喬月建,談春季

（1.河北工程大學農學院，河北邯鄲056021；2.石家莊飛龍飼料有限公司，河北石家莊050091）

氨基酸微量元素螯合物是一種新型的飼料微量元素添加劑，具有穩(wěn)定性好、抗干擾力強、易吸收和生物利用率高等優(yōu)點。但是由于氨基酸原料緊缺，價格昂貴，造成在實際應用中有很大困難。利用蛋白質水解后的小肽來制備復合氨基酸和小肽螯合物的話，生產成本將會大大縮減，并且小肽螯合鹽的轉運效果更好，吸收速率更快，生物學效價最高。本文對氨基酸和小肽的吸收機制、營養(yǎng)功能、在動物生產中的應用進行闡述。

微量元素是維持動物體所必需的營養(yǎng)元素之一，對維持動物機體功能、刺激免疫反應、促進生長和繁殖起著極其重要的作用。微量元素作為飼料添加劑共經歷了三個階段，第一代無機鹽類微量元素添加劑包含如硫酸亞鐵、硫酸鋅、氧化鋅、硫酸銅和硫酸錳等。但其存在穩(wěn)定性差，有刺激性，消化吸收率低及對環(huán)境污染大等缺點。第二代為簡單的有機酸鹽類飼料添加劑如葡萄糖酸鋅、檸檬酸鈉、葡萄糖酸鐵等。但同樣也存在穩(wěn)定性差、受腸道內容物影響大及吸收率低等缺點，且不同有機酸螯合鹽作用效果差異很大。而且這兩類產品中微量元素之間都存在明顯的拮抗作用。第三代氨基酸螯合微量元素添加劑，如賴氨酸鋅、甘氨酸銅和蛋氨酸鐵等。與前兩類產品相比,第三代微量元素添加劑具有穩(wěn)定性好、抗干擾力強、易吸收和生物利用率高等優(yōu)點,其生物學效價為無機鹽類添加劑的2～3倍，并具有補充微量元素和氨基酸的雙重作用。另外，其還具有一定的殺菌和改善免疫功能的作用。

1 氨基酸微量元素螯合物的定義及特點

美國飼料管理官員協(xié)會對氨基酸鰲合鹽的概念確定如下:氨基酸微量元素螯合物是指由1摩爾可溶性金屬鹽中的金屬離子與1～3摩爾(最佳為2摩爾)氨基酸反應,以配位共價結合而成的產物,氨基酸的平均分子量必須為150Da（道爾頓，是分子量常用單位）左右,生成的螯合物的分子量不得超過800Da。當配位體由氨基酸改為小肽時,則產物為小肽鰲合鹽(Small peptide chelate,SPC),一般是二肽和三肽,有時也為四肽,如果較大的配位體所形成的鰲合鹽分子量在800Da以上的話,則螯合物在腸道內難以水解，不容易直接穿越細胞膜而被吸收。

1.1 小肽微量元素螯合物的理論

20世紀 90年代以來，許多試驗證明，動物體內存在小肽的轉運系統(tǒng)。蛋白質在消化道最終產物的大部分往往是小肽而不是游離氨基酸，這些小肽可被動物體直接吸收進入腸黏膜細胞。樂國偉等(1996)證實蛋白質在降解為氨基酸的過程中產生大量的中間體小肽，小肽能完整地通過腸黏膜細胞而進入體循環(huán)。至此，小肽營養(yǎng)的重要性已逐漸被人們所認識，關于小肽(SP,主要是二肽、三肽)吸收理論也被人們所接受，小肽理論認為小肽可直接以肽的形式被吸收進入血液循環(huán)，與氨基酸的吸收相比,具有吸收快、不易飽和、耗能低等優(yōu)勢，且小肽吸收系統(tǒng)與氨基酸吸收系統(tǒng)之間相互獨立沒有競爭。此后，不少學者將目光轉向小肽螯合鹽的研究，小肽螯合鹽是繼無機礦物鹽、簡單有機礦物鹽之后新的礦物質添加劑。因此其被不少人稱為第四代微量元素添加劑。

1.2 小肽微量元素螯合物的吸收特點

小肽螯合鹽是蛋白質水解產生的小肽與無機鹽水解產生的金屬離子在適宜的條件下配位結合而成的螯合物。試驗已證實，小肽與游離氨基酸在動物體具有轉運速度快、能耗低、效率高及載體不易飽和等優(yōu)點。根據小肽的吸收轉運機制和特點，以小肽為主要配體的微量元素螯合物同時也可以以整體的形式被轉運并吸收，因而更有利于微量元素生物學效價的提高。喬偉等(2006)指出,小肽參與螯合時一般由鄰近的肽鍵氧和末端氨基形成單環(huán)螯合結構，羧基由于空間位阻一般不參與螯合，即使參與也是以不太穩(wěn)定的副鍵參與。所以,這種螯合物保留有較自由的羧基，可通過小肽轉運系統(tǒng)吸收，小肽螯合物比氨基酸螯合物更易于吸收。因此，小肽螯合微量元素添加劑具有易吸收、生物學效價高、并能同時補充多種氨基酸、小肽和螯合微量元素等優(yōu)點。

