1、1有机微量元素的优越性及其应用邓 红 黄 健 陈永惠(重庆市畜牧科学研究院重庆荣昌 402460)有机微量元素(Organic Trace Minerals)，是金属元素与蛋白质、小肽、氨基酸、有机酸、多糖衍生物等配位体通过共价键或离子键结合而形成的络合物或螯合物。有机微量元素的研究始于 20 世纪 60 年代，到 70 年代之后，世界上许多国家如美国、意大利、丹麦、荷兰等都在这一领域进行了深入研究，相继有数十种产品问世。我国研究此类产品始于 20 世纪 80 年代中期，经过多年努力探索，已有部分产品上市销售。有机微量元素由于其稳定性好、吸收利用率高、作用效果显著等优点，已大有取代无机微量元素
2、盐（如硫酸盐）的趋势，本文将就有机微量元素在养猪生产中的应用研究概况作一综述，供广大同仁参考。1 有机微量元素的分类根据 2001 年美国饲料管理官员协会(AAFCO)有关微量元素的定义,有机微量元素化合物可分成 5 类 1。1)金属氨基酸络合物(Metal amino acid co mplex)由可溶性金属盐与某种或几种氨基酸形成的络合产物。是由任何一种矿物质（如 Ca、Mg、Se）与一种有机物键合而成，结合程度不如金属氨基酸螯合物和金属蛋白盐。常用的络合物有氨基酸、小肽等。2) 由可溶性金属盐与一种特定氨基酸按 1:1 摩尔比形成的金属氨基酸络合物,如赖氨酸铜络合物。3)金属氨基酸螯合物
3、（Metal amino acid cheated）由可溶性金属盐与氨基酸按1:11：3（最好为 1:2）摩尔比以共价键结合而成的金属氨基酸螯合物。其中水解氨基酸的平均分子量约为 150D，所形成的螯合物分子量不超过 800D。但也有认为金属氨基酸螯合物的真正定义为由元素周期表中的第一过渡区元素（Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn）与氨基酸共价结合形成的一种稳定的、电中性的环状结构的螯合物(邝声耀,2003) 2。4)金属蛋白盐(Metal proteinate)由可溶性金属盐与与部分水解的蛋白质螯合而成的产物。也有定义为由元素周期表上第一过渡区的元素与氨基酸或短肽形成的一种 pH 稳定
4、的、电中性的开环结构。5)金属多糖络合物(Metal polysaccharide complex)是可溶性金属盐与多糖溶液形成的络合物。2 有机微量元素的优越性2.1 有机微量元素比无机微量元素吸收率更高无机微量元素在被动物摄入后，必须借助于辅酶的作用，与氨基酸或其他物质形成螯(络)合物后，才能被机体吸收。有机微量元素在消化道中更容易被吸收,研究者们认为它们2是沿氨基酸和肽途径吸收的。因为有机微量元素被吸附到氨基酸、肽和其它化合物上，故更容易进入生物系统。例如蛋氨酸硒可较快地与谷胱甘肽分子结合。配位体可以保护微量元素免受其它微量元素和养分的干扰。计峰等(2003) 3研究认为，锌必须和胰腺分
5、泌的小分子量蛋白配位体(二肽)形成络合物才能被动物吸收。有机微量元素在络合或螯合状态下是利用配位体的转运系统，而不是金属的转运系统吸收的，避免了金属离子在肠道吸收时的竞争拮抗，提高了吸收效率。特别是在发现小肽的吸收机制后，人们把更多的目光投向小肽螯合物。通过氨基酸和肽的转运系统，螯合物完整的透过肠粘膜层进入血液，大大提高了有机微量元素的吸收率。中国农业大学研究表明,在常规日粮背景下，以氨基酸螯合物形态存在的微量元素吸收率是无机态微量元素的 1.84.0 倍。2.2 有机微量元素比无机微量元素有更高的生物学效价有机微量元素比无机微量元素对动物具有更高的生物学利用率(Spears，1991,周桂莲
