微量元素氨基酸螯合物作为饲料添加剂的应用前景及存在的问题

和兴

微量元素氨基酸螯合物作为
　　
　　饲料添加剂的应用前景及存在的问题
　　
　　潍坊祥维斯化学品有限公司王磊
　　
　　微量元素是动物生存必需的营养素，在动物体内及饲料中含量虽少，但对于畜禽、水产生物的生长发育和健康却关系重大。到目前为止，微量元素营养经历了无机盐、简单有机化合物和微量元素氨基酸螯合物三个发展阶段。与前面两者相比，微量元素氨基酸螯合物更容易被机体吸收利用，具有更高的生物利用率，并且在防治疾病、抗应激、提高养分利用率和改善畜禽的繁殖性能方面有着特殊作用。因此氨基酸螯合物作为第三代的微量元素添加剂具有广阔的应用前景。
　　
　　一、微量元素氨基酸螯合物的优良特性
　　
　　1.促进金属离子的吸收、生物学效价高
　　
　　无机微量元素由于带有结晶水、吸湿性强、易结块、流动性差，使用过程中易与饲料中的植酸、草酸、磷酸等物质发生化学反应，形成机体不能或难以吸收的物质，生物学利用率低。微量元素氨基酸螯合物因其金属离子与氨基酸分子通过配位键结合，使分子内电荷趋于中性，形成了稳定的化学结构，从而使金属离子免受饲料中植酸、草酸、磷酸和消化道中胃酸等物质的不良影响，便于机体对金属离子的充分吸收与利用。氨基酸螯合物的吸收速度比无机盐类快3～5倍，Graff等(1995)认为，氨基酸螯合铁的吸收率为无机铁的4.9倍。无机微量元素被动物吸收后，必须借助于辅酶的作用，与氨基酸或其它物质形成螯合物，才能穿过细胞膜。氨基酸螯合物是微量元素吸收的主要模式之一，借助于小肽或氨基酸的吸收途径不仅可以避免不同矿物质之间的拮抗作用，并能防止与日粮中其它营养成分发生反应而降低吸收率，可满足动物机体对微量元素的充分吸收与利用。氨基酸螯合物被完整、迅速地吸收进入动物体内，作用于特定的组织和酶系统，或者直接同酶结合在一起作为酶的活性中心的组成成分，或者作为激活因子改变酶的结构，提高酶的活性，从而改变营养物质的代谢速度，节约体能消耗，因而具有较高的生物学效价。闫立新等(1996)认为蛋氨酸锌的生物学效价是硫酸锌的155%；滕冰等(1999)报道，以鸡体锌沉积率或锌表观代谢率为判定指标，以硫酸锌为100％，蛋氨酸锌的综合平均生物效价相对值为：l55％和317％；周桂莲等(2000)的试验结果显示，赖氨酸螯合铁和甘氨酸螯合铁的生物学效价分别比硫酸亚铁高l.73％～48.31％和2.75％～47.19％；Wedekind等(1992)的报告指出，蛋氨酸锌之中锌的生物利用率是硫酸锌的206％；Kegley等(2003)认为，蛋氨酸铁的生物有效性相当于180％的硫酸亚铁。
　　
　　2.降低对饲料中维生素的破坏作用，更加环保
　　
　　无机金属离子在饲料的生产贮存过程中容易发生氧化还原反应，如Fe2+易氧化成Fe3+，Cu2+易还原成Cu+。这种氧化还原反应会破坏饲料中的维生素，预混料中存在的CO32-及胆碱的碱性条件更是加重了上述反应。实验证明，大多数维生素对Fe2+和Cu2+的生化反应都很敏感，如维生素C在有0.0002mol/L金属离子存在时，其分解速度可加快1000倍。这就直接导致了在当前的饲料生产中维生素的实际添加量远远超过了饲养标准的推荐量，增加了饲料生产成本。氨基酸螯合物中的金属离子被封闭在螯合物的螯环内形成稳定的化学结构，保护了金属离子，从而极大地降低了对饲料中维生素的破坏作用。Marchetti等(1995)报道，分别以螯合物和传统的硫酸盐形式添加微量元素，结果发现在室温和37℃保存时以螯合物形式添加的预混料中VA、VB1、VC、VK的损失率显著低于以硫酸盐形式添加的预混料，这些差异在37℃保存时更加明显。杨敏等(2001)的试验结果表明，微量元素氨基酸螯合物能显著降低预混料中脂溶性维生素A和水溶性维生素B的损失率。添加有机微量元素时，预混料中维生素的存留率要比添加无机微量元素时高40％左右。国内外许多养殖场广泛使用高铜、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食用安全。螯合物保护了微量元素不被酸夺走而排出，避开了消化道内大量二价钙离子的拮抗作用，微量元素氨基酸螯合物具有类似二肽结构，也削减了氨基酸的吸收和转运的竞争。由于氨基酸螯合物具有更高的生物学利用率，故可以30％～50％的比例替代相应的无机盐，从而降低了金属元素对土壤、水源的污染。
　　
　　3.增强机体免疫功能，抗病抗应激
　　
