国家标准饲料添加剂L苏氨酸.docx
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国家标准饲料添加剂L苏氨酸
国家标准《饲料添加剂L-苏氨酸》
报批稿编制说明
一、标准制定背景及任务来源
1、标准制定背景
苏氨酸（α-氨基-β-羟基丁酸）是一种羟基氨基酸，由McCoy等在1935年从纤维蛋白水解产物中分离和鉴定出，因其结构类似苏糖，故命名为苏氨酸。
苏氨酸有四种异构体，天然存在的是L-苏氨酸。
苏氨酸是最后被发现的畜禽必需氨基酸，属于生糖氨基酸，是一种含极性侧链的氨基酸。
苏氨酸的主要生理功能包括：
（1）用于平衡氨基酸，促进机体蛋白质合成和沉积；
（2）调节脂肪代谢，促进磷脂合成和脂肪酸氧化；（3）促进采食，提高采食量；（4）免疫作用，苏氨酸缺乏会抑制免疫球蛋白和T、B淋巴细胞的产生。
动物体内不能合成苏氨酸，必须由食物供给。
苏氨酸通常是猪饲料中的第二或第三限制性氨基酸，是家禽饲料的第三或第四限制性氨基酸，随着赖氨酸、蛋氨酸合成品在配合饲料中的广泛应用，它逐渐成为影响畜禽生产性能的主要限制性因素，尤其是在低蛋白日粮中添加赖氨酸后，苏氨酸成为生长猪的第一限制性氨基酸。
如果苏氨酸缺乏可导致畜禽采食量降低、生长受阻、饲料利用率下降、免疫功能受限等症状。
在配合饲料中加入L-苏氨酸，具有如下的特点：
（1）可以调整饲料的氨基酸平衡，促进禽畜生长；
（2）可改善肉质；（3）可改善氨基酸消化率低的饲料的营养价值；（4）可降低饲料原料成本。
因此，在欧盟国家（主要是德国、比利时、丹麦等）和美洲等国家，苏氨酸已被广泛地应用于饲料行业。
畜牧业使用苏氨酸已获得显著效果。
妊娠母猪对苏氨酸的需要量较高，苏氨酸对母猪免疫球蛋白的合成有重要影响，它是维持妊娠母猪血浆免疫球蛋白IgG浓度的第一限制性氨基酸。
而且苏氨酸在妊娠母猪的体液免疫中起主导作用。
采食苏氨酸缺乏日粮的仔猪，其肠道重量和杯状细胞数量均显著降低，且这种肠道损伤无法通过肠外苏氨酸营养的补充得到恢复。
在畜禽饲料中添加苏氨酸，可以显著提高畜禽的生产性能，降低饲料成本。
表1、表2和表3分别列举了猪、蛋鸡和肉鸡对苏氨酸的需要量。
表1不同生长阶段猪对苏氨酸的需要量（%）
体重阶段/kg
中国猪饲养标准，NY/T65-2004
3~8
8~20
20~35
35~60
60~90
总苏氨酸需要量
0.94
0.75
0.58
0.56
0.48
体重阶段/kg
美国猪营养需要量（NRC），2012
5~7
7~11
11~25
25~50
50~75
75~100
100~135
总苏氨酸需要量
1.05
0.95
0.87
0.72
0.64
0.56
0.49
资料来源：
《猪饲养标准》（NY/T65-2004）；NRC，2012。
表2不同生长阶段蛋鸡对苏氨酸的需要量（%）
生长阶段
生长期
产蛋期
种鸡
0~8周
9~18周
19周~开产
开产~高峰期（＞85%）
高峰后（＜85%）
苏氨酸需要量
0.66
0.55
0.62
0.55
0.50
0.55
资料来源：
《鸡饲养标准》（NY/T33-2004）。
表3不同生长阶段肉鸡对苏氨酸的需要量（%）
生长阶段
0~3周
4~6周
7周~
苏氨酸需要量（之一）
0.81
0.72
0.68
生长阶段
0~2周
3~6周
7周~
苏氨酸需要量（之二）
0.84
0.72
0.64
注：
这里肉鸡指专门化培育品系肉鸡；资料来源：
《鸡饲养标准》（NY/T33-2004）。
长期以来，国际市场对苏氨酸的需求持续稳定增长，且苏氨酸是需求增长最快的氨基酸品种之一，特别是在化学及生化、食品添加剂、饲料添加剂等方面的用量增长快速，大有取代色氨酸而成为除赖氨酸、蛋氨酸以外的发展最迅速的第三大氨基酸。
苏氨酸的生产方法主要有发酵法、蛋白质水解法和化学合成法三种，目前微生物发酵法已经成为生产苏氨酸的主流方法。
在苏氨酸市场方面，目前世界苏氨酸生产主要企业为中国梅花、日本味之素、韩国希杰、中国阜丰、德国赢创德固赛、美国ADM、中国大成、中国国光等。
就全球氨基酸产业发展而言，国外苏氨酸产业发展较早，美国、法国、德国、日本等国家对苏氨酸的合成、分离、应用等方面进行了一系列的研究，特别是日本在发酵法生产苏氨酸方面有一定的优势，味之素公司是世界上最大的苏氨酸生产企业之一。
