第5.2讲：蛋鸡的矿物质营养及需要量

xiedahai · 发表于 2008-11-26 13:39:24

1、基本概念
　
　　矿物元素是动物营养中的一大类无机营养素。现已确认动物体组织中含有约45种矿物元素。但是并非动物体内的所有矿物元素都在体内起营养代谢作用。目前证明动物一般都需要钙、磷、钠、钾、氯、镁、硫、铁、铜、锰、锌、碘、硒、钼、钴、铬、氟、硅、硼等19种矿物元素。这类元素在体内具有重要的营养生理功能：有的参与体组织的结构组成，如钙、磷、镁以其相应盐的形式存在，是骨和牙齿的主要组成部分；有的作为酶（参与辅酶或辅基的组成）的组成成分（如锌、锰、铜、硒等）和激活剂（如镁、氯等）参与体内物质代谢；有的作为激素组成（如碘）参与体内的代谢调节等；还有的元素以离子的形式维持体内电解质平衡和酸碱平衡，如Na+、K+、Cl-等。
　　
　　必需矿物元素必须由外界供给，当外界供给不足，不仅影响生长或生产，而且引起动物体内代谢异常、生化指标变化和缺乏症。在缺乏某种矿物元素的饲粮中补充该元素，相应的缺乏症会减轻或消失。
　　
　　必需矿物元素和有毒有害元素对动物而言是相对的。一些矿物元素，在饲粮中含量较低时是必需矿物元素，在含量过高情况下则可能是有毒有害元素。在二十世纪七十年代以前，把硒归类为有毒有害元素，因为在动物的饲粮中硒含量超过5-6mg/kg会导致动物中毒。但是，当饲粮硒缺乏时，既影响动物的生长或生产，又出现典型的缺乏症，所以它又是必需矿物元素。其它的矿物元素如砷、铅、氟等，一般情况下都称为有毒有害元素，但现在已发现这些元素具有一定营养生理功能，发现了实验性的缺乏症，因此这些矿物元素可能也是动物必需的矿物元素。
　　
　　必需矿物元素按动物体内含量或需要不同分成常量矿物元素和微量矿物元素两大类。常量矿物元素一般指在动物体内含量高于0.01%的元素,主要包括钙、磷、钠、钾、氯、镁、硫等七种。微量矿物元素一般指在动物体内含量低于0.01%的元素,目前查明必需的微量元素有铁、锌、铜、锰、碘、硒、钴、钼、氟、铬、硼等十二种。铝、钒、镍、锡、砷、铅、锂、溴等8种元素在动物体内的含量非常低，在实际生产中基本上几乎不出现缺乏症，但实验证明可能是动物必需的微量元素。
　　
　　体内矿物元素存在形式多种多样，但主要是以蛋白质及氨基酸相结合的形式存在，也有以游离状态存在。不管以任何形式存在或转运，都始终保持动态平衡，这些矿物元素在体内不断地进行着吸收和排出、沉积和分解，即矿物质的周转代谢。这是矿物元素在体内代谢的重要特征。各种矿物元素进入组织器官或从组织器官分解、排泄都必需经过血液，因此，血液在矿物元素周转中起着重要的作用。
　　
　　饲料中的矿物元素一般都以化合物的形式存在。不同来源和不同化学形式的矿物元素在体内的吸收利用率差异很大。
　　
　　对一般的天然饲料而言，由于动物对矿物元素的需要量和在饲料中的含量不同，动物缺乏程度也不同。非反刍动物钙、磷、钠、氯不足，铁、锌、铜、锰、碘处于临界缺乏或缺乏，硒、氟和钼缺和不缺具有地区性；反刍动物通常是钙、磷、钠、钾、镁和硫不足，铁、铜、碘、钴、锰处于临界缺乏或不缺，硒、氟和钼缺或不缺具有地区性。在现代生产条件下，缺乏的矿物元素一般用矿物质添加剂补足。
