[摘 要] 本文綜述微量元素對(duì)動(dòng)物生長影響的研究現(xiàn)狀，分析微量元素的吸收機(jī)理、測(cè)定方法及對(duì)環(huán)境的影響，旨在為動(dòng)物合理吸收微量元素提供依據(jù)，保證動(dòng)物健康生長，并減少污染，保護(hù)環(huán)境。

[關(guān)鍵詞] 微量元素；動(dòng)物；吸收機(jī)理；測(cè)定方法

[中圖分類號(hào)] S828 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-7909（2017）01-74-3

近年來，隨著社會(huì)的發(fā)展以及生物科學(xué)的不斷進(jìn)步，科學(xué)家針對(duì)微量元素對(duì)動(dòng)物健康狀況的影響開展了大量的研究工作。研究人員發(fā)現(xiàn)，微量元素與許多疾病的形成有直接或者重要的聯(lián)系。銅、鐵、錳等元素會(huì)直接影響動(dòng)物體內(nèi)的一些化學(xué)反應(yīng)，并能夠影響動(dòng)物的健康狀況。

1 微量元素對(duì)動(dòng)物生長影響的研究現(xiàn)狀

國內(nèi)外有關(guān)微量元素的相關(guān)研究課題，主要涉及到幼豬和生長狀況良好的肥豬的研究，其在實(shí)際生產(chǎn)過程中具有重要的參考價(jià)值。在銅元素對(duì)豬健康狀況的影響分析中，Jongbloed[1]研究表明，若要提高豬的生長效果，可以在5～25 kg飼料中加入152 mg/kg銅元素；當(dāng)豬處于5～45 kg的生長階段時(shí)，飼料中銅元素的含量應(yīng)不少于134 mg/kg；當(dāng)豬生長到20～45 kg和大于45 kg的階段時(shí)，豬的生長速度會(huì)隨著飼料中銅元素的含量增加而降低。在鐵元素對(duì)豬健康狀況的影響分析中，Rincker等[2]指出，幼豬對(duì)鐵元素的需求明顯高于斷奶后的需求，飼料中的鐵元素含量在80 mg/kg時(shí)不能滿足肝臟的需求，將會(huì)導(dǎo)致延遲豬的健康生長；當(dāng)飼料中鐵含量≥100 mg/kg時(shí)，能夠滿足豬的健康生長。董冬華等[3]經(jīng)過長期的研究發(fā)現(xiàn)，飼料中Fe-Gly、FeSO4·H2O的添加量為80、110 mg/kg時(shí)有利于豬的生長。在錳元素對(duì)豬健康狀況的影響分析中，有研究指出，當(dāng)飼料中錳元素含量在0.3～100 mg/kg時(shí)，與沒有添加錳的飼料對(duì)比發(fā)現(xiàn)有很大的不同，錳含量在8～12 mg/kg時(shí)可以明顯提高幼畜的平均日增質(zhì)量。蔣宗勇等[4]研究表明，飼料中鋅添加量為110 mg/kg時(shí)，為豬對(duì)鋅元素吸收的最佳環(huán)境。徐孝義等[5]推薦豬的質(zhì)量為7～20 kg時(shí)，飼料中鋅元素的添加含量應(yīng)為98 mg/kg。同時(shí)，王曉飛等[6]經(jīng)過大量試驗(yàn)后得出，當(dāng)豬的體質(zhì)量在10～20 kg時(shí)，飼料中鋅元素的含量應(yīng)為150 mg/kg。劉婉盈等[7]經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中其他因素對(duì)機(jī)體生長性能的影響結(jié)果，提出當(dāng)日糧峰值為80 mg/kg時(shí)，可以滿足生長肥育豬的正常營養(yǎng)需要。

