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標(biāo)題: 有機(jī)微量元素螯合物在動(dòng)物生產(chǎn)中應(yīng)用 [打印本頁(yè)]

作者: huoyanjun 時(shí)間: 2011-2-16 09:22
標(biāo)題: 有機(jī)微量元素螯合物在動(dòng)物生產(chǎn)中應(yīng)用

有機(jī)微量元素螯合物在動(dòng)物生產(chǎn)中應(yīng)用

作者：顏新春田科雄

有機(jī)微量元素螯合物是近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展較快的第三代新型微量元素飼料添加劑，它是動(dòng)物生長(zhǎng)所必需的微量元素金屬離子與氨基酸反應(yīng)生成的具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的螯合物，目前已成為畜禽營(yíng)養(yǎng)研究的熱點(diǎn)之一。美國(guó)在二十世紀(jì)七十年代最初研制有機(jī)微量元素螯合物在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用，美國(guó)飼料管理官員協(xié)會(huì)（AAFCO）于1996年確定了微量元素螯合物的概念：由某種可溶性金屬鹽中的一個(gè)金屬元素離子同氨基酸按一定的摩爾比以共價(jià)鍵結(jié)合而成。水溶性氨基酸的平均分子量必須為150左右，生成的螯合物的分子量不得超過(guò)800。

有機(jī)微量元素由于接近動(dòng)物體內(nèi)天然形態(tài)的微量元素補(bǔ)充劑，且具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、較高的生物學(xué)效價(jià)、易消化吸收、抗干擾、無(wú)刺激、無(wú)毒等方面的優(yōu)點(diǎn)，目前認(rèn)為是一種非常理想的微量元素添加劑。在畜牧業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，已在動(dòng)物生產(chǎn)中得到推廣應(yīng)用，國(guó)內(nèi)在20世紀(jì)80年代中期開(kāi)展了該項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)與研究應(yīng)用，并取得了較大進(jìn)展。本文就有機(jī)微量元素螯合物在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用情況作如下綜述。

1 微量元素添加劑的發(fā)展階段

1.1 無(wú)機(jī)鹽形式

　　無(wú)機(jī)鹽形式添加劑通常為硫酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽和氯化物等形式，這是微量元素添加劑的第一代產(chǎn)品。無(wú)機(jī)鹽的生物學(xué)效價(jià)很低，難以被動(dòng)物吸收利用，為了滿足動(dòng)物的需要，必須加大使用量，這樣產(chǎn)生兩個(gè)問(wèn)題：一是動(dòng)物排泄大量未被吸收的無(wú)機(jī)鹽，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染；其次是過(guò)量使用微量元素產(chǎn)生的安全性問(wèn)題。但目前由于無(wú)機(jī)鹽的價(jià)格相對(duì)于有機(jī)微量元素的價(jià)格比較便宜，因此使用仍然十分普遍。

1.2 微量元素有機(jī)酸鹽添加劑

　　屬第二代微量元素添加劑。其形式通常為乙酸鹽、檸檬酸鹽、富馬酸鹽、葡萄糖酸鹽等。第二代產(chǎn)品的生物學(xué)利用率雖比第一代產(chǎn)品的有所提高，但仍不理想，而且生化功能也不夠穩(wěn)定。

2 有機(jī)微量元素的種類：

　　從有機(jī)微量元素研制到現(xiàn)在，目前在市場(chǎng)上見(jiàn)到的種類可大體分為以下三類：

2.1單一氨基酸微量元素螯合物

　　它是由某種特定的氨基酸（如蛋氨酸、羥基蛋氨酸、賴氨酸或甘氨酸）與某種微量元素在一定的pH值、按嚴(yán)格的反應(yīng)物摩爾比和一定的反應(yīng)溫度等條件下進(jìn)行螯合生產(chǎn)的產(chǎn)品。這類產(chǎn)品組成固定、性質(zhì)也比較穩(wěn)定。佳樂(lè)美系列即屬于這類產(chǎn)品。

2.2混合氨基酸或多肽微量元素螯合物

　　它是由蛋白質(zhì)原料（動(dòng)物或植物性）水解而來(lái)的氨基酸（徹底水解）或多肽（不徹底水解）的混合物與某種微量元素螯合而成。這類產(chǎn)品的穩(wěn)定性差，合成條件難以控制，組成變異較大，產(chǎn)品質(zhì)量難以控制。水解的多肽微量元素螯合物分子量較大，溶解度較低，吸收時(shí)多肽（一般來(lái)說(shuō)大于四肽吸收率就很差）難以透過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入機(jī)體內(nèi)，生物學(xué)利用率較低。