　　
　　水中的矿物元素含量对动物的健康和生产影响很大，最容易导致动物矿物元素摄入过量，出现中毒，严重者导致死亡，影响生产。水中最容易出现中毒的矿物元素是动物需要量极低或不需要的元素，这些元素主要是硒、砷、铅、汞、氟。因此，保证水质非常重要。
　　
2、常量元素
　　
　　2.1钙、磷：钙、磷是体内含量最多的矿物元素，平均占体重的1-2%,其中98-99%的钙、80%的磷存在于骨和牙齿中,其余存在于软组织和体液中。骨中钙约占骨灰的36%,磷约占17%。正常的钙:磷是2:1左右，由于动物种类、年龄和营养状况不同，钙磷比也有一定变化。
　　
　　血液中钙几乎都存在于血浆中。血钙正常含量9-12mg/100ml,但鸡在产蛋期要高3-4倍。血钙以离子或与蛋白质结合或与其他物质结合的形式存在，以这三种形式存在的钙量分别占总血钙的50%、45%和5%。血磷含量较高，一般在35-45mg/100ml之间,主要以H2PO4-1的形式存在于血细胞内。而血浆中磷含量较少，一般在4-9mg/100ml,生长动物稍高,主要以离子状态存在,少量与蛋白质、脂类、碳水化合物结合存在。
　　
　　钙、磷吸收受很多因素影响。第一，溶解度对钙、磷吸收起决定性作用，凡是在吸收细胞接触点可溶解的,不管以任何形式存在都能吸收。第二、钙、磷与其它物质的相互作用对吸收影响也较大，在肠道大量存在铁、铝和镁时，这些物质可与磷形成不溶解的磷盐降低磷的吸收率；第三、钙磷本身的影响，钙、磷之间比例不合理（高钙低磷或低磷高钙）也可抑制钙磷的吸收。
　　
　　钙、磷主要经粪和尿两个途径排泄。正常情况下所有动物的钙均经粪排出。
　　
　　钙在动物体内具有以下生物学功能。第一，作为动物体结构组成物质参与骨骼和牙齿的组成，起支持保护作用；第二，通过钙控制神经传递物质释放,调节神经兴奋性；第三，通过神经体液调节,改变细胞膜通透性,使Ca2+进入细胞内触发肌肉收缩；第四，激活多种酶的活性；第五，促进胰岛素、儿茶酚氨、肾上腺皮质固醇,甚至唾液等的分泌；第六，钙还具有自身营养调节功能，在外源钙供给不足时,沉积钙(特别是骨骼中)可大量分解供代谢循环需要，此功能对产蛋、产奶、妊娠动物十分重要。
　　
　　在所有矿物质元素中磷的生物功能最多。第一，与钙一起参与骨齿结构组成，保证骨骼和牙齿的结构完整；第二，参与体内能量代谢,是ATP、和磷酸肌酸的组成成分，这两种物质是重要的供能、贮能物质,也是底物磷酸化的重要参加者；第三，促进营养物质的吸收，磷以磷脂的方式促进脂类物质和脂溶性维生素的吸收；第四，保证生物膜的完整，磷脂是细胞膜不可缺少的成分；第五，磷作为重要生命遗传物质DNA、RNA和一些酶的结构成分，参与许多生命活动过程，如蛋白质合成和动物产品生产。
　　
　　钙、磷的适宜需要和供给量受多种因素的影响。其中维生素D的影响最大。维生素D是保证钙、磷有效吸收的基础，供给充足的维生素D可降低动物对钙、磷比的严格要求，保证钙、磷有效吸收和利用。长期舍饲的动物，特别是高产奶牛和蛋鸡，因钙、磷需要量大，维生素D显得更重要。
　　
　　动物对钙、磷有一定的耐受力，在一般情况下，由于过量直接造成中毒很少见，但超过一定限度可降低生产成绩。过量钙与其它营养素之间的相互作用则可造成有害影响。