2 微量元素的吸收機(jī)理

2.1 銅元素

針對(duì)銅元素的吸收機(jī)理研究發(fā)現(xiàn)，銅轉(zhuǎn)蛋白起著至關(guān)重要的作用。已有學(xué)者對(duì)銅的攝取方式進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以游離銅、血漿銅蛋白為主要攝取方式，而且還有一些其他的吸收形式。金屬硫蛋白和銅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是細(xì)胞攝取銅元素的主要方式[8]，如其中通過金屬反應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子對(duì)銅元素的吸收是一種方式。而且一些器官如消化道也具有吸收銅元素的能力，但是不同部位對(duì)銅元素的吸收能力各不相同。其中，銅元素吸收的主要部位是小腸，綿羊大腸也有較強(qiáng)的吸收能力。不同動(dòng)物對(duì)銅的吸收能力不同，銅在大多數(shù)動(dòng)物體內(nèi)的吸收效果都很差，而且吸收量受日糧中銅的化學(xué)形式影響較大。

2.2 鐵元素

動(dòng)物對(duì)鐵元素的吸收率與動(dòng)物體內(nèi)鐵元素的含量有密切的關(guān)系。當(dāng)含量較低時(shí)，動(dòng)物對(duì)鐵元素的吸收率可達(dá)40%～60%。動(dòng)物對(duì)鐵元素的吸收主要依靠十二指腸及胃部。部分學(xué)者在豬對(duì)鐵元素的吸收上進(jìn)行了大量深入的研究，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在食用標(biāo)有同位素的含鐵鈉鹽后，胃腸內(nèi)的EDTA能夠?qū)?%的鐵分解，然后被幽門及空腸部分吸收，其吸收方式為易化擴(kuò)散。

動(dòng)物對(duì)鐵元素的吸收會(huì)受到很多因素的影響，如豬的年齡，是否有疾病，鐵元素在體內(nèi)的含量，鐵元素的種類及含量等。幼齡動(dòng)物對(duì)鐵元素的吸收率比成年缺鐵動(dòng)物高。相比較而言，血紅素形式的鐵元素比較容易被動(dòng)物所吸收，而非血紅素形式的鐵元素不容易被動(dòng)物吸收。但是，非血紅蛋白形式的鐵元素的吸收情況還因螯合方式的不同而不同。例如，與鐵元素結(jié)合的物質(zhì)，如維生素C、E及有機(jī)酸等能夠促進(jìn)鐵的吸收；而有些與鐵元素有競(jìng)爭(zhēng)的元素，如銅、鋅等金屬元素及植酸酶會(huì)阻礙鐵元素的吸收。

一些牛羊等反芻動(dòng)物所食用的飼料能夠影響鐵的吸收，飼料中鐵的含量與吸收成反比。例如，飼料中鐵元素含量為30 mg/kg時(shí)，鐵元素的吸收率可達(dá)60%。體內(nèi)鐵元素的含量及細(xì)胞中鐵元素的濃度可以對(duì)鐵元素起到調(diào)節(jié)作用。

2.3 錳元素

小腸內(nèi)各部分對(duì)錳元素都具有一定的吸收能力，但十二指腸對(duì)錳吸收的效率是最高的[9]。影響錳吸收的因素很多，在攝入不同食物時(shí)，錳的吸收率具有很大的差異性。例如，雞在菜籽餅及大豆餅中對(duì)錳的吸收率分別為50%和70%。

氧化態(tài)的錳與轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合后在循環(huán)系統(tǒng)的幫助下，被其他細(xì)胞吸收[10]。在激素的協(xié)調(diào)作用下，原本血漿中流速很快的錳的速度會(huì)受到抑制。例如，肝錳和血錳在一定程度上保持一定的平衡。動(dòng)物機(jī)體依靠自身不能夠儲(chǔ)存較多的錳，利用膽汁和胰液再經(jīng)消化道排泄是錳的主要排泄路徑。膽汁能夠?qū)﹀i進(jìn)行吸收，從而能夠保證錳在體內(nèi)可以反復(fù)循環(huán)，提高錳的利用率，最終排出體外。