2.3含氮雜環(huán)羧酸微量元素螯合物

　　這類產(chǎn)品主要指吡啶羧酸鉻等產(chǎn)品，含氮雜環(huán)（主要是吡啶環(huán)）羧酸化合物分子中的氮原子，在與微量元素螯合時(shí)，相當(dāng)于氨基酸分子的氨基生成穩(wěn)定的螯合物。

3 有機(jī)微量元素具有的特性

3.1穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)

　　化學(xué)結(jié)構(gòu)上，氨基酸微量元素螯合物以微量元素離子為中心離子，氨基酸中的氮和氧原子中的未配對(duì)的電子作為供電體與中心離子形成具有五元環(huán)的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，這使得它有比較穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，使其分子內(nèi)電荷趨于中性，在體內(nèi)pH環(huán)境下，金屬離子得到有效的保護(hù)，既防止磷酸、植酸等與金屬離子的結(jié)合形成難溶的化合物，又阻止不溶性膠體的吸附作用，使金屬離子免受日糧中其他成分和胃腸道中胃酸等物質(zhì)的不良作用，保護(hù)了金屬離子的生物學(xué)效價(jià)，便于機(jī)體對(duì)金屬離子的充分吸收和利用。

3.2較高的生物學(xué)效價(jià)

　　一般的微量元素?zé)o機(jī)鹽，簡(jiǎn)單的有機(jī)鹽在被動(dòng)物攝入后，必須借助于輔酶的作用，與氨基酸或其他物質(zhì)形成螯（絡(luò)）合物后，才能被機(jī)體吸收，吸收后金屬元素在血液中與某些蛋白質(zhì)結(jié)合被運(yùn)輸?shù)綑C(jī)體所需部位，才發(fā)生功效。而氨基酸微量元素螯合物，它既是機(jī)體吸收金屬離子的主要形式，又是動(dòng)物體內(nèi)合成蛋白質(zhì)過(guò)程中的中間物質(zhì)，所以氨基酸微量元素螯合物不僅吸收快，而且可以節(jié)省許多生化過(guò)程，節(jié)約體能消耗，使其具有較高的生物學(xué)效價(jià)。

3.3毒性低適口性好

　　氨基酸微量元素螯合物毒性低，無(wú)刺激作用，適口性好。無(wú)機(jī)鹽不僅因其具有特殊的氣味而影響適口性，而且影響胃腸道內(nèi)pH值和體內(nèi)的酸堿平衡。

3.4抗干擾、抗應(yīng)激作用

　　氨基酸微量元素螯合物與維生素、抗生素等無(wú)配伍禁忌，不存在無(wú)機(jī)微量元素吸收上的競(jìng)爭(zhēng)作用；同時(shí)氨基酸微量元素螯合物具有很好的抗應(yīng)激作用。

3.5維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定

　　添加無(wú)機(jī)鹽和簡(jiǎn)單有機(jī)鹽會(huì)影響胃腸道內(nèi)的pH值和體內(nèi)的酸堿平衡，對(duì)機(jī)體產(chǎn)生不良的刺激作用；而金屬離子與有機(jī)配體的反應(yīng)形成了一個(gè)緩沖系統(tǒng)，保證金屬離子濃度的恒定。

3.6環(huán)保作用

　　由于無(wú)機(jī)鹽的生物利用率比較低，為了滿足機(jī)體對(duì)微量元素的需求，在動(dòng)物飼料中一般添加過(guò)量的無(wú)機(jī)鹽，未被消化吸收的無(wú)機(jī)離子的大量排放對(duì)土壤和水體造成了污染；而氨基酸微量元素螯合物的消化利用率比無(wú)機(jī)離子的消化利用率高130-280%，使用氨基酸微量元素螯合物是解決過(guò)量使用無(wú)機(jī)鹽造成環(huán)境污染這一難題的有效辦法。

