金属氨基酸螯合物在水产中的应用

和兴

金属氨基酸螯合物（简称氨基酸螯合盐）(Chelate Complex) 作为第三代新型的微量元素添加剂，在发达国家使用已有近四十年左右的时间，水产专用矿物盐添加剂也由无机盐向氨基酸螯合型矿物盐转化。而我国目前水产常用的无机盐由于受体内外很多因素的影响，因而在鱼虾体内利用率较低，而氨基酸螯合矿物盐融氨基酸和矿物元素于一体，在补充微量元素的同时，能有效地利用氨基酸，达到与结合氨基酸同时利用的目的，从而促进鱼虾的生长，降低生产成本。

一、氨基酸螯合盐在水产中的应用特点
1.氨基酸螯合盐化学性质稳定。氨基酸螯合盐以金属离子为中心，与氨基酸氨基中的氮原子形成配位键，同时与氧原子形成离子键形成五元环或者六元环的螯合结构，独特的螯合结构对金属离子形成了有效的保护，分子内电荷接近中性，从而使金属元素在消化吸收过程中有效避免了饲料原料和鱼虾消化道碱性环境的影响，并且可直接通过肠道吸收，提高了金属元素的利用效率（郑学斌等，2003）。
2.氨基酸螯合盐通过氨基酸与金属元素的螯合作用，避免了金属元素与金属元素、金属元素与维生素的直接接触，从而减少了金属元素之间的拮抗和对维生素的破坏。无机金属离子在运输过程中容易发生氧化还原反应，例如Fe2+氧化成Fe3+，这种氧化产物会破坏饲料中的维生素，影响维生素的稳定。当氨基酸与金属形成螯合结构后，避免了金属元素的氧化，从而减轻了对维生素的破坏作用。微量元素之间还存在复杂的拮抗作用，如Fe2+与Zn2+，Cu2+与Mn2+，Ca2+与其他金属元素之间在消化吸收过程中都存在一定的拮抗作用，氨基酸螯合盐独特的螯合结构有效抑制了矿质元素之间的拮抗作用，增强了金属元素的利用率。
3.由于氨基酸螯合盐融氨基酸和矿质元素于一体，含有大量氨基酸，因此具有特殊的鲜香味，对鱼虾有诱食作用，弥补了无机盐适口性差的弱点。目前使用的氨基酸螯合盐，多数是利用甘氨酸或蛋氨酸与金属元素螯合形成，甘氨酸对多数鱼虾都具有诱食作用，而蛋氨酸是实用饲料中的限制氨基酸之一，氨基酸螯合盐在提供微量元素的同时，也补充了氨基酸的不足，这种多重功能正是氨基酸螯合盐养殖效果优于无机盐的重要原因(吕景才，赵元凤等，1994)。
4.氨基酸螯合盐可直接穿过小肠绒毛膜，节约了许多生化过程，减少了鱼虾的能量消耗。常用无机盐摄入体内以后，必须借助于辅酶的作用，与氨基酸和其他物质形成螯合盐，才能被机体吸收，吸收后微量元素在血液中与某些蛋白质结合后才能被运输到机体所需的部位；而氨基酸螯合物的结构接近鱼虾吸收微量元素的天然形态，也是鱼虾合成蛋白质的中间物质形态，需要时释放出微量元素供机体利用，从而减少了很多生化过程和能量消耗，提高了饲料效率（张维睿等，2006）。Found也认为具有五元环或六元环的螯合物中心金属离子可通过小肠绒毛刷状缘，所有氨基酸螯合物都可以以肽的形式吸收。
5.大量科研生产实验表明，氨基酸螯合盐对鱼虾具有明显的增产作用，缩短养殖周期，并能大幅度降低养殖成本，能明显促进鱼虾的生长和增重。

二、螯合物对草鱼摄食和生长的影响
5～6月在两个实验鱼池同时培养同数量的实验所用鱼苗，7月初开始投喂颗粒饲料。螯合盐组所用饲料配方是在无机盐组所用配方的基础上添加一定比例的螯合盐。初期每个实验池每亩放养草鱼夏花6000尾，鲤鱼夏花1000尾，鲢鱼夏花3000尾，鳙鱼夏花700尾。由于螯合盐组鱼池培苗过程中水质恶化，因而导致实验初期重量偏小。7月份开始摄食颗粒，中期随机取样，结果如下表所示（表1）。
养殖结果表明，在草鱼饲料配方中添加复合螯合矿物盐，草鱼摄食情况显著好于无机盐组（P<0.05），饲料系数低10.1%，增重率高79.2%，经济效益比无机盐组高42.53%（傅英，李风彩等，1991）。

表1
草鱼各期平均生长统计

	7月4日		8月4日		8月19日		9月4日		摄食量 (kg)
	初体长 (cm)	初重(g)	体长 (cm)	体重(g)	体长 (cm)	体重(g)	体长 (cm)	体重 (g)
螯合盐组	6.9	5.0	13.5	27	17.5	60	19.33	86	6553.5
无机盐组	7.45	5.8	14.1	31	16.1	45	16.56	51	5687

三、螯合物对罗非鱼生长和耗氧的影响
罗非鱼养殖实验分三组，每组一个重复，在室内恒温水族箱（50×50×60cm）中进行。每天投喂4次。在罗非鱼实用饲料中添加无机复合矿物盐1%、复合螯合盐0.5%、复合螯合盐1%。实验结果如图1-3：