据相关统计数据，到2005年为止，国外的四大氨基酸发酵企业，包括日本味之素、德国赢创德固赛、美国ADM和日本协和发酵工业公司，这四家企业年产苏氨酸总计已接近6万吨。
到2011年时，味之素公司生产的苏氨酸占据全球市场60%以上的份额，味之素欧洲公司苏氨酸生产能力为3.5万吨，味之素Heartleand公司生产能力为1万吨。
德国赢创德固赛公司也是苏氨酸生产大户，并且是世界唯一能够同时生产三大氨基酸产品（蛋、赖、苏）的企业，目前其在斯洛伐克的工厂苏氨酸产能为1万吨，并计划在未来几年内将苏氨酸产能提升至2~3万吨。
日本协和发酵工业公司和美国ADM公司分别拥有1万吨和5000吨的苏氨酸生产规模，此外韩国希杰公司、Cheil三星印尼公司等也生产苏氨酸。
我国苏氨酸产业发展较晚，在上世纪90年代以前国内基本没有生产，在90年代以后才开始生产。
经过十年的发展，到20世纪末产量也未能突破200吨，产品的主要市场也是医药行业，主要用于氨基酸输液（氨基酸输液常用于手术前后的身体恢复，营养不良及慢性消耗性疾病等的辅助治疗，是临床用量很大的品种。
特别是我国的人口结构趋于老龄化，并且医疗保健意识不断提高，使得氨基酸输液产量达一亿五千万瓶，增长率超过15%）。
伴随着国际市场苏氨酸的广泛应用，国内的一些知名饲料企业也开始大量在饲料中应用苏氨酸，以期提高饲料的品质，进一步满足饲料业的需要。
图1为2010年至2011年7月我国苏氨酸产能分布变化情况。
图12010年~2011年我国苏氨酸产能分布变化情况
随着2003-2013年全球苏氨酸产量的迅速增长，中国苏氨酸产量占全球比重不断扩大，至2013年时，中国苏氨酸产量占全球市场的66.67%，成为全球最大的苏氨酸生产地区；梅花生物产能达到14万吨/年，超越味之素，成为全球最大的苏氨酸生产商。
2014年全球苏氨酸产能57万吨，梅花生物苏氨酸产能达到14万吨/年，占据全球的24%。
图2为2014年全球苏氨酸产能分布情况，具体产能数据统计见表4。
图22014年全球苏氨酸产能分布情况
表42014年全球苏氨酸主要产能统计
企业名称
产能/万吨
产量/万吨
产能分布
梅花
14
12.5
新疆7万吨，内蒙7万吨
味之素
10
10
巴西2万吨，美国4万吨，法国4万吨
阜丰
7
4
内蒙，正在扩建10万吨
伊品
5
4.5
银川
希杰
5
4.5
沈阳
赢创德固赛
5
3
比利时
成福
5
0.2
黑龙江
恩贝
3
1
山东
星湖
2
0.2
广东
大成
1
1
吉林
从以上可知，中国苏氨酸产能快速增长，对全球其他地区市场占有率不断提高，中国已经成为全球最大的苏氨酸生产地区，其中，产能增长主要来自梅花生物和阜丰集团，已逐渐形成了两强争霸的格局。
2、饲料用L-苏氨酸产品标准的比较
世界主要国家、地区和知名企业苏氨酸标准项目及指标见表5。
主要检测项目有8项，包括苏氨酸含量、比旋光度、干燥失重、灼烧残渣、pH值、粗灰分、重金属（以Pb计）和砷。
综合以上标准，目前现行最低的指标要求为：
苏氨酸含量≥97.5%，干燥失重≤1.0%，灼烧残渣≤0.5%，比旋光度-26.0°~-29.6°，重金属（以Pb计）≤5mg/kg，砷≤2mg/kg。
表5国内外L-苏氨酸产品标准比较
项目
中国GB/T21979-2008
美国FCC
希杰
赢创德固赛
一级
二级
外观
白色至浅褐色的结晶或结晶性粉末
白色、结晶粉末
黄白结晶状粉末
黄白结晶状粉末
苏氨酸含量/%
≥98.5
≥97.5
98.5~101.5
98.5
≥98.5
比旋光度
/（°·dm2/kg）
-26.0~-29.0
-26.5~-29.0
-26.7~-29.6
-26.0~-29.0
干燥失重/%
≤1.0
≤0.2
≤1.0
≤1.0
灼烧残渣/%
≤0.5
≤0.1
≤0.5
≤0.5
pH值
-
-
5.0~6.5
-
重金属（以Pb计）/（mg/kg）1
≤20
≤5
≤5
≤20
砷/（mg/kg）
≤2
-
≤2
≤2
注：
美国FCC和希杰虽然标注的是铅，但是其测定方法采用的是比色法，即实际是重金属（以Pb计）。
3、任务来源
我国第一个L-苏氨酸产品标准发布于2008年，标准名称为《饲料级L-苏氨酸》（GB/T21979-2008）。
