謝正軍，韓新燕

（浙江大學(xué)動物分子營養(yǎng)學(xué)教育部重點(diǎn)實驗室飼料科學(xué)研究所，杭州 310029）

微量元素是機(jī)體不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)，飼糧中添加一定量的微量元素對畜禽的健康具有重要的作用。微量元素的應(yīng)用從無機(jī)鹽發(fā)展到微量元素有機(jī)酸和氨基酸微量元素，由于無機(jī)微量元素吸收效果較差且易對環(huán)境造成污染，因此，近年來有機(jī)微量元素已成為國內(nèi)外動物營養(yǎng)學(xué)家的研究熱點(diǎn)。本文對有機(jī)微量元素的優(yōu)越性、分類、在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用及作用效果作一綜述。

1 定義及分類

有機(jī)微量元素（Organic Trace Minerals）是金屬元素與蛋白質(zhì)、小肽、氨基酸、有機(jī)酸、多糖衍生物等配位體通過共價鍵或離子鍵結(jié)合形成的絡(luò)合物或螯合物，具有穩(wěn)定性好、生物學(xué)效價高，在小腸中易消化、無毒等特點(diǎn)[1]。美國飼料管理官員委員會（AAFCO）將有機(jī)微量元素定義為6類：金屬元素特定氨基酸復(fù)合物，由可溶性的金屬鹽類與特定的氨基酸復(fù)合而成，一般是由單一已知氨基酸與單一金屬離子結(jié)合；金屬元素氨基酸復(fù)合物，由一個特定的可溶性金屬鹽類與一個氨基酸復(fù)合而成；金屬元素氨基酸螯合物，由一個可溶性金屬離子與氨基酸反應(yīng)而成；金屬元素蛋白鹽，由一個可溶性金屬鹽類與氨基酸或部分分解的蛋白質(zhì)螯合而成；金屬元素多糖類復(fù)合物，由一個可溶性鹽類和多糖類溶液復(fù)合而成，其只是一種有機(jī)礦物質(zhì)，所含礦物質(zhì)和多糖類間沒有任何化學(xué)鍵存在；金屬元素有機(jī)酸鹽，由可溶性金屬元素與可溶性有機(jī)酸結(jié)合而成。

2 生物學(xué)優(yōu)越性

2.1 吸收率高

無機(jī)微量元素被動物攝人后，必須借助輔酶的作用，與氨基酸或其他物質(zhì)形成螯合物或絡(luò)合物后才能被機(jī)體吸收。有機(jī)微量元素是沿氨基酸和肽的途徑被吸收，其被吸附到氨基酸、肽和其他化合物上后更容易進(jìn)入生物系統(tǒng)。計峰等試驗表明，狗口服蛋氨酸鋅，其吸收率與氨基酸相似，說明蛋氨酸鋅可能以完整的形式被吸收進(jìn)人腸上皮細(xì)胞，并以完整肽的形式進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)[2]。

2.2 穩(wěn)定性好、毒性低、適口性好

金屬元素氨基酸螯合物中的金屬離子與氨基酸配位體以共價鍵和離子鍵結(jié)合，微量元素被封閉在螯合物的螯環(huán)內(nèi)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，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、植酸等與金屬離子結(jié)合形成難溶的化合物，又能阻止不溶性膠體的吸附作用，從而保護(hù)金屬離子的生物學(xué)效價，便于機(jī)體對其充分吸收和利用[3]。此外，有機(jī)微量元素?zé)o特殊氣味、半數(shù)致死量遠(yuǎn)大于無機(jī)鹽、毒副作用小、適口性好，便于畜禽的采食。

2.3 生物學(xué)效價高

一般的微量元素?zé)o機(jī)鹽及簡單的有機(jī)鹽被動物吸收后，金屬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，才能發(fā)生功效，而氨基酸絡(luò)合物或螯合物是動物機(jī)體吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)金屬離子的主要形式，又是動物體合成蛋白過程的中間物質(zhì)，不僅吸收快，而且可以減少許多生化過程，節(jié)約體能消耗。此外，有機(jī)微量元素與飼料中其他成分相互影響小且能避免維生素對無機(jī)離子的氧化作用。螯合鐵能夠以更易轉(zhuǎn)運(yùn)的形式通過胎盤被吸收進(jìn)入血液和發(fā)育中的胚胎，同時其生物學(xué)效價和吸收率也有不同程度的提高。