　　
　　
　　
　　2.2镁：动物体约含0.05%的镁，其中60-70%存在于骨骼中,占骨灰分的0.5-0.7%。骨镁1/3以磷酸盐形式存在,2/3吸附在矿物质元素结构表面。存在于软组织中镁约占总体镁的30-40%,主要存在于细胞内亚细胞结构中,线粒体内镁浓度特别高,细胞质中绝大多数镁以复合形式存在,其中30%左右与腺苷酸结合。
　　
　　镁作为一个必需元素有如下功能:第一，参与骨骼和牙齿组成；第二，作为酶的活化因子或直接参与酶组成，如磷酸酶、氧化酶、激酶、肽酶和精氨酸酶等；第三，参与DNA、RNA和蛋白质合成；第四，调节神经肌肉兴奋性,保证神经肌肉的正常功能。
　　
　　非反刍动物需镁低,约占饲粮0.05%,一般饲料均能满足需要。反刍动物需镁量高,一般是非反刍动物的四倍左右,而且饲料中镁含量变化大和吸收率低，容易出现缺乏症。
　　
　　动物缺镁主要表现：厌食、生长受阻、过度兴奋、痉挛和肌肉抽搐，严重的导致昏迷死亡。
　　　
　　2.3钠、钾、氯：体内钠、钾、氯的主要作用：作为电解质维持渗透压,调节酸碱平衡,控制水的代谢；钠对传导神经冲动和营养物质吸收起重要作用；细胞内钾与很多代谢有关；钠、钾、氯可为酶提供有利于发挥作用的环境或作为酶的活化因子。
　　
　　三种元素主要的吸收部位是十二指肠,其次是胃、小肠后段和结肠（主要是钠)。动物每天从消化道吸收的钠、钾、氯中,内源部分是外源部分的数倍之多。
　　
　　进入体内的钠,90-95%经尿排出体外，部分也可通过粪便、皮肤、汗腺、奶和蛋等排泄。钾和氯的排泄与钠类似。
　　
　　各种动物饲料钠都较缺乏，其次是氯，钾一般不缺。产蛋鸡缺钠,易形成啄癖，同时也伴随着产蛋率下降和蛋重减轻，但不同品种鸡生产力下降程度不同。
　　
　　体内正负离子平衡是保证动物发挥正常生产性能的重要条件，电解质营养已成为挖掘动物营养和饲养潜力的一个重要方面。饲粮电解质平衡值（DietaryElectrolytesBalance,缩写为DEB)主要根据饲料中的阴阳离子的摩尔数计算而得，即：
　　
　　DEB=mEq(Na++K++Ca2++Mg2+)-mEq(Cl-+S2-+P2-)/千克饲粮
　　
　　在实际情况下通常不考虑Ca、Mg、S、P等离子，可用简化式计算：
　　
　　DEB=mEq(Na++K+-Cl-)/千克饲粮
　　
　　
　　
　　2.4硫：动物体内约含0.15%的硫，大部分以有机硫形式存在于肌肉组织、骨和齿中，少量以硫酸盐的形式存在于血中。有些蛋白质如毛、羽等含硫量高达4%左右。
　　
　　硫的吸收比较有效。无机形式的硫主要在回肠以易化扩散方式吸收,也可能存在简单扩散吸收；有机硫基本按含硫氨基酸吸收机制转运吸收,主要吸收部位在小肠。
　　
　　吸收入体内的无机硫基本上不能转变成有机硫,更不能转变成含硫氨基酸，动物都能利用无机硫合成粘多糖。
　　
　　硫主要经粪和尿两种途径排泄。由尿排泄的硫主要来自蛋白质分解形成的完全氧化的尾产物或经脱毒形成的复合含硫化合物，尿中硫:氮比较稳定。
　　
　　自然条件下硫过量的情况少见。用无机硫作添加剂，用量超过0.3-0.5%时,可能使动物产生厌食、失重、便秘、腹泻、抑郁等毒性反应，严重时可导致死亡。