近10年来，由于L-苏氨酸的测定方法和指标要求等诸多方面已发生了许多变化，全国饲料工业标准化技术委员会决定对其修订，并按照GB/T1.1-2009给出的规则起草，起草的主要单位是中国农业大学和农业部饲料质量监督检验测试中心（西安）。
项目任务编号为20140202-Q-469。
二、主要工作过程
2016年1月，标准制定项目任务下达后，项目主持单位组织专家成立了标准编制工作组，并进行了分工，明确了实施进度。
2016年1~2月，本起草小组查阅了大量的国内外有关L-苏氨酸的文献、标准、方法，调查了国内相关生产单位的生产及销售现状，并对资料进行了分析、研究及总结。
2016年3~11月，本标准制定过程中，采集全国市场上的74个L-苏氨酸样品，其中长春大成集团18个、梅花生物15个、希杰集团12个、宁夏伊品各11个、日本味之素6个、赢创德固赛5个、阜丰集团4个、星湖3个（采样具体情况见表6），涵盖了我国L-苏氨酸主要生产厂家（其份额占到全国的90%以上）。
表6L-苏氨酸样品采集情况
样品编号
生产厂家
样品编号
生产厂家
样品1
梅花生物
样品38
梅花生物
样品2
大成集团
样品39
梅花生物
样品3
大成集团
样品40
梅花生物
样品4
希杰集团
样品41
梅花生物
样品5
梅花生物
样品42
梅花生物
样品6
希杰集团
样品43
梅花生物
样品7
星湖
样品44
宁夏伊品
样品8
宁夏伊品
样品45
宁夏伊品
样品9
日本味之素
样品46
宁夏伊品
样品10
赢创德固赛
样品47
宁夏伊品
样品11
大成集团
样品48
宁夏伊品
样品12
大成集团
样品49
宁夏伊品
样品13
大成集团
样品50
宁夏伊品
样品14
大成集团
样品51
宁夏伊品
样品15
大成集团
样品52
宁夏伊品
样品16
大成集团
样品53
宁夏伊品
样品17
大成集团
样品54
日本味之素
样品18
大成集团
样品55
日本味之素
样品19
大成集团
样品56
日本味之素
样品20
大成集团
样品57
日本味之素
样品21
大成集团
样品58
日本味之素
样品22
大成集团
样品59
希杰集团
样品23
大成集团
样品60
希杰集团
样品24
大成集团
样品61
希杰集团
样品25
大成集团
样品62
希杰集团
样品26
大成集团
样品63
希杰集团
样品27
阜丰集团
样品64
希杰集团
样品28
阜丰集团
样品65
希杰集团
样品29
阜丰集团
样品66
希杰集团
样品30
阜丰集团
样品67
希杰集团
样品31
梅花生物
样品68
希杰集团
样品32
梅花生物
样品69
星湖
样品33
梅花生物
样品70
星湖
样品34
梅花生物
样品71
赢创德固赛
样品35
梅花生物
样品72
赢创德固赛
样品36
梅花生物
样品73
赢创德固赛
样品37
梅花生物
样品74
赢创德固赛
2016年8~12月期间完成了实验室测定：
测定了所有样品的L-苏氨酸含量、干燥失重、灼烧残渣和比旋光度，测定了40个样品的重金属（以Pb计）和总砷（以As计）含量以及pH值，并对20个样品进行了镉、汞和沙门氏菌的检测。
基于样品的测定值和企业长期积累的数据，确定了技术指标。
2017年5月根据GB/T1.1-2009《标准化工作导则第一部份：
标准的结构和编写》所规定内容和格式编写完成了《饲料添加剂L-苏氨酸》标准征求意见稿。
2017年6~11月，征求意见阶段，期间发送征求意见稿单位数（发送单位涵盖了饲料企业、粮食企业、高校和科研院所、检测机构等类型）为27个，专家数28位；回函并有建议或意见的单位数为19个，专家数20位，在此基础上对征求意见稿进行完善。
2017年12月9日，项目主持单位中国农业大学邀请常碧影、张若寒、杨海鹏、李俊玲、李爱科、王勇生、张敏、姚巧粉、姜晓霞、张明森、袁建敏、杨秀玉、施文娟、李兰14位专家，对标准进行了认真审查，并予以通过。
2017年12月~2018年1月，根据标准预审会专家提出的意见或建议，完善和补充了标准，形成了标准送审稿。
2018年3月27日，全国饲料工业标准化技术委员会组织王建华、何绮霞、李凤琴、刘明、张若寒、王文杰、穆玉云、齐德生、李祥明、张惠媛、吕红、李富伟、王云山十三位专家对本标准进行了认真审查，认为：
该标准起草单位在参考国内外文献的基础上，结合国内实际情况制定，达到国内先进水平，予以通过。