4 有機(jī)微量元素的吸收機(jī)制

　　大量試驗(yàn)結(jié)果都已經(jīng)表明，有機(jī)微量元素的生物學(xué)利用率高是因?yàn)槠湮绽煤?，這與其吸收機(jī)制有很大關(guān)系。目前有機(jī)微量元素的吸收機(jī)制并不確切，主要認(rèn)為其是通過(guò)氨基酸或肽的吸收機(jī)制，越來(lái)越多的人已接受，有機(jī)微量元素利用肽或氨基酸的吸收機(jī)制。Found(1974)認(rèn)為，位于五元環(huán)或六元環(huán)螯合物中心的金屬元素可以通過(guò)小腸絨毛刷狀緣，以氨基酸或肽的形式吸收。此理論的基本概念是金屬離子以共價(jià)鍵和離子鍵與氨基酸的配位體鍵合，被保護(hù)在復(fù)合物的核心，免遭了一些理化因子的攻擊，而且金屬螯合物從腸粘膜吸收，金屬螯合物以整體的形式穿過(guò)粘膜細(xì)胞膜、粘膜細(xì)胞和基底細(xì)胞膜進(jìn)入血漿。

5 有機(jī)微量元素在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

5.1豬

　　用有機(jī)微量元素（如羥基蛋氨酸鐵）飼喂母豬，由于螯合物易吸收，且能很快地把螯合鐵通過(guò)胎盤和母乳向仔豬轉(zhuǎn)移，從而提高母豬的繁殖性能，改善母豬體況，使仔豬的初生重、血紅蛋白的含量、斷奶窩重和成活率均有大幅度提高。韓友文等報(bào)道，母豬圍產(chǎn)期添加150g氨基酸螯合物鐵可提高警惕母豬和仔豬生產(chǎn)性能，預(yù)防仔豬貧血和降低仔豬死亡率。何正芳（1993）報(bào)道，在斷奶日糧中添加蛋氨酸鋅，下痢從17.8%降到13.5%。湖南某一大型飼料廠在斷奶仔豬料中添加300mg/kg的佳樂(lè)美鐵和250mg/kg的佳樂(lè)美鋅，日增重和采食量增加，而料重比降低。鞠繼光（2000）在生長(zhǎng)肥育豬添加100mg/kg的佳樂(lè)美鐵和70mg/kg的佳樂(lè)美鋅，日增重增加8.3%，料重比降低13.7%，且試驗(yàn)豬皮膚紅潤(rùn)、皮毛更光亮。袁海春等（2000）在生長(zhǎng)肥育豬添加300mg/kg的佳樂(lè)美鐵、200mg/kg的佳樂(lè)美鋅、50mg/kg的佳樂(lè)美銅和100mg/kg的佳樂(lè)美錳，日增重和采食量增加，而料重比降低，使用有機(jī)微量元素的經(jīng)濟(jì)效益更顯著，在當(dāng)時(shí)的價(jià)格條件下，經(jīng)濟(jì)效益提高9.2%。Laveme Schugcle 等指出，在接種、去勢(shì)、應(yīng)激、疾病、惡劣氣候和變更日糧時(shí)，飼喂蛋氨酸鋅對(duì)豬有良好作用。北卡羅來(lái)納州大學(xué)的J.W. Spear研究表明，飼喂蛋氨酸鋅的豬對(duì)植物血凝素抗原有較大的反應(yīng)，說(shuō)明蛋氨酸鋅可以增強(qiáng)豬的免疫功能。

5.2家禽

　　在家禽生產(chǎn)中應(yīng)用氨基酸螯合物，不僅螯合物中金屬元素的生物學(xué)利用率高于無(wú)機(jī)態(tài)的金屬元素，減少用量，而且還可以改善家禽的增重、產(chǎn)蛋率和飼料利用率，提高胸肉產(chǎn)量及蛋殼質(zhì)量，增強(qiáng)機(jī)體的免疫力，此外也可以提高種禽受精率，提高孵化率，減少育雛死亡率。

　　盛克松（2001）在肉仔雞飼料中添加佳樂(lè)美鐵、銅、錳、鋅（興加科技生產(chǎn)），試驗(yàn)雞的生長(zhǎng)速度提高6.7%，料重比降低8.5%。而且降低了試驗(yàn)雞的發(fā)病率和死亡率。梁遠(yuǎn)東（2001）在試驗(yàn)雞飼料中添加200毫克/公斤的佳樂(lè)美鐵和300毫克/公斤的佳樂(lè)美鋅，日增重提高4.98%，料重比降低5.32%。

　　用有機(jī)微量元素飼喂蛋雞的效果是增加產(chǎn)蛋率、延長(zhǎng)產(chǎn)蛋期，改善蛋的品質(zhì)，特別是蛋殼的質(zhì)量。目前禽蛋生產(chǎn)中蛋殼質(zhì)量問(wèn)題一直困擾著養(yǎng)禽業(yè)。據(jù)估計(jì)，由于蛋殼質(zhì)量問(wèn)題所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失平均每只每年達(dá)1美元，在美國(guó)因蛋殼質(zhì)量問(wèn)題給養(yǎng)禽業(yè)造成的損失約1億美元，我國(guó)每年因此而造成的經(jīng)濟(jì)損失約5億元。孫德成等（1995）用迪卡蛋雞試驗(yàn)，試驗(yàn)組總產(chǎn)蛋重和產(chǎn)蛋率分別比對(duì)照組提高21.02%和12.8%，料蛋比和軟破蛋率分別降低20.74%和31.79%。Ashmead對(duì)飼喂氨基酸微量元素的產(chǎn)蛋雞的雞蛋成分分析發(fā)現(xiàn)，蛋殼礦物質(zhì)元素的組分比例同對(duì)照組發(fā)生了較大的變化，氨基酸和糖的含量明顯高于無(wú)機(jī)組，蛋殼的結(jié)構(gòu)比無(wú)機(jī)組緊密，蛋黃中微量元素的含量高于無(wú)機(jī)組，雞蛋破殼率下降5%。

5.3反芻動(dòng)物

　　微量元素螯合物用于反芻動(dòng)物日糧與添加相同水平的無(wú)機(jī)礦物元素相比，可提高生產(chǎn)性能（生長(zhǎng)速度和產(chǎn)奶量等）、胴體品質(zhì)和免疫力，并可降低奶牛的體細(xì)胞數(shù)量。Heinricks和Conrad（1993）報(bào)道，微量元素螯合物可通過(guò)瘤胃，且有較強(qiáng)的抗分解作用，可防止瘤胃微生物對(duì)氨基酸的降解作用，提供更多的過(guò)瘤胃氨基酸和微量元素，也可避免某些金屬元素對(duì)瘤胃的毒害作用。

5.4水產(chǎn)

　　魚(yú)類用有機(jī)微量元素飼喂也能顯著促進(jìn)魚(yú)類生長(zhǎng)、降低餌料、提高魚(yú)類成活率。李愛(ài)杰(1994)報(bào)道，用五種微量元素(鐵、銅、錳、鋅、鈷)氨基酸螯合物飼喂羅非魚(yú)，增重提高17.8%，餌料系數(shù)降低8.6%，微量元素的吸收率平均提高25%。呂景才等(2001)用鐵、銅、錳、鋅、鈷氨基酸螯合物飼喂羅非魚(yú)和鯉魚(yú)，螯合物組的促生長(zhǎng)效果大大優(yōu)于無(wú)機(jī)鹽組，餌料系數(shù)得到明顯的改善，螯合物組羅非魚(yú)的餌料系數(shù)平均為2.2，而無(wú)機(jī)鹽組的餌料系數(shù)達(dá)到3.3；螯合物組鯉魚(yú)的餌料系數(shù)為1.6，顯著低于無(wú)機(jī)鹽組的2.7。

6 影響有機(jī)微量元素使用效果的因素

　　目前飼料中添加有機(jī)微量元素已經(jīng)比較普遍，而且隨著人們環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，有機(jī)微量元素的使用必將是大勢(shì)所趨。但目前
人們?cè)诜从秤袡C(jī)微量元素的使用效果時(shí)，其結(jié)論并不完全一致。造成這些差異的主要原因既有有機(jī)微量元素本身的因素，也與飼糧組成、動(dòng)物機(jī)體狀況等因素有關(guān)。