　　
　　
　　
3、微量元素
　　
　　3.1铁：各种动物体内含铁约30-70mg/kg，平均40mg/kg。
　　
　　铁主要的营养生理功能：第一，参与载体组成、转运和贮存营养素，血红蛋白是体内运载氧和二氧化碳最主要的载体，肌红蛋白是肌肉在缺氧条件下作功的供氧源，转铁蛋白是铁在血中循环的转运载体，结合球蛋白及血红素结合蛋白是把红血球溶解释放出的血红素转运到肝中继续代谢的载体，铁蛋白、血铁黄素和转铁蛋白等是体内的主要贮铁库。第二，参与体内物质代谢。二价或三价铁离子是激活参与碳水化合物代谢的各种酶不可缺少的活化因子，铁直接参与细胞色素氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、黄嘌吟氧化酶等的组成来催化各种生化反应，铁也是体内很多重要氧化还原反应过程中的电子传递体。
　　
　　动物消化道吸收铁的能力较差,吸收率只有5-30%,但在缺铁情况下可提高到40-60%。十二指肠是铁的主要吸收部位，各种动物的胃也能吸收相当数量的铁。大多数铁以螯合或以转铁蛋白结合的形式经易化扩散吸收。
　　
　　铁周转代谢大部分是内源铁的反复循环代谢，进入体内的铁一般反复参与合成与分解循环9-10次才排出体外。铁主要经粪排泄。吸收后的铁排泄很慢。粪中内源铁量少,主要是随胆汁进入肠中的铁。
　　
　　缺铁的典型症状是贫血。
　　
　　各种动物对过量铁的耐受力都较强，而猪比禽、牛和羊更强。猪、禽、牛和绵羊对饲粮中铁的耐受量分别为3000、1000、1000和500mg/kg。
　　
　　
　　
　　3.2锌：多数哺乳动物和禽类体内含锌在10-100mg/kg范围内,平均30mg/kg，
　　
　　锌作为必需微量元素主要有以下营养生理作用:第一、参与体内酶组成。已知体内200种以上的酶含锌，在不同酶中,锌起着催化分解、合成和稳定酶蛋白质四级结构和调节酶活性等多种生化作用。第二、参与维持上皮细胞和皮毛的正常形态、生长和健康，其生化基础与锌参与胱氨酸和粘多糖代谢有关，缺锌使这些代谢受影响,从而使上皮细胞角质化和脱毛。第三、维持激素的正常作用。第四、维持生物膜的正常结构和功能。
　　
　　非反刍动物锌吸收主要在小肠,各种动物锌的吸收率约30-60%。锌的吸收主要受以下方面的影响。第一，体内锌含量、体锌平衡状态和吸收细胞内束缚锌的物质对锌的吸收起调节作用。第二、饲粮因素也影响锌吸收。第三，机体状况，当动物处于应激状况时，降低锌的吸收。
　　
　　吸收的锌与血浆清蛋白结合,通过血液循环转运到各组织器官。代谢后的锌主要经胆汁、胰液及其它消化液从粪中排泄。
　　
　　皮肤不完全角质化症是很多种动物缺锌的典型表现。猪缺锌,在四肢下部、眼、嘴周围和阴囊最易出现此症，白猪比黑猪更易出现。生长鸡缺锌,表现严重皮炎,脚爪特别明显,骨可能发育异常。
　　
　　各种动物对高锌都有较强耐受力。采食自然饲粮,猪、绵羊和牛的耐受量分别在1000、300、500mg/kg以下。
　　
　　
　　
　　3.3铜：体内平均含铜2-3mg/kg，其中约一半在肌肉组织中。
　　