2018年3月27日~31日，起草单位根据标准审查会专家提出的意见或建议，完善和补充了标准，形成了标准报批稿。
三、标准编制原则和主要技术内容确定的依据
1、L-苏氨酸定性鉴别和定量测定方法的确定
考虑到氨基酸分析仪法使用的普遍性，我们增加了氨基酸分析仪法进行比较。
每个生产厂家随机挑选1~2个样品（共10个），用非水滴定法和氨基酸分析仪法测定了其L-苏氨酸样品中的L-苏氨酸含量。
氨基酸分析仪色谱图如下：
10个L-苏氨酸峰面积和含量如表7，从表可知，L-苏氨酸色谱峰保留时间与L-苏氨酸标准溶液相同，且测定含量≥98.5%。
表710个L-苏氨酸样品氨基酸分析仪分析结果
序号
样品
面积
称样量/mg
稀释倍数
含量/%
1
样品1
24004452
44.50
500
98.51
2
样品2
23995714
45.95
500
98.71
3
样品3
26106129
48.21
500
99.55
4
样品4
25195277
47.32
500
98.92
5
样品5
24449743
44.82
500
100.31
6
样品6
24939980
46.20
500
99.22
7
样品7
24003885
44.65
500
98.81
8
样品8
23821769
44.25
500
98.95
9
样品9
23918144
44.65
500
98.81
10
样品10
23381362
43.64
500
98.57
表8比较了非水滴定法和氨基酸分析仪法对10个样品中L-苏氨酸含量的分析结果。
由表可知，两种方法的测定值很接近。
表8两种方法L-苏氨酸含量测定结果
样品编号
L-苏氨酸含量/%
滴定法
氨基酸分析仪法
样品1
98.77
98.51
样品2
98.79
98.71
样品3
99.20
99.55
样品4
101.04
98.92
样品5
100.33
100.31
样品6
99.60
99.22
样品7
98.61
98.11
样品8
98.73
98.95
样品9
98.87
98.81
样品10
98.62
98.57
最大值
101.04
100.31
最小值
98.61
98.51
标准差
0.83
0.54
平均值
99.26
99.04
2、主要技术内容的确定
（1）茚三酮试验
试样的水溶液与茚三酮溶液反应，溶液呈蓝紫色。
（2）L-苏氨酸的含量
本标准制定中，采用非水滴定法对所有74个L-苏氨酸样品均进行了测定，测定结果见表9。
样品中L-苏氨酸含量最大值为101.04%，最小值97.87%，标准差为0.62%，平均值为98.92%。
只有4个样品的L-苏氨酸含量测定值低于98.5%，6个样品的L-苏氨酸含量测定值大于100%。
美国FCC、希杰、赢创德固赛等国家和企业的L-苏氨酸标准，其规定L-苏氨酸含量≥98.5%，综合考虑方法测定值的上限，L-苏氨酸含量不再分级，L-苏氨酸含量定为98.5%~101.5%。
表974个L-苏氨酸样品中L-苏氨酸含量测定结果
样品编号
L-苏氨酸含量（以干基计）/%
样品编号
L-苏氨酸含量（以干基计）/%
样品1
98.77
样品40
98.54
样品2
98.79
样品41
98.55
样品3
99.20
样品42
98.56
样品4
101.04
样品43
98.52
样品5
100.33
样品44
98.01
样品6
99.69
样品45
97.87
样品7
98.61
样品46
99.80
样品8
98.73
样品47
99.03
样品9
98.87
样品48
98.70
样品10
98.62
样品49
98.53
样品11
99.60
样品50
98.53
样品12
98.12
样品51
98.57
样品13
99.25
样品52
99.76
样品14
98.76
样品53
99.85
样品15
98.57
样品54
100.72
样品16
98.54
样品55
99.01
样品17
98.61
样品56
98.61
样品18
98.59
样品57
98.52
样品19
98.78
样品58
98.53
样品20
98.62
样品59
98.53
样品21
98.71
样品60
98.51
样品22
98.72
样品61
98.61
样品23
98.53
样品62
98.55
样品24
98.55
样品63
100.00