6、,2000)45。这是由于：1)稳定的有机微量元素可避免肠腔中颉抗因子及其它影响因子(如植酸)对矿物元素的沉淀或吸附作用；2)有机微量元素利用氨基酸和肽的吸收通道被吸收，从而避免与利用同一通道吸收的无机矿物元素之间的竞争； 3)氨基酸络合物或螯合物是动物机体吸收和转运金属离子的主要形式，又是动物体合成蛋白过程的中间物质，不仅吸收快，而且可以减少许多生化过程，节约体能消耗。现在的研究表明，添加有机微量元素所得到的饲养试验结果,不能单用有机微量元素的吸收率高这一原因来解释，更深入的原因，可能是生物学效价的大大提高。Henry 等(1992) 6报道，蛋氨酸亚铁对 728 日龄哺乳仔猪和 45月龄肥
7、育猪的生物学利用率为 125185，蛋白质或氨基酸锰的生物学效价较 MnSO4高，有机微量元素具有很高的生物利用率，因此具有较高的生物效价。Du 等(1996) 7研究认为，赖氨酸铜和蛋白铜的生物学利用率显著高于硫酸铜(以组织铜含量为衡量指标)。Wedekind等(1992) 8报道，蛋氨酸锌的生物学效价为 ZnSO4的 206。Carlson(2000) 9在仔猪断奶后28d 的试验中，饲料中加入 50mg/kg 铜蛋白螯合物(百乐铜)，结果发现比加入 250 mg/kg CuS04的对照组，日增重显著提高。在妊娠母猪日粮中添加 200mg/kg 氨基酸螯合铁，有相当多的铁通过胎盘进入胎儿体
8、中，可降低胎儿死亡率，提高仔猪出生重和断奶重，说明螯合铁可通过胎盘转运进入发育中的胚胎(无机铁无法通过)。有机铁的效价相当于 FeS04的125185。又如用有机锌饲喂断奶仔猪，结果表明加入 80 mg/kg 有机锌比加入 500 mg/kg 无机锌组，可提高日增重 7.09、采食量 14.39和血清锌的含量 17.15，且碱性磷酸酶活性提高了 20.16。2.3 有机微量元素与饲料中其它成分相互影响小3有机微量元素离子被封闭在螯合物的螯环内，性质较为稳定，极大地降低了对饲料中添加的维生素的氧化作用，对维生素的破坏作用明显小于无机矿物盐；螯合物保护了微量元素不被植酸夺走而排出，避免了消化道内大
9、量二价钙离子的拮抗作用，使金属微量元素顺利到达吸收部位，相对地改善了微量元素在机体内的存留和利用，而消化吸收和动员利用速度都大大提高。邝声耀(2003)认为,由于有机微量元素的特殊化学结构,具有比较稳定的化学性质，使其分子内电荷趋于中性，在体内 pH 环境下，金属离子得到有效的保护，既防止磷酸、植酸等与金属离子结合形成难溶的化合物，又阻止不溶性胶体的吸附作用，使金属离子免受日粮中其他成分和胃肠道中胃酸等物质的不良作用，保护了金属离子，便于机体对金属离子的充分吸收和利用。2.4 有机微量元素的抗病和抗应激作用明显优于无机微量元素有机微量元素既能提供动物机体所需要的有机酸，又能提供微量元素，具有适
10、口性好，毒副作用小，吸收利用率高，可提高动物体内酶的活性，提高蛋白质、脂肪和维生素的利用率，从而增强动物免疫应答反应，发挥抗病、抗应激作用。李丽立等(1995) 10在给哺乳仔猪分别饲喂含复合氨基酸铁、硫酸亚铁+复合氨基酸，猪白痢发病率分别比饲喂硫酸亚铁的降低 27.78和 10.48。微量元素氨基酸螯合物具有增强抗菌能力、提高免疫应答反应、促进动物细胞和体液免疫力的功效，对某些肠炎、皮炎、痢疾和贫血也有治疗作用。还具有良好的抗应激功能，在接种、去势、气温过高和变更日粮等应激条件下，有良好的作用效果。Spears 等(1992) 11在仔猪生后 3 天饲喂添加蛋氨酸铁的饲料，仔猪死亡率比饲喂添
11、加硫酸亚铁的饲料降低了 30.4，饲喂蛋氨酸锌的猪对植物血凝素抗原有较大的反应，说明蛋氨酸锌可以增强猪的免疫功能。2.5 减少环境污染由于有机微量元素生物学效价高，在日粮中少量添加即可代替高剂量的无机盐，从而减少动物微量元素的排出量，减少对环境的污染。国内外许多养殖场广泛使用添加高铜、高锌饲料喂猪，铜、锌添加量已经达到或超过猪的最小中毒剂量，大量未被吸收的铜、锌随粪、尿排出体外，不但导致环境污染，而且直接影响动物健康和畜产品的安全。以 5mg/kg 剂量向饲料中添加赖氨酸铜，对仔猪日增重和料肉比的影响，与 250mg/kg 硫酸铜组间差异不显著。饲喂 250mg/kg 蛋氨酸锌的猪生长性能，可