2.4 抗干擾、抗應(yīng)激

有機(jī)微量元素離子被封閉在螯合物的螯環(huán)內(nèi)，性質(zhì)比較穩(wěn)定。螯合物保護(hù)了微量元素不被植酸奪走而排出，避免了消化道內(nèi)大量二價鈣離子與金屬微量元素的頡頏作用。此外，有機(jī)微量元素具有特殊的香味，可以減少飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子的作用，使動物更容易接受。其還可提高動物體內(nèi)酶的活性，提高蛋白質(zhì)、脂肪和維生素的利用率，從而增強(qiáng)動物免疫應(yīng)答反應(yīng)，發(fā)揮抗病、抗應(yīng)激作用。微量元素氨基酸螯合物有增強(qiáng)抗菌能力、提高免疫應(yīng)答反應(yīng)、促進(jìn)動物細(xì)胞和體液免疫力的功效，對某些腸炎、皮炎和貧血也有治療作用，在接種、去勢變更日糧等應(yīng)激條件下，有良好的抗應(yīng)激作用。

2.5 利于環(huán)保

有機(jī)微量元素具有更高的吸收率，使得糞便中殘留的微量元素顯著降低，減少對環(huán)境的污染。Carlson等認(rèn)為，有機(jī)微量元素能顯著降低豬糞中重金屬的排泄量[4]。因此，使用有機(jī)微量元素是解決過量使用無機(jī)鹽造成環(huán)境污染的有效辦法。

3 有機(jī)微量元素的吸收機(jī)制

目前有機(jī)微量元素的吸收機(jī)制并不確切。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，金屬離子以共價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，避免了一些理化因子的攻擊，而且金屬螯合物能以整體的形式穿過黏膜細(xì)胞膜、黏膜細(xì)胞和基底細(xì)胞膜進(jìn)入血漿，使得所攜帶的金屬更有效地被吸收；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，絡(luò)合程度適宜的有機(jī)微量元素進(jìn)入消化道后直接到達(dá)小腸刷狀緣，并在吸收位點(diǎn)處發(fā)生水解，金屬以離子形式經(jīng)腸上皮細(xì)胞進(jìn)入血液，從而防止其在腸道內(nèi)變成不溶性化合物或被吸附在妨礙元素吸收的不溶解膠體上。

4 有機(jī)微量元素在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

4.1 在母豬中的應(yīng)用

在妊娠和哺乳母豬飼料中添加蛋氨酸螯合鐵可減少死胎，提高仔豬初生質(zhì)量和初生仔豬含鐵量，預(yù)防仔豬貧血，并降低病死率。Ashmead等研究表明，母豬飼喂有機(jī)鐵可以通過胎盤轉(zhuǎn)移到胚胎中，因此在母豬妊娠期提供有機(jī)鐵可以顯著提高胎兒血液中鐵含量[5]。鉻可改善豬的生長與繁殖，使用有機(jī)鉻后效果最明顯的是繁殖母豬，鉻通過胰島素的作用來影響母豬的繁殖性能，提高其排卵率和胚胎成活率，鉻還可降低妊娠期間的應(yīng)激。Close報道，母豬日糧中添加有機(jī)鉻能顯著提高母豬的產(chǎn)仔數(shù)和產(chǎn)仔成活率[6]。郭福存等研究表明，酵母形式的有機(jī)硒和亞硒酸鈉均能提高血液中硒的水平，有機(jī)硒的效果較亞硒酸鈉更顯著[7]。有機(jī)硒穿過胎盤的效率大大高于無機(jī)硒，仔豬通過母乳就可獲得更多的硒。目前，在母豬飼糧中添加有機(jī)微量元素，可以通過胎盤轉(zhuǎn)移到胚胎中去，進(jìn)而改善初生仔豬的身體狀況，提高母豬的繁殖率，改善母豬體況。