2 小肽微量元素螯合物在動物生產中的應用

小肽微量元素螯合物是基于單一氨基酸微量元素螯合物的基礎之上發(fā)展起來的，氨基酸螯合物在動物生產中的報道很多，但在小肽水平上的研究較少。有研究顯示，妊娠母豬飼喂小肽螯合鐵后，可提高母豬初乳和仔豬血液中鐵的含量，說明小肽螯合鐵比有機鐵更易被機體吸收。李永富等(2000)證實在妊娠母豬分娩前14天至產后21天飼糧中添加80毫克/千克小肽鰲合鐵，母豬初乳鐵含量比飼喂硫酸亞鐵高1.8倍。同時所生仔豬14日齡的Hb濃度顯著高于補硫酸亞鐵者。王衛(wèi)國等(2011)在不同形式的銅源供給小白鼠對血液免疫指標的影響中發(fā)現，納米小肽螯合銅組小鼠的血清免疫蛋白 IgG、IgM、IgA胰島素樣生長因子-1(IgF-1）及白介素-2（IL-2）均極顯著高于包括蛋氨酸螯合銅在內的其他各組。證實小肽螯合銅吸收效果比氨基酸螯合銅要好。喬偉(2004)報道向健康的艾維茵肉雞口腔注入不同形式鉻鹽，于2小時后采心臟和門靜脈全血，發(fā)現小肽鉻組的吸收效果優(yōu)于氨基酸鉻、吡啶羧酸鉻、煙酸鉻和三氯化鉻，且小肽鉻組門靜脈和心臟全血中鉻含量比氨基酸鉻組高17.24%和30.43%，極顯著高于其他各組。說明小肽螯合物不僅能促進礦物質的吸收，而且在吸收效果上要優(yōu)于氨基酸螯合物。杜立武等(2015)發(fā)現在蛋雞日糧中用小肽螯合微量元素替代無機微量元素后，產蛋率從87%上升至91%，平均日產蛋量提高了4.13克。王敏奇等(2009)報道小肽螯合物能顯著提高胴體瘦肉率、增加眼肌面積、降低脂肪率和背膘厚度、甘油三酯和膽固醇含量。以上研究表明，小肽螯合微量元素能夠促進動物體對礦物質的吸收，在增強機體免疫力、提高生產性能、改善肉品質方面具有很大的貢獻。

3 小肽微量元素螯合物的發(fā)展前景

由于市場上人工合成的蛋氨酸、賴氨酸等單一氨基酸螯合成微量元素添加劑價格非常高，是等量無機鹽價格的5～10倍。過高的增加養(yǎng)殖成本，使養(yǎng)殖戶無法接受。即使無機鹽的吸收率只能達到螯合物的1/5左右，效果還不及螯合物。但我國仍有90%以上飼料廠家還是采用無機鹽作礦物元素添加劑。如果能將化工廠、屠宰場等廢棄蛋白原料進行分解，得到游離的氨基酸和小肽，再使其與無機鹽螯合，形成復合氨基酸和小肽螯合物。那么上述問題將會得到解決。沙建軍(2013)曾用工業(yè)骨蛋白廢水和工業(yè)腸衣蛋白廢水為原料，用水相法合成了小肽微量元素螯合物，這兩種方法均能夠得到分子量小于500Da的復合氨基酸/小肽螯合物，其中工業(yè)腸衣蛋白廢水中分子量小于500Da的氨基酸/小肽占 94%。蘇純陽等（2002）將蚯蚓干燥并進行水解，發(fā)現蚯蚓水解液中小肽和氨基酸含量超過80%。同時將水解液在不同的PH條件下分別與硫酸鋅、硫酸銅和硫酸錳等微量元素進行螯合反應，螯合率均能超過80%。劉波等(2006)也用此方法得到相對分子質量在320Da以下的小肽和氨基酸混合溶液。

我國角質蛋白的資源十分豐富，畜牧業(yè)中豬、雞、牛、羊等家畜的毛、蹄、角的產量每年都在百萬噸以上。此外化工廠的廢液、蛋白廢水、酒精廢水、皮革下腳料、水產下腳料等這些資源均是制取小肽微量元素螯合物優(yōu)質而廉價的蛋白原料。同時我國龐大的資源回收網絡能夠將這非常分散的蛋白資源集中收集。只要具備了成熟的加工工藝，低廉的生產成本，小肽微量元素螯合制品的開發(fā)和應用將在我國有著廣闊的發(fā)展空間。

4 小肽微量元素螯合物存在問題及展望

目前國內小肽螯合物生產的方法很多，但這些方法在實際規(guī)模化生產中還存在一些缺點，規(guī)模化批量生產小肽螯合制品的工藝還不是很成熟?，F階段對于小肽螯合物的檢測方法也還沒有得到很好的解決，盡管現在有很多檢測螯合產品的方法，但主要是來自各廠商的產品標準，不同的檢測方法結果會有很大的差異。如果沒有一套統(tǒng)一的定性定量分析的標準，不同加工工藝下的小肽螯合物的質量將會很難判斷。因此，在盡可能降低生產成本的前提下，探索規(guī)?；纳a模式，建立完整的小肽螯合物的檢測體系仍是當前小肽微量元素螯合物研究的重點。