動(dòng)物自身對(duì)錳元素的吸收受到很多因素的影響，如蛋白質(zhì)水平與來源等。動(dòng)物對(duì)錳的吸收與錳的存在方式有十分密切的關(guān)系，動(dòng)物機(jī)體對(duì)有機(jī)微量元素錳的吸收不受很多因素的影響，因?yàn)殄i的吸收量增加，對(duì)動(dòng)物的身體有很好的作用，有利于身體的發(fā)展和健康。

2.4 鋅元素

不同的動(dòng)物對(duì)鋅的吸收有很大的差異，如單胃動(dòng)物在鋅元素的吸收方面主要依靠小腸。不同動(dòng)物對(duì)鋅元素的吸收有不同的吸收部位。如有1/3的動(dòng)物通過胃來吸收鋅元素，而2/3的動(dòng)物通過小腸來吸收鋅元素；有些動(dòng)物依靠腺胃和小腸來吸收鋅，如雞。鋅元素的吸收受到很多因素的影響，如鋅的平衡狀態(tài)、含量及細(xì)胞內(nèi)束縛鋅的物質(zhì)。當(dāng)動(dòng)物食用的食物發(fā)生變化時(shí)，鋅元素的吸收就會(huì)有所不同。吸收后的鋅元素會(huì)在血液轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的幫助下轉(zhuǎn)送到肝臟及其他身體部位。鋅元素以小分子的形式參與機(jī)體的代謝，其中對(duì)其的吸收主要涉及2個(gè)階段；黏膜細(xì)泡和通過血流，前者速度較快，而后者速度較慢。代謝完成后的鋅元素會(huì)隨著糞便排出體外。

3 微量元素對(duì)環(huán)境的影響

雖然動(dòng)物體內(nèi)多個(gè)器官都能夠?qū)ξ⒘吭剡M(jìn)行吸收，但吸收率相對(duì)較低。當(dāng)食物中微量元素的含量較高時(shí)，吸收的百分比更低[11]。國內(nèi)專家經(jīng)過大量的研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)體對(duì)微量元素的吸收情況有很大的不同，如錳元素吸收率為3%～5%，鋅元素為20%左右，銅元素為40%，鐵元素為15%，沒有被吸收的部分被排出體外。微量元素的“吸收低排出高”的問題造成了資源的浪費(fèi)，也對(duì)土壤和水體環(huán)境造成了一定程度的污染[12]。

專家針對(duì)銅元素的研究發(fā)現(xiàn)，豬糧中含銅量為250 mg/kg時(shí)，糞便中銅的含量為44.63 mg/kg[13]。這些含銅量較高的糞便不經(jīng)處理而隨意排放，將會(huì)嚴(yán)重污染土壤和水體環(huán)境。如果土壤中銅元素的含量比較高，將會(huì)影響土壤的呼吸作用，從而使得土壤中有益生物呼吸困難，進(jìn)而在很大程度上導(dǎo)致所種植的植物也會(huì)受到很大的污染。當(dāng)土壤中銅、鋅含量分別為100、10 mg/kg時(shí)，土壤就會(huì)受到污染，進(jìn)而使得種植植物受到污染。而當(dāng)植物被動(dòng)物食用后，動(dòng)物會(huì)產(chǎn)生一些不良反應(yīng)，最終形成一條污染鏈。