　　铜的主要营养生理功能有三个方面。第一，作为金属酶组成部分直接参与体内代谢。这些酶包括细胞色素氧化酶、尿酸氧化酶、氨基酸氧化酶、酪氨酸酶、赖氨酰氧化酶、苄胺氧化酶、二胺氧化酶、过氧化物歧化酶和铜兰蛋白质等。第二，维持铁的正常代谢,有利于血红蛋白合成和红细胞成熟。第三，参与骨形成。铜是骨细胞、胶原和弹性蛋白形成不可缺少的元素。
　　
　　消化道各段都能吸收铜,但主要部位是小肠，吸收的铜主要与铜兰蛋白结合,少量与清蛋白和氨基酸结合转运到各组织器官。
　　
　　内源铜主要经胆汁由肠道排泄。消化道其它部位和肾也排泄少量内源铜。
　　
　　自然条件下缺铜与地区和动物种类有关。草食动物常出现缺铜，猪、禽基本上不出现,只有在纯合饲粮或其它特定饲粮条件下才可能出现缺铜。各种动物长时间缺铜可表现贫血。
　　
　　
　　
　　3.4锰：动物体内含锰低,大约0.2-0.3mg/kg。
　　
　　锰的主要营养生理作用是在碳水化合物、脂类、蛋白质和胆固醇代谢中作为酶活化因子或组成部分。此外,锰是维持大脑正常代谢功能必不可少的物质。
　　
　　消化道吸收细胞都能吸收锰，但主要在十二指肠。锰的吸收率为5-10%。影响锰吸收的因素很多。锰的来源对吸收影响较大，鸡对大豆饼、棉籽饼中的锰吸收70%左右,而对菜籽饼中的锰只能吸收50%左右。
　　
　　进入吸收细胞内的锰以游离形式或与蛋白质结合形成复合物转运到肝。氧化态锰与转铁蛋白结合后再进入循环,由肝外细胞摄取。
　　
　　锰代谢主要经胆汁和胰液从消化道排泄,经小肠粘膜上皮和肾排出一部分。
　　
　　动物缺锰可导致采食量下降、生长减慢、饲料利用率降低、骨异常、共济失调和繁殖功能异常等。骨异常是缺锰典型的表现。禽类缺锰产生滑腱症(或叫骨短粗症)和软骨营养障碍。滑腱症的主要表现为：胫骨和跖骨之间的关节肿大畸形,胫骨扭向弯曲,长骨增厚缩短，腓长肌腱滑出骨突，严重者不愿走动,不能站立,甚至死亡。缺锰导致骨异常的原因主要是：不能使糖基转移酶活化而影响粘多糖和蛋白质合成,使钙化缺乏沉积基质,造成单位骨基质矿物质沉积过量,骨变粗短。
　　
　　锰过量可引起动物生长受阻、贫血和胃肠道损害,有时出现神经症状。
　　
　　
　　
　　3.5硒：体内含硒约0.05-0.2mg/kg。
　　
　　硒最重要的营养生理作用是参与谷胱甘肽过氧化物酶组成,对体内氢或脂过氧化物有较强的还原作用,保护细胞膜结构完整和功能正常。
　　
　　硒的主要吸收部位是十二指肠,少量在小肠其它部位吸收。正常饲粮条件下硒的吸收率比其它微量元素高,猪的净吸收率可达85%,绵羊也可达35%。
　　
　　猪、鼠缺硒主要表现肝坏死,鸡缺硒主要表现渗出性素质和胰腺纤维变性。实际生产中缺硒具有明显地区性。一般是缺硒的土壤引起人畜缺硒。我国从东北到西南的狭长地带内均发现不同程度缺硒。
　　
　　硒的毒性较强,各种动物长期摄入5-10mg/kg硒可产生慢性中毒,其表现是消瘦、贫血、关节强直、脱蹄、脱毛和影响繁殖等。摄入500-1000mg/kg硒可出现急性或亚急性中毒,轻者盲目蹒跚,重者死亡。我国湖北恩思和陕西紫阳（属高硒地区）可能出现自然条件下的硒中毒。
　　
　　
　　
　　3.6碘：动物体内平均含碘0.2-0.3mg/kg,分布全身组织细胞,70-80%存在于甲状腺内,是单个微量元素在单一组织器官中浓度最高的元素。