6.1有機(jī)微量元素產(chǎn)品質(zhì)量

　　有機(jī)微量元素的螯合率，只有真正的氨基酸螯合物才能發(fā)揮它的效果，螯合物的螯合率越高，生物學(xué)效價(jià)也越高，相應(yīng)的效果就好。長(zhǎng)沙興嘉生物工程有限公司作為主要起草單位制作的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《蛋氨酸與鐵、銅、錳、鋅螯合率的測(cè)定——凝膠過(guò)濾色譜法》已經(jīng)通過(guò)審定，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)即將頒發(fā)，對(duì)規(guī)范企業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)督提供了科學(xué)依據(jù)。

6.2飼糧組成

　　植物性飼料中的植酸和纖維是降低礦物元素利用率的主要因素，并被高鈣日糧所加重。飼糧中的氨基酸水平是影響微量元素利用率的另一重要因素。以金屬元素氨基酸螯合物形式添加礦物元素時(shí)，與相應(yīng)的無(wú)機(jī)鹽相比，氨基酸水平隨之增加，這無(wú)疑會(huì)影響飼糧中氨基酸的比例，理想氨基酸模式受到破壞。

6.3試驗(yàn)動(dòng)物機(jī)體狀況

　　動(dòng)物種類不同，對(duì)微量元素利用率反映的敏感性也不同。同時(shí)，動(dòng)物體內(nèi)某種微量元素的缺乏、適當(dāng)和過(guò)量時(shí)，動(dòng)物對(duì)響應(yīng)元素的利用效率不同。體內(nèi)某種微量元素缺乏時(shí)，相對(duì)應(yīng)的微量元素的利用率會(huì)升高，從而縮小了有機(jī)微量元素與相應(yīng)無(wú)機(jī)元素之間的差距；反之，體內(nèi)某種微量元素過(guò)量時(shí)，相對(duì)應(yīng)元素的利用率會(huì)下降，可能更容易比較有機(jī)源與無(wú)機(jī)源之間的差距。

6.4有機(jī)微量元素與無(wú)機(jī)物的添加劑量。

　　一般在相同含量的微量元素時(shí)比較兩者之間的作用效果才是科學(xué)的。

7
結(jié)語(yǔ)

　　有機(jī)微量元素螯合物的優(yōu)越性已在動(dòng)物生產(chǎn)中得到證實(shí)，引起國(guó)內(nèi)外研究者和生產(chǎn)者高度重視。經(jīng)過(guò)各大型的飼料公司、養(yǎng)殖場(chǎng)和大學(xué)研究機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)均證實(shí)，目前市場(chǎng)上生產(chǎn)的有機(jī)微量元素是最有效、穩(wěn)定性好、生物學(xué)效價(jià)高、飼養(yǎng)報(bào)酬高的新型飼料添加劑產(chǎn)品。它為我們飼料工業(yè)和畜牧業(yè)提供了前所未有的既能改善飼養(yǎng)效益，又可節(jié)約飼養(yǎng)成本的新型有機(jī)微量元素。因此可以斷言，有機(jī)微量元素具有廣闊的市場(chǎng)前景和重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但目前還存在一些問(wèn)題需要進(jìn)行更進(jìn)一步的探討。

　?。?/font>1）相對(duì)于無(wú)機(jī)微量元素，其價(jià)格偏高，這是制約其大量使用的一個(gè)重要因素，需要對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)行投入，降低使用成本。

　?。?/font>2）強(qiáng)制性執(zhí)行《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》監(jiān)督產(chǎn)品質(zhì)量和指導(dǎo)生產(chǎn)，并以螯合率、產(chǎn)品的穩(wěn)定性等指標(biāo)作為質(zhì)量依據(jù)。

　?。?/font>3）研究有機(jī)微量元素的吸收機(jī)制及其在特定組織的定位，以及在靶組織細(xì)胞內(nèi)的分子水平代謝機(jī)理。

　?。?/font>4）在嚴(yán)格科學(xué)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)條件下研究有機(jī)微量元素相對(duì)于無(wú)機(jī)微量元素的生物學(xué)利用率，為確定有機(jī)微量元素的最佳添加量找到科學(xué)依據(jù)。

　?。?/font>5）建立有機(jī)微量元素體外質(zhì)量評(píng)價(jià)與體內(nèi)利用率及代謝機(jī)理之間的相關(guān)關(guān)系，為研制開(kāi)發(fā)高效微量元素添加劑提供理論依據(jù)和方法學(xué)指導(dǎo)。

作者: 激情飛揚(yáng) 時(shí)間: 2011-2-16 10:14
辛苦了

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