4 微量元素測(cè)定方法

灰化法、濕消化法和酸溶解法是目前國內(nèi)對(duì)飼料中銅元素、鐵元素測(cè)定的前處理方法。在使用灰化法測(cè)定的過程中，灰化法操作簡(jiǎn)單，適合大批量的試樣分析，但是消耗的時(shí)間較長、能耗大，而且需要專門的高溫電阻爐設(shè)備。濕消化法具有不易損失金屬元素、時(shí)間短、處理方法簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。研究表明，用硝酸、高氯酸濕法處理能量飼料、蛋白質(zhì)飼料、糠鼓類飼料及粗飼料中的代表性飼料樣品可以得到干灰化法同樣的前處理效果，微量元素Cu、Fe的測(cè)定結(jié)果可以達(dá)到國標(biāo)干灰化法的準(zhǔn)確度和精確度。酸溶解法常在鹽酸中加入一定量的氧化劑使得試樣溶解，通過溶解液來分析元素的多少。

還可以使用Optima 5300 DV電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀對(duì)植物中的微量元素進(jìn)行測(cè)定，具體操作步驟為：選擇Optima 5300 DV電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀→選擇原料（植物）→選擇試劑與配制溶液→樣品處理→結(jié)果分析。

5 結(jié)語

針對(duì)微量元素對(duì)動(dòng)物生長的影響研究，能夠?yàn)閯?dòng)物合理吸收微量元素提供依據(jù)，能夠保證動(dòng)物健康生長，并減少污染，保護(hù)環(huán)境，創(chuàng)造出一個(gè)原料來源廣、選擇性高、無污染的循環(huán)鏈。在今后的研究中還需進(jìn)一步加強(qiáng)研究，探知微量元素更多的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]Jongbloed AW，Bikker P，Thissen J. Dose-response relationships between dietary copper level and growth performance in piglets and growing-finishing pigs and effect of withdrawal of a high copper level on subsequent growth performance[R].Wageningen UR Livestock Research，2011.

[2]MJ Rincker，GM Hill，JE Link，et al. Effects of dietary iron supplementation on growth performance， hematological status， and whole-body mineral concentrations of nursery pigs[J].Journal of Animal Science，2004（11）：3189-3197.

[3]董冬華.不同鐵源及添加水平對(duì)母豬和仔豬鐵營養(yǎng)狀況影響的研究[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

[4]蔣宗勇，許振英，霍貴成，等.飼糧不同鋅水平對(duì)幼豬血液生化指標(biāo)和組織器官礦物元素濃度的影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1987（4）：353-359.

[5]徐孝義，李杰，王安，等.仔豬早期斷奶對(duì)Fe、Cu、Mn、Zn、Se需要量的研究[J].動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)報(bào)，1995（3）：1-7.

[6]王曉飛，張麗君，張紅.斷乳仔豬日糧中銅、鐵、鋅適宜添加水平研究[J].飼料與畜牧，1994（4）：8.

[7]劉婉盈，鄧波，徐子偉，等.鋅對(duì)不同動(dòng)物金屬硫蛋白表達(dá)的影響[J].飼料工業(yè)，2013（2）：54-56.

[8]Zhou H，Cadigan KM，Thiele DJ. A copper-regulated transporter required for copper acquisition，pigmentation，and specific stages of development in Drosophila melanogaster[J]. Journal of Biological Chemistry，2003（48）：48210-48218.

[9]劉雨田，郭小權(quán).微量元素錳的營養(yǎng)學(xué)研究進(jìn)展[J].獸藥與飼料添加劑，2000（1）：27-29.

[10]虞澤鵬.微量元素錳與肉仔雞生產(chǎn)[J].飼料博覽，1999（4）：12-13.

[11]李素芬，羅緒剛，劉彬.動(dòng)物有機(jī)微量元素利用率研究進(jìn)展[J].中國畜牧雜志，2000（5）：51-53.

[12]楊勝.關(guān)于生態(tài)營養(yǎng)（Eco—Nutrition）的一些動(dòng)向——環(huán)保飼料配方的開發(fā)[J].飼料與畜牧（新飼料），1998（1）：13-18.

[13]王幼明，王小龍.高銅的應(yīng)用對(duì)畜禽的慢性中毒作用及對(duì)環(huán)境生態(tài)的影響[J].中國獸醫(yī)雜志，2001（6）：36-38.