.13 351,31 ± 0,84 20,82 ± 0,54 92,62 ± 0,98 > 21 tuần tuổi M04.14 485,11 ± 1,23 19,40 ± 0,71 109,33 ± 1,08 Gà đẻ M04.15 250,04 ± 0,82 65,56 ± 0,46 197,82 ± 0,75 ± Loại vịt Giai đoạn Mã thức ăn Fe (n = 2) Cu (n = 2) Zn (n = 2) Vịt 1-21 ngày tuổi M05.1 419,70 ± 0,95 91,38 ± 0,48 154,29 ± 0,78 1-21 ngày tuổi M05.2 923,05 ± 1,06 10,67 ± 0,51 143,05 ± 0,85 1-21 ngày tuổi M05.3 209,77 ± 1,19 21,83 ± 0,63 103,72 ± 0,72 > 22 ngày tuổi M05.4 231,34 ± 0,87 18,59 ± 0,42 104,81 ± 0,68 > 18 tuần M05.5 176,71 ± 0,94 52,66 ± 0,49 121,12 ± 0,92 > 18 tuần M05.6 608,02 ± 1,21 17,26 ± 0,68 90,08 ± 0,81 > 18 tuần M05.7 336,61 ± 0,84 25,18 ± 0,71 87,57 ± 0,73 Vịt thịt Vịt đẻ ± Loại bò Mã thức ăn Fe (n = 2) Cu (n = 2) Zn (n = 2) Bò thịt M06.1 135,78 ± 1,06 13,33 ± 0,58 66,70 ± 0,83 Bò đực giai đoạn khai thác tinh M06.2 151,88 ± 1,27 50,39 ± 0,69 163,93 ± 0,91   - 62 - Đặng Thúy Nhung, Bùi Thị Bích, Vũ Việt Anh, Vũ Thị Ngân AAFCO (2019) Association of American Feed Control Offcials Offcial Publication 692p Ahmed Q., Khan D & Elahi N (2014) Concentrations of heavy metals (Fe, Mn, Zn, Cd, Pb, and Cu) Iin muscles, liver and gills of adult Sardinella albella from Gwadar water of balochistan, Pakistan Fuuast Journal Biology 4(2): 195-204 AOAC (2016) AOAC Official Methods of Analysis Appendix F: Guidelines for Standard Method Performance Requirements Journal of AOAC International pp.1-18 Bộ NN&PTNT (2006) Tiêu chuẩn ngành 10TCN 838:2006 Thức ăn chăn nuôi - Tiêu chuẩn hàm lượng khoáng thức ăn hỗn hợp Truy cập từ https://luatvietnam.vn/cong-nghiep/tieu-chuannganh-10tcn-838-2006-bo-nong-nghiep-va-phattrien-nong-thon-183274-d3.html ngày 6/2/2022 Bộ Khoa học Công nghệ (2007) TCVN 4325:2007 Thức ăn chăn nuôi - Lấy mẫu Truy cập từ http://cucchannuoi.gov.vn/tieu-chuan-vietnamtcvn-4325-2007-tieu-chuan-viet-nam-thuc-anchan-nuoi-lay-mau/ ngày 6/2/2022 Dang Thi An (2006) Distribution of Cu, Zn, Hg and Cd in water spinach (Ipomoea aquatica) collected from Nhue and To Lich rivers in Viet Nam Phân tích Hóa, Lý Sinh học 11(3B/B): 87-90 Đặng Thị Thu Hà (2015) Xây dựng quy trình phân tích kim loại Fe, Mn, Cr, Ni khơng khí khu vực làm việc phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử GF-ASS Hoạt động KHCN An toàn-Sức khỏe & Môi trường lao động 1: 32-38 Đặng Thuý Nhung, Bùi Thị Bích & Vũ Thị Ngân (2019) Chuẩn hóa định lượng hai nguyên tố kim loại nặng As Hg thức ăn chăn nuôi phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử sau hydrua hóa Khoa học kỹ thuật chăn nuôi 254: 29-35 Đỗ Thị Tuyết Nhung, Ngô Hữu Thắng & Mai Quang Tuyến (2018) Đánh giá hàm lượng kim loại nặng số loại rau khu vực huyện Bình Chánh, thành phố Hồ Chí Minh Tạp chí Khoa học Cơng nghệ nhiệt đới 16: 84-94 Gougoulias N., Leontopoulos S & Makridis C (2014) Influence of food allowance in heavy metal’s concentration in raw milk production of several feed animals Emir Journal of Food Agriculture 26(9): 828-834 Hejna M., Moscatelli A., Onelli E., Baldi A., Pilu S & Ross L.i (2019) Evaluation of concentration of heavy metals in animal rearing system Italian Journal of Animal Science 18(1): 1372-1384 https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/182 8051X.2019.1642806 63 Tối ưu phương pháp xác định hàm lượng nguyên tố vi lượng sắt, đồng, kẽm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa Kabir A., Simul B.M & Sujon K.D (2019) Heavy Metals and Essential Elements in Poultry Feeds in Chittagong, Bangladesh American-Eurasian Journal of Toxicological Sciences 11(1): 11-20 Nguyễn Đức Huệ (2010) Độc học môi trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội tr.146-150 Ngô Thị Thanh Diệp & Nguyễn Thị Thảo Duyên (2014) Xác định số nguyên tố vi lượng duuowcj liệu bán chi liên (Scutellaria Barbata D.Don) phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử (AAS) Y học thành phố Hồ Chí Minh 18(2): 139-143 Nguyễn Thị Giang, Ngơ Thị Dung, Nguyễn Văn Dung & Nguyễn Thị Hằng Nga (2021) Đánh giá tích lũy kim loại nặng số loại rau ăn ảnh hưởng nước tưới Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam 19(5): 632-642 Nguyễn Thị Lan Hương (2014) Nghiên cứu hàm lượng Cu, Pb, Zn đất nông nghiệp ảnh hưởng nước tưới sơng Nhuệ Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi Môi trường 45(6): 84-89 Phạm Nguyễn Kim Tuyến (2015) Đánh giá rủi ro hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Pb, Zn) rau muống sức khỏe người TP.HCM Tạp chí khoa học Đại học Sài gòn 10(35): 3-14 Pandey H., Shashidhar H.E & Samriti Pramod S (2017) Quantifying Micronutrient (Zn and Fe) Content in Super Elite Accession at Varying Level of Polishing by Using X-Ray Fluorescence in Rice Grain Grown under Aerobic Condition International Journal of Current Microbiological Application Sciences 6(7): 1-7 Qiaoqiao Zhou, Nan Yang, Youzhi Li, Bo Ren, Xiaohui Ding, Hualin Bian & Xin Yao (2020) Total concentrations and sources of heavy metal pollution in global river and lake water bodies from 1972 to 2017 Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/3387800 47_Total_concentrations_and_sources_of_heavy_ metal_pollution_in_global_river_and_lake_water_ bodies_from_1972_to_2017 on Feb 6, 2022 Siong T., Khoor S.C., Siti M.S (1989) Determination of Iron in Foods by the Atomic Absorption Spectrophotometric and Colorimetric Methods 64 Retrieved from https://www.semanticscholar.org/ paper/Determination-of-Iron-in-Foods-by-theAtomic-and-Siong-Choo/c1d4e61b8480f33d12dfe f50bcf0a915f26e1de4 on Feb 6, 2022 Shweta Bhosale & Vijayalakshmi D (2020) Processing and Nutritional Composition of Rice Bran Food Science and Nutrition, ISSN: 2347467X, Online ISSN: 2322-0007 https://www.foodandnutritionjournal.org/volume3n umber1/processing-and-nutritional-compositionof-rice-bran/ Subrahmanyam P., Krishna Priya B., Jayaraj B & Chiranjeevi P (2007) Determination of Cd, Cr, Cu, Pb and Zn from various water samples with use of FAAS techniques after the solid phase extraction on rice bran https://www.tandfonline com/doi/abs/10.1080/02772240701284287 on Feb 6, 2022 Taylor A.A., Joyce S Tsuji, Michael R Garry, Margaret E McArdle, William L Goodfellow Jr., William J Adams & Charles A Menzie (2020) Critical Review of Exposure and Effects: Implications for Setting Regulatory Health Criteria for Ingested Copper Environmental Management 65: 131-159 Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng (2007) TCVN 1537:2007 Thức ăn chăn nuôi - Xác định hàm lượng canxi, đồng, sắt, magiê, mangan, kali, natri kẽm - phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam Trần Cao Sơn, Phạm Xuân Đà, Lê Thị Hồng Hảo & Nguyễn Thành Trung (2010) Phương pháp thẩm định phân tích hóa học vi sinh vật Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật tr 25-37 Zhang F., Li Y., Yang M & Li W (2012) Content of Heavy Metals in Animal Feeds and Manures fromFarms of Different Scales in Northeast China International Journal of Environment Responce Public Health 9: 2658-2668 Zhou Qiaoqiao, Nan Yang, Youzhi Li, Bo Ren, Xiaohui Ding, Hualin Bian & Xin Yao (2020) Total concentrations and sources of heavy metal pollution in global river and lake water bodies from 1972 to 2017 Global Ecology and Conservation 22: 1-11  ... 0,64 93,2 ± 0,32 ≤ 59 Tối ưu phương pháp xác định hàm lượng nguyên tố vi lượng sắt, đồng, kẽm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa ± Loại nguyên liệu Fe (n = 3) Cu (n... ≤ × 55 Tối ưu phương pháp xác định hàm lượng nguyên tố vi lượng sắt, đồng, kẽm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa ×  56 × Đặng Thúy Nhung, Bùi Thị Bích, Vũ Vi? ??t Anh,.. .Tối ưu phương pháp xác định hàm lượng nguyên tố vi lượng sắt, đồng, kẽm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa  54 Đặng Thúy Nhung, Bùi Thị Bích, Vũ Vi? ??t Anh,