twitter

image1 image1 image1 image1

Kalibracja NIRS na EM i wybrane aminokwasy oraz możliwość ich wykorzystania w analizach przesiewowych

NIRS calibration for metabolizable energy and selected amino acids, and the possibility of their use in screening analyses

Robert Gąsior

Instytut Zootechniki Państwowy Instytut Badawczy, Centralne Laboratorium, Aleksandrowice

 

Spektroskopia w bliskiej podczerwieni (NIRS) rejestrująca drgania rozciągające i zginające cząsteczek chemicznych, jest metodą znormalizowaną w zakresie analizy pasz (AOAC, 991.01-wilgotność w paszach objętościowych; PN-EN ISO 12099:2010- wytyczne stosowania NIRS w analizach pasz, ziaren zbóż i produktów przemiału) i mięsa (AOAC 2007.04-wilgotność, białko, tłuszcz). Technika ta ma znaczny potencjał analityczny, co uwidacznia się w badaniach w zakresie wykorzystania tej techniki w analizach strawnościowych (Bastianelli i in., 2014). Urządzenia pracujące w zakresie bliskiej podczerwieni wykorzystuje się do analiz pasz (Garrido-Varo i in., 2005; Korol i in., 2014) i w farmacji (Stuart i in., 2011). W krajach Europy Zachodniej stosowana jest do badań przesiewowych, np. dotyczących oceny jakości pasz (Mills R., 2010). Dlatego też nic nie stoi na przeszkodzie, żeby również w Polsce wykorzystać tę technikę do tego celu.

Jak wynika z zasady propagacji, metoda NIRS nie powinna być obarczona niepewnością mniejszą niż niepewność metod referencyjnych („chemii mokrej”), ponieważ obejmuje zarówno niepewność  tych metod (kalibracja jest oparta na wynikach analiz „chemii mokrej”), jak i niepewność własną techniki NIRS, wynikającą ze zdolności „widzenia” oznaczanego parametru w zakresie widma przyrządu (Gąsior, 2013). Jeśli dany parametr jest dobrze widziany w zakresie spektralnym aparatu, to niepewności analiz metody referencyjnej i NIRS są podobne, a kalibracja na ten parametr dokładna.

Materiał i metody

W Centralnym Laboratorium Instytutu Zootechniki PIB, w ramach zadania 05-011.1 (2013-2014), sporządzono i oceniono kalibracje NIRS na oznaczenie zawartości energii metabolicznej (EM) mieszanek dla drobiu, aminokwasów, w tym lizyny przyswajalnej. Kalibracje wykonano w oparciu o klasyczne analizy referencyjne (Rozporządzenie Komisji Europejskiej (WE) nr 152/2009; PN-ISO 5510:2000), a w przypadku EM – w oparciu o wyliczenie z wzoru (*). Do oznaczeń EM użyto 59 mieszanek paszowych dla drobiu.  Do oznaczeń w paszach - aminokwasów po hydrolizie kwaśnej użyto 83 próbki, aminokwasów siarkowych 57 próbek, a lizyny przyswajalnej 44 próbki. Wykonano analizy NIRS w zakresie widmowym 570-1850 nm. Jako kryterium oceny, przyjęto stosunek standardowych niepewności metody NIRS i referencyjnej, który nie powinien być większy niż 2.

(*)  EM (MJ/kg)=0,1551 x % Białko ogólne + 0,3431 x % Tłuszcz surowy + 0,1669 x % Skrobia + 0,1301 x % Cukry (jako sacharoza), wg Dz.U Nr 138, poz. 869 (2008)

Wnioski

  • Do stosowania w praktyce nadają się kalibracje NIRS na:
  • EM mieszanek dla drobiu oraz większość aminokwasów w paszach: Asp, Thr, ser, Glu, Pro, Gly, Ala, Val, Ile, Leu, Phe, His, Arg, % Lys przyswajalnej (szczególnie w zakresie  67%-98%)
  • W zakresie poddanych analizie materiałów, przy wykorzystaniu aparatu NIRS pracującym w zakresie widmowym 570-1850 nm, słabsze są kalibracje na oznaczanie lizyny ogólnej oraz aminokwasów siarkowych: cystyny i metioniny.
  • Opracowane kalibracje opierają się na stosunkowo nielicznych danych (n<100). Zwiększenie liczebności i różnorodności próbek wchodzących w skład kalibracji pozwoli z powodzeniem na jej zastosowanie do analiz szerokiej gamy pasz obecnych na rynku.
  • Opracowane kalibracje mogą być wykorzystane w badaniach przesiewowych

 

Literatura

  1. AOAC, 991.01 (2007). Moisture in Forage. Official Methods of Analysis 18th Ed.
  2.  AOAC, 2007.04 (2007). Moisture, Protein and Fat in Meat and Meat Products. Official Methods of Analysis 18th Ed.
  3. Bastianelli D., Bonnal L., Jaguelin-Peyraud Y., Noblet J. (2014). Predicting feed digestibility from NIRS analysis of pig faeces. Animal, DOI: http://dx.doi.org/10.1017/S1751731114003097 , 6 pages.
  4. Dz.U Nr 138, poz. 869 (2008). Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 10 lipca 2008 w sprawie dodatkowej informacji umieszczanych na oznakowaniu materiałów paszowych lub mieszanek paszowych.
  5. Garrido-Varo A., Perez-Martin M.D., Guerrero J.E., Gomez-Cabrera A., de la Haba M.J., Bautusta J., Soldado A., Vicente, F., Martinez A., de la Roza-Delgado B., Termes S. (2005). Near infrared spectroscopy for enfor cement of European legislation concerning the use of animal by-products in animal feeds. Biotechnol. Agron. Soc. Environ., 9, 1: 3-9.
  6.  Gąsior R. (2013). Wielkość błędów w analizie pasz metodą NIRS i metodą chemiczną. Pasze Przemysłowe, 22, 1: 44.
  7.  Korol W., Walczyński S., Bielecka G., Rubaj J., Sawicka A. (2014). Zastosowanie spektrometrii bliskiej podczerwieni w urzędowej kontroli pasz. Pasze Przemysłowe, 23, 1: 27-28.
  8. Mills R., FOSS (tł. Krauze A.) (2010). Szybkie badania przesiewowe pasz. In Focus, Vol. 34, No 2.
  9.  PN-ISO 12099:2010. Pasze, ziarno zbóż i produkty przemiału -- Wytyczne stosowania spektrometrii bliskiej podczerwieni.
  10. PN-ISO 5510:2000. Pasze. Oznaczanie dostępnej lizyny.
  11. Rozporządzenie Komisji Europejskiej (WE) nr 152/2009 z dnia 27.01.2009 r., zał.III (Dz.U.L 54 z dn. 26.02.2009 r.).
  12. Stuart L. Cantor, Stephen W. Hoag, Christopher D. Ellison, Mansoor A. Khan, Robbe C. Lyon. (2011). NIR Spectroscopy Applications in the Development of a Compacted Multiparticulate System for Modified Release. AAPS PharmSciTech, 12, 1 :  262-278.

 

Słowa kluczowe: pasze, spektrometria bliskiej podczerwieni, analiza przesiewowa, mieszanki dla drobiu, energia metaboliczna, aminokwasy.

Key words: feedingstuffs, near infrared spectroscopy, screening analysis, poultry feeds, metabolizable energy, amino acids.