样品25
98.54
样品64
98.51
样品26
98.57
样品65
98.82
样品27
100.01
样品66
99.91
样品28
99.48
样品67
99.69
样品29
99.63
样品68
99.52
样品30
99.64
样品69
98.63
样品31
98.33
样品70
98.83
样品32
100.10
样品71
98.56
样品33
98.61
样品72
98.54
样品34
98.52
样品73
99.34
样品35
98.52
样品74
98.51
样品36
98.60
最大值
101.04
样品37
98.71
最小值
97.87
样品38
98.63
标准差
0.62
样品39
98.54
平均值
98.92
（3）比旋光度
参考《中华人民共和国药典》（2015年版四部）对74个样品的比旋光度进行了测定。
L-苏氨酸样品的比旋光度最大值为-28.80°，最小值为-26.60°，标准差为0.59%，平均值为-27.58°，所有样品的比旋光度值在-26.0°~-29.0°范围内。
为此，本标准沿用GB/T21979-2008，将L-苏氨酸比旋光度定为-26.0°~-29.0°。
表1074个L-苏氨酸样品的比旋光度
样品编号
比旋光度/（°·dm2/kg）
样品编号
比旋光度/（°·dm2/kg）
样品1
-26.8
样品40
-27.2
样品2
-27.0
样品41
-27.2
样品3
-27.4
样品42
-27.1
样品4
-27.4
样品43
-27.2
样品5
-27.4
样品44
-26.8
样品6
-27.4
样品45
-27.0
样品7
-28.1
样品46
-27.2
样品8
-26.9
样品47
-27.3
样品9
-28.2
样品48
-28.1
样品10
-27.9
样品49
-27.2
样品11
-26.6
样品50
-27.2
样品12
-27.5
样品51
-27.1
样品13
-26.9
样品52
-28.5
样品14
-27.0
样品53
-28.4
样品15
-27.1
样品54
-27.3
样品16
-28.6
样品55
-27.3
样品17
-28.5
样品56
-28.2
样品18
-28.4
样品57
-27.1
样品19
-28.2
样品58
-27.1
样品20
-27.9
样品59
-27.2
样品21
-28.2
样品60
-27.1
样品22
-28.7
样品61
-27.0
样品23
-27.1
样品62
-27.1
样品24
-27.2
样品63
-28.5
样品25
-27.0
样品64
-27.6
样品26
-27.1
样品65
-27.5
样品27
-28.5
样品66
-27.4
样品28
-27.4
样品67
-27.2
样品29
-27.8
样品68
-27.3
样品30
-27.6
样品69
-27.9
样品31
-27.0
样品70
-28.2
样品32
-27.2
样品71
-27.1
样品33
-28.4
样品72
-27.2
样品34
-28.4
样品73
-28.5
样品35
-28.5
样品74
-27.6
样品36
-28.4
最大值
-28.8
样品37
-28.2
最小值
-26.6
样品38
-28.8
标准差
0.59
样品39
-27.1
平均值
-27.6
（4）干燥失重
采用《GB/T6435-2014饲料中水分的测定》测定了74个L-苏氨酸样品的干燥失重，见表11。
结果表明，干燥失重最大值为0.52%，最小值为0.04%，标准差为0.09%，平均值为0.15%，所有样品的干燥失重小于1.0%。
为此，本标准仍沿用GB/T21979-2008，将L-苏氨酸干燥失重定为≤1.0%。
表1174个L-苏氨酸样品干燥失重
样品编号
干燥失重/%
样品编号
干燥失重/%
样品1
0.13
样品40
0.13
样品2
0.33
样品41
0.12
样品3
0.17
样品42
0.12
样品4
0.05
样品43
0.14
样品5
0.11
样品44
0.11
样品6
0.10
样品45
0.13
样品7
0.13
样品46
0.51
样品8
0.35
样品4
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