12、以与 2000mg/kg 氧化锌的效果相媲美。3有机微量元素在养猪生产上的应用效果3.1 有机微量元素在母猪中的的应用颜新春(2005) 12用有机微量元素(如羟基蛋氨酸铁)饲喂母猪，由于螯合物易吸收，且能很快地把螯合铁通过胎盘和母乳向仔猪转移，从而提高母猪的繁殖性能，改善母猪体况，4使仔猪的初生重、血红蛋白的含量、断奶窝重和成活率均有大幅度提高。许丽(1994) 13在母猪妊娠后期补喂氨基酸铁，仔猪初生死亡率降低3.2，育成仔猪头数增加4.4，同时能改善母猪体况、降低母猪淘汰率。Hoover(1997) 14报道，用铁含量为l80 mg/kg的蛋氨酸铁和硫酸亚铁分别饲喂分娩前1月和分娩后10
13、天的母猪，有机铁组初产母猪首次配种的受胎率平均提高 7.2,胎产活仔猪数平均增加0.37头，初产死胎率平均降低2.1，断奶仔猪成活率平均提高2.9，断奶至产后发情间隔平均缩短1.35天；28胎的经产母猪死胎率降低7.129.6，断奶仔猪成活率提高3.16.2，而且母猪体况变化平稳，直至第8胎仍有较高的育成率。韩友文等(2000) 15在母猪围产期添加150g氨基酸螯合铁可提高母猪和仔猪生产性能，预防仔猪贫血和降低仔猪死亡率。王纪亭等(2002) 16在产前1个月的母猪饲料中添加甘氨酸铁500mg/kg，初生重提高42.4，死亡率降低6.4，血液中铁含量提高24.9；母猪初乳中铁含量提高2.45
14、。童建国(2002) 17在基础日粮相同的情况下，在实验组添加甘氨酸螯合铁400mg/kg，总产仔数、活仔数和初生窝重分别高于对照组3.6、3.77和4.75，仔猪日增重较对照组提高9.24，存活率提高1.58，并能改善仔猪的缺铁性贫血。顾华孝(1994) 18在母猪妊娠后期补饲氨基酸螯合铁，初生仔猪死亡率降低3.2，育成仔猪头数增加4.4，同时能改善母猪体况，母猪淘汰率降低，减少母猪育成仔猪所需的饲料量，防止仔猪贫血、腹泻等疾病的发生。张照喜(2002) 19用赖氨酸螫合铁和硫酸亚铁分别进行饲喂妊娠、哺乳期母猪的试验并同时用葡聚糖铁给初生仔猪作补铁的试验。结果表明：饲喂赖氨酸螫告铁组的母猪所
15、生仔猪，比对照组母猪所生仔猪断奶成活率高9.2(P0.05)，平均断奶重高9.9(PO.05)。据报道，母猪产前二周每天口服4g蛋氨酸铁可使新生仔猪红细胞数和血红蛋白明显增加。母猪消化道中铁（鳌合铁）的吸收率增加可使更多的铁通过胎盘供给胎儿，胎儿出生时就会有较高的血红蛋白和免疫球蛋白。3.2 有机微量元素在仔猪中的应用Cofer等(1994) 20试验证明，用同等剂量的赖氨酸铜和硫酸铜，前者显著提高仔猪的生长速度(P0.05)，平均日采食量和饲料转化效率也显著高于对应的无机组(P0.05)。添加有机铬能够改善生长肥育猪的胴体品质，显著提高采食量和降低饲料消耗，减少背膘厚度，增加眼肌面积和瘦肉率
16、，降低血清胆固醇水平。4 有机微量元素应用存在的问题及研究前景 有机微量元素可以明显改善动物的生长性能，增强免疫功能与抗应激能力，改善母猪繁6殖性能；另外，也可适当减少微量元素在日粮中的添加量，相应减少排泄物中的排出量，减少对环境的污染，是微量元素添加剂更新换代的优良产品，具有广阔的应用前景。但从目前应用情况看还有些问题，有待进一步研究：1)降低生产成本，提高产品质量。2)有机微量元素产品的质检方法还没有得到很好解决。3)进一步研究它的作用机理。4)继续深入研究适合机体的最佳结构形式，最佳添加时间及剂量、不同动物、不同日粮营养、不同生理条件，都影响对微量元素需要量，因此需要继续深入研究。参考文
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