謝正軍，韓新燕

（浙江大學(xué)動(dòng)物分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，飼糧中添加一定量的微量元素對(duì)畜禽的健康具有重要的作用。微量元素的應(yīng)用從無(wú)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(wú)機(jī)微量元素吸收效果較差且易對(duì)環(huán)境造成污染，因此，近年來(lái)有機(jī)微量元素已成為國(guó)內(nèi)外動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家的研究熱點(diǎn)。本文對(duì)有機(jī)微量元素的優(yōu)越性、分類(lèi)、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(lèi)

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(guò)共價(jià)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(jià)高，在小腸中易消化、無(wú)毒等特點(diǎn)[1]。美國(guó)飼料管理官員委員會(huì)（AAFCO）將有機(jī)微量元素定義為6類(lèi)：金屬元素特定氨基酸復(fù)合物，由可溶性的金屬鹽類(lèi)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(gè)特定的可溶性金屬鹽類(lèi)與一個(gè)氨基酸復(fù)合而成；金屬元素氨基酸螯合物，由一個(gè)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(gè)可溶性金屬鹽類(lèi)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(lèi)復(fù)合物，由一個(gè)可溶性鹽類(lèi)和多糖類(lèi)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(lèi)間沒(méi)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(wú)機(jī)微量元素被動(dòng)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(jì)峰等試驗(yàn)表明，狗口服蛋氨酸鋅，其吸收率與氨基酸相似，說(shuō)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(jià)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(jià)，便于機(jī)體對(duì)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(wú)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(jià)高

一般的微量元素?zé)o機(jī)鹽及簡(jiǎn)單的有機(jī)鹽被動(dòng)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(dòng)物機(jī)體吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)金屬離子的主要形式，又是動(dòng)物體合成蛋白過(guò)程的中間物質(zhì)，不僅吸收快，而且可以減少許多生化過(guò)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(duì)無(wú)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(guò)胎盤(pán)被吸收進(jìn)入血液和發(fā)育中的胚胎，同時(shí)其生物學(xué)效價(jià)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(jià)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(dòng)物更容易接受。其還可提高動(dòng)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(dòng)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(dòng)物細(xì)胞和體液免疫力的功效，對(duì)某些腸炎、皮炎和貧血也有治療作用，在接種、去勢(shì)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(duì)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(guò)量使用無(wú)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(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，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(guò)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(guò)胎盤(pán)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(zhǎng)與繁殖，使用有機(jī)鉻后效果最明顯的是繁殖母豬，鉻通過(guò)胰島素的作用來(lái)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(bào)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(guò)胎盤(pán)的效率大大高于無(wú)機(jī)硒，仔豬通過(guò)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(guò)胎盤(pán)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(yàn)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(zhǎng)發(fā)育，改善仔豬免疫功能。Apgar等研究表明，與無(wú)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(zhǎng)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(wú)機(jī)礦物質(zhì)添加劑，而不會(huì)對(duì)動(dòng)物的生產(chǎn)性能產(chǎn)生不良影響，同時(shí)還能降低營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的排泄量，最大限度地減少對(duì)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(zhǎng)育肥豬中的應(yīng)用

添加有機(jī)微量元素能提高生長(zhǎng)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(bào)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(zhǎng)肌的滴水損失，而且屠宰后成熟時(shí)間越長(zhǎng)，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(chǎng)所驗(yàn)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(zhǎng)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(shí)，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(dòng)物中的應(yīng)用

在反芻動(dòng)物日糧中添加有機(jī)微量元素，可促進(jìn)其生長(zhǎng)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(bào)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(wú)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(xiǎn)。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(wèn)題及對(duì)策

有機(jī)微量元素具有增強(qiáng)動(dòng)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(wèn)題，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，目前還沒(méi)有統(tǒng)一的檢測(cè)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(méi)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(duì)螯合物穩(wěn)定性有影響；試驗(yàn)動(dòng)物、日糧、背景及微量元素來(lái)源不明確；價(jià)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(duì)性。建議建立一套檢測(cè)方法，檢測(cè)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(dòng)物機(jī)體的最佳螯合物結(jié)構(gòu)形式，最佳時(shí)間和劑量；繼續(xù)加大對(duì)絡(luò)合機(jī)理的研究，根據(jù)不同的微量元素設(shè)計(jì)出不同的絡(luò)合方法。

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