4.2 在仔豬中的應(yīng)用

大量試驗表明，口服氨基酸螯合鐵可提高仔豬血紅蛋白含量和血漿鐵水平，防止仔豬發(fā)生缺鐵性貧血，促進(jìn)生長發(fā)育，改善仔豬免疫功能。Apgar等研究表明，與無機(jī)硫酸銅相比，賴氨酸銅螯合物能顯著提高仔豬的日增重，生長速率提高14.3%[8]。郭福存等研究表明，低添加水平的有機(jī)微量元素能完全替代無機(jī)礦物質(zhì)添加劑，而不會對動物的生產(chǎn)性能產(chǎn)生不良影響，同時還能降低營養(yǎng)物質(zhì)的排泄量，最大限度地減少對環(huán)境的影響[7]。朱鳳華等研究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖鐵能顯著提高仔豬的生產(chǎn)性能，與硫酸亞鐵添加效果基本一致，殼聚糖鐵能增強(qiáng)仔豬免疫功能，效果顯著優(yōu)于硫酸亞鐵[9]。

4.3 在生長育肥豬中的應(yīng)用

添加有機(jī)微量元素能提高生長育肥豬的日增重、飼料利用率，改善肥豬的胴體品質(zhì)。Munoz等報道，在豬的日糧中添加有機(jī)硒和其他抗氧化劑，可顯著降低其背最長肌的滴水損失，而且屠宰后成熟時間越長，滴水損失越高，添加抗氧化劑的效果越明顯，尤其是在β-興奮劑被禁止以后，硒作為天然抗氧化劑和肉色改進(jìn)劑已被豬場所驗證[10]。

4.4 在雞中的應(yīng)用

研究表明，飼糧中添加有機(jī)微量元素能提高雞的體重，改善飼料轉(zhuǎn)化率和免疫能力。Nollet等研究表明，在仔雞（0～14 d）日糧中添加有機(jī)微量元素，其飼料利用率顯著提高，顯著降低糞便中微量元素的排泄但生長性能變化不明顯[11]。Grimes等研究發(fā)現(xiàn)，使用有機(jī)鈣能提升火雞的繁殖性能，尤其是蛋殼質(zhì)量和孵化率[12]。Bao等研究發(fā)現(xiàn)，仔雞在14日齡前的鋅需求量為 60 mg·kg－1，14日齡后為70 mg·kg－1，且在鋅充足時，其他微量元素的缺乏癥狀很難被發(fā)現(xiàn)[13]。

4.5 在反芻動物中的應(yīng)用

在反芻動物日糧中添加有機(jī)微量元素，可促進(jìn)其生長性能和免疫機(jī)能，提高產(chǎn)奶量和繁殖性能。Andrieu研究發(fā)現(xiàn)，使用有機(jī)形態(tài)的銅、鋅和硒能降低乳房炎的發(fā)病機(jī)率，減少蹄病的發(fā)生，提高繁殖性能[14]。Ashmead等報道，在高產(chǎn)荷斯坦母牛日糧中添加復(fù)合金屬氨基酸螯合物與添加無機(jī)金屬鹽相比，能夠顯著提高產(chǎn)奶量[5]。Cliff等研究表明，使用有機(jī)微量元素能減少體細(xì)胞數(shù)量（SCC）、減少奶牛感染疾病的風(fēng)險。此外，充足的微量元素可以促進(jìn)蹄子的修復(fù)從而減少蹄病的發(fā)生[15]。

5 問題及對策

有機(jī)微量元素具有增強(qiáng)動物的生產(chǎn)性能、減少環(huán)境污染、改善母豬和母牛的繁殖性能的作用，并且具有吸收好、穩(wěn)定性好、生物利用率高等特點(diǎn)。但目前有機(jī)微量元素的應(yīng)用也存在一些問題，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，目前還沒有統(tǒng)一的檢測方法；產(chǎn)品的絡(luò)合程度和絡(luò)合率受不同微量元素和絡(luò)合劑影響；使用中沒有充分考慮有機(jī)微量元素在腸道中的變化，胃和小腸的pH對螯合物穩(wěn)定性有影響；試驗動物、日糧、背景及微量元素來源不明確；價格高，螯合產(chǎn)品穩(wěn)定性未知加上吸收機(jī)制不明確，很難做到有針對性。建議建立一套檢測方法，檢測產(chǎn)品質(zhì)量；降低生產(chǎn)成本，改進(jìn)產(chǎn)品配方、加工工藝，選擇合適的生產(chǎn)路線；探討最佳劑型，繼續(xù)研究適合動物機(jī)體的最佳螯合物結(jié)構(gòu)形式，最佳時間和劑量；繼續(xù)加大對絡(luò)合機(jī)理的研究，根據(jù)不同的微量元素設(shè)計出不同的絡(luò)合方法。

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