实验结果表明，添加氨基酸螯合盐和无机盐比较能显著促进鱼类的生长，降低饵料系数，提高饲料效率。添加氨基酸螯合盐显著降低了罗非鱼的耗氧率，其原因可能在于氨基酸螯合盐降低了罗非鱼的能量消耗，减轻了罗非鱼的生理负担（吕景才等，2001）。

四、螯合盐对鲤鱼生长和营养状况的影响
实验在池塘网箱（1.0×1.0×1.0m）中进行，每箱放鲤鱼20尾（初重200g左右），实验周期2个月。分别在鲤鱼实用饲料中添加1%无机盐（对照组），0.1%螯合盐（A组），0.3%螯合盐（B组），0.6%螯合盐（C组），实验周期为一个月。实验结果如下（见图4-5）：

实验结果表明，各个实验组的增重率和饲料系数均好于对照组，说明添加氨基酸螯合物更加有利于鲤鱼的生长，降低饲料系数，从而降低养殖成本。添加氨基酸螯合盐较合适的比例为机体所需无机盐比例的1/3较好，但鲤鱼对氨基酸螯合盐具体的需求量是多少还有待进一步研究（吕景才等，1994）。
五、螯合盐对鲤鱼消化吸收的影响
实验分基础饲料组（对照组，只投喂基础饲料）、无机盐组（基础饲料中添加无机矿物盐）和蛋氨酸螯合盐组。实验用鱼为建鲤（体重约500g左右）,实验时先停喂24h后，投喂实验饲料2d使之适应，然后投喂实验饲料，用虹吸法收集粪便，测定鲤鱼对螯合盐和无机盐的消化吸收，结果表现出一致的规律性，即螯合盐的消化率显著高于无机盐(P<0.05)(见表2)。

表2
不同剂型微量元素对鲤鱼消化吸收的影响

	Fe	Cu	Co	Zn	Mn
对照组	51.13	42.64	35.65	70.55	82.53
无机盐组	55.82	48.19	40.53	75.16	83.72
螯合物组	64.35	68.13	59.37	87.31	88.59

李爱杰等（1994）认为，鱼的中肠呈碱性，无机态的矿物盐进入消化道后，在碱性条件下溶解度很低，极大地限制了无机盐的消化吸收，而氨基酸螯合盐具有特殊的螯合结构，化学性质稳定，在鱼的中肠碱性条件下溶解性很好，易于释放金属离子，从而更有利于螯合盐被中肠吸收。在饲料中添加有机矿物盐，可有效提高杂食性鱼对微量元素的消化吸收，从而取得更高的养殖经济效益。

六、氨基酸螯合盐在水产中的应用前景及存在的问题
氨基酸螯合盐在水产养殖中有独特的作用，相对无机盐而言具有非常明显的优势，能显著提高鱼虾的生长性能，促进摄食，降低饲料效率，最终起到节约养殖成本的作用，是未来矿物盐应用发展的趋势，也是未来矿物质微量元素在水产饲料中添加的最好选择。但相对无机矿物元素而言，氨基酸螯合也存在一些问题需要解决：
1.每一种氨基酸螯合盐在鱼虾饲料中的最适添加量究竟是多少还有待进一步研究确定。目前国内所做的研究工作基本上在于确认氨基酸螯合盐在水产中的作用和替代无机盐的可行性，但定量实验报告较少，这对氨基酸螯合盐的推广应用设置了一定的障碍，需要我们进一步解决。而无机盐在水产中的需求量研究比较完善，在实际生产过程中起到了较好的参考作用。
2.相对无机微量元素而言，氨基酸螯合盐价格偏高，这是制约氨基酸螯合盐使用最主要的因素。因为氨基酸螯合盐是氨基酸和无机盐的综合体，是二者反应的产物，也是二者价值的结合。如果只是用无机盐和氨基酸螯合盐对比，氨基酸螯合盐存在天然的缺陷，因为氨基酸的价值没有得到更好的表现。因此需要对氨基酸螯合盐的产品开发加大投放，降低生产成本。其一是利用水解动植物蛋白获得氨基酸，另外在氨基酸螯合盐中的氨基酸的作用增加研究投入，使氨基酸的价值得到更全面的体现。
3.研究氨基酸螯合盐在鱼虾体内的吸收机制，以及氨基酸螯合盐在鱼虾体内的代谢机理。尽管氨基酸螯合盐在国内外已经有四十多年的研究历史，在国外应用也较广泛，但有关氨基酸螯合盐在鱼虾体内的应用机制研究较少，这对氨基酸螯合盐的推广应用较为不利。建立氨基酸螯合盐体内利用与代谢机理的相互关系，可为氨基酸螯合盐的推广应用提供理论基础，也可为开发更高效的氨基酸螯合盐提供指导。
4.质量体系的建立。尽管目前国内的氨基酸螯合盐在畜禽和水产中应用日益广泛，但对氨基酸螯合盐的质量管理体系还处于发展完善过程中，这也是目前氨基酸螯合盐应用推广过程中遭遇最大的难题。没有一个完善的质量体系，没有一个系统的监测标准，这对于一个广泛认可的新产品才是最大的瓶颈，而缺乏系统的科学研究和较完善的科学数据，才是最根本的原因所在。

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