　　
　　碘作为必需微量元素最主要功能是参与甲状腺组成,调节代谢和维持体内热平衡,对繁殖、生长、发育、红细胞生成和血液循环等起调控作用。体内一些特殊蛋白质(如皮毛角质蛋白质)的代谢和胡萝卜素转变成维生素A都离不开甲状腺素。
　　
　　碘在消化道各部位都可吸收。以碘化物形式存在的碘吸收率特别高。吸收入血的碘以I-形式存在,易被甲状腺摄取,在甲状腺内先氧化成I,再与甲状腺球蛋白质中的酪氨酸残基结合成碘化甲状腺球蛋白质，最后经水解释放出具有激素活性的T3、T4,通过血液循环进入其它组织起作用。进入器官中的甲状腺素80%被脱碘酶分解,释放出的碘循环到甲状腺重新用于合成。
　　
　　碘主要经尿排泄。
　　
　　动物缺碘,因甲状腺细胞代偿性实质增生而表现肿大,生长受阻,繁殖力下降。
　　
　　不同动物对碘过量的耐受力不同。生长猪可耐受400mg/kg,禽300mg/kg,牛羊50mg/kg,马5mg/kg。
　　
　　
　　
　　3.7钴：动物营养中钴是一个比较特殊的必需微量元素。动物不需要无机态的钴,只需要体内不能合成、存在于维生素B12中的有机钴。体内钴的营养代谢作用,实质上是维生素B12的代谢作用（维生素B12部分介绍）。
　　
　　
　　
　　3.8铬：体内铬分布较广,浓度很低,铬吸收率很低,约0.4-3%。六价比三价铬易吸收。
　　
　　铬的营养生理作用有二:一是与尼克酸、甘氨酸、谷氨酸、胱氨酸形成有机螯合物(也叫葡萄糖耐受因子)，具有类似胰岛素的生物活性，对调节碳水化合物、脂肪和蛋白质代谢有重要作用；二是有助于动物体内代谢,抵抗应激影响。
　　
　　内源铬主要经尿排泄。少量经胆、毛、汗（有汗腺动物）排泄。
　　
　　
　　
　　3.9其它微量元素：在实际生产中不会缺乏，没有添加意义。
　　
　　
　　
4、蛋鸡对矿物元素的需要量（美国NRC1994年标准）
　　

阶段	钙	磷＃	氯	镁	锰	锌	铁	铜	碘	硒
阶段	%			mg/kg
0-6周	0.90	0.40	0.12	570	56	38	75	5	0.33	0.14
6-12周	0.80	0.35	0.11	470	28	33	56	4	0.33	0.10
12-18周	0.80	0.30	0.11	370	28	33	56	4	0.33	0.10
18周-产蛋	1.80	0.35	0.11	370	28	33	56	4	0.33	0.10
产蛋期	mg/日
产蛋期	3600	275	145	55	2.2	3.9	5.0		0.004	0.006

　　钠0.15%，钾0.25%（各阶段都一样）。＃有效磷。

　　5、个人观点大料中矿物元素的含量受地域的影响比较大，在设计配方时，既要考虑大料原料中矿物元素的含量，同时，也要充分考虑其含量变化并进行综合权衡。常规的蛋鸡饲料中，一般含钙0.05-0.1%，有效磷0.15-0.18%，钠0.03-0.04%，钾0.45-0.6%，氯0.05-0.08%，镁0.1-0.15%，微量元素（mg/kg）铁50-65，锌30-35%，锰15-22，铜5-8，硒0.025-0.035。一般饲料中钾和镁都能满足需要，不需要考虑添加问题，微量元素既要考虑含量也要考虑消化率。
　　