　　螯合物进入动物体后，可将螯合的微量元素直接运输到特定的靶组织和酶系统中，满足机体需要。据报道，氨基酸螯合物可能作为“单独单元”在动物体内起作用，如改进动物皮毛状况，减少早期胚胎死亡等。氨基酸螯合物具有一定的杀菌和改善机体免疫功能的作用，对某些肠炎，皮肤病、贫血、痢疾有显著的治疗作用。Flinchum(1989)报道，在雏鸡日粮中加入一定量的蛋氨酸锌，可显著提高雏鸡对大肠杆菌的抵抗力。Daniels(1990)给猪饲喂40mg/kg蛋氨酸锌后，人工感染猪痢疾，猪死亡率下降。李丽立等给哺乳仔猪分别饲喂含复合氨基酸铁、硫酸亚铁+复合氨基酸日粮，猪白痢发病率分别比饲喂硫酸亚铁日粮降低27.78%和10.48%。邵凯等(1996)发现日粮中补蛋氨酸组绵羊的布氏杆菌试管凝集反应抗体滴度、淋巴细胞ANAE染色阳性率和外周T淋巴细胞转化率明显高于补氧化锌组，表明补蛋氨酸锌能更好地促进绵羊细胞免疫能力和体液免疫能力。余德谦等(2003)的试验证明氨基酸螯合物确有提高猪免疫机能的趋势，而且添加复合氨基酸螯合微量元素能提高红细胞压积和血红蛋白水平。高温条件下，在饲料中添加蛋氨酸锌可以减轻蛋鸡热应激，并能有效的阻止产蛋量下降和改善蛋壳品质（张世栋，1998；Kienholzr，1992）。在泌乳母猪饲粮中添加氨基酸螯合铁，可提高仔猪血红蛋白含量，有效预防仔猪贫血的发生（许建雄，1998；Paul，1978；Ashmead，1996）。
　　
　　二、微量元素氨基酸螯合物的应用现状
　　
　　微量元素氨基酸螯合物具有稳定的化学性质、较高的生物学效价和特殊的营养功能，对动物生产性能的发挥具有良好的促进作用。国内外已就微量元素氨基酸螯合物的应用做了大量试验，绝大多数报道证明了氨基酸螯合物的生物学效价比无机盐高。有关氨基酸螯合物应用效果的实验报道太多，这里不再赘述。氨基酸螯合物作为饲料添加剂克服了单纯无机盐的种种缺陷，起到补充微量元素和氨基酸的双重营养作用，在各种畜禽以及水产上应用均表现出提高繁殖性能，提高日增重和饲料利用率，改善胴体品质，增强机体免疫力，抗病抗应激的作用。目前在动物生产中，氨基酸螯合物在种畜、种禽、水产以及动物生长发育的特殊时期得到了较为广泛的应用，经大量商业化养殖场使用证明，氨基酸螯合物的效果是确实可靠的。人们对环境保护以及食品安全问题越来越重视，终有一天有机微量元素将成为常规的矿物元素添加到动物日粮中，被普遍、广泛地使用。
　　
　　三、制约微量元素氨基酸螯合物发展的因素
　　
　　微量元素氨基酸螯合物作为第三代微量元素添加剂逐渐被人们所认识和接受，但就目前来看，仍存在一些问题需要解决。
　　
　　1.生产成本偏高，导致销售价格较高
　　
　　目前微量元素氨基酸螯合物在生产时多使用合成氨基酸，一般价格均较高，如美国、日本等国家用人工合成的蛋氨酸、赖氨酸等单一氨基酸合成的微量元素氨基酸螯合物，价格均为无机盐的5-10倍。用蛋白废料生产的复合微量元素氨基酸螯合物尽管价位不高，但实际应用效果不理想，因此，应加强研发工作力度，并不断改进生产工艺，选择合适的工艺路线，从而大幅降低生产成本，生产出物美价廉的氨基酸螯合物产品。
　　
　　2.应进一步研究氨基酸螯合物的作用机理，并深入研究适合畜禽的最佳螯合物结构形式、最佳的添加剂量，以达到最佳的使用效果，获得最好的经济效益。
　　
　　3.氨基酸螯合物的质量检测有待解决，定性定量分析方法尚待研究。
　　
　　微量元素氨基酸螯合物质量参差不齐是一个不争的事实。饲用氨基酸螯合物产品的质检分析是一大难题，国内外均没有很好的解决。已知样品是氨基酸螯合物纯品时，用红外光谱、核磁共振、x光衍射光谱、热差分析等手段都能作出定性判定，而后再用原子吸收光谱或等离子光谱和氨基酸分析仪，可分别测定微量元素和氨基酸的含量，同时还可以判定微量元素和氨基酸的络合摩尔比。对于饲用螯合物产品，以上方法就不适用了，产品中的稀释剂和载体会严重干扰仪器分析，这种情况推荐采用先定性、后定量的分析方法。简单的说就是先用甲醇浸提待测螯合物样品，然后过滤得到滤液，滴加双硫腙试剂，如果溶液显绿色则说明待测样品为纯品，如果样品混有无机盐，随无机盐含量的增加溶液的颜色则由绿色向红色过渡。对于判定为真的螯合物样品可进一步用原子吸收光谱和氨基酸分析仪做出微量元素和氨基酸的准确定量分析。
　　
　　综上所述，作为新一代的微量元素添加剂氨基酸螯合物，其在畜牧养殖业上的作用与意义是毋庸置疑的，具有广阔的应用前景。但还急需建立微量元素氨基酸螯合物的相关标准，制定螯合物质检与鉴别的有效方法，用来规范饲用氨基酸螯合物的生产、销售和使用。
----《赛尔饲料工业》

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