微量元素的研究进展（转载）

lovafuzhou

微量元素的研究进展
张勇刘来亭
（河南工业大学生物工程学院，郑州，450001）
摘要：微量元素是机体不可缺少的物质， 就元素的化学结构形式、作用和效果来说，微量元素添加剂的发展经历了从无机到有机的发展。本文就微量元素的划代，现阶段微量元素生产技术的改进进行阐述。
关键词：微量元素；无机盐；螯合物；载体
The esearch progress of trace element in feed
Yong Zhang Laiting Liu
(College of Bioengineering, Henan University of Technology, Zhengzhou, 450001)
Abstract: Trace element is indispensable nutritive material. Trace element has undergone the stages from inorganic mineral in the early days to organic chelate complex. The paper explicates the different stages of trace element, and improvement of production technology of trace element at the present stage.
Keywords: trace element, inorganic mineral, chelate complex, carrier
微量元素是动物体所必需的营养物质，直接或间接地参与机体几乎所有的生理和生化过程对畜禽保持健康、维持正常生长、繁殖、生产性能有极其重要的作用。
就元素的化学结构形式、作用和效果来说，微量元素添加剂的发展经历了三个阶段。
一、最早是以无机盐的形式向动物提供必须的微量元素（例如：ZnSO4、FeSO4、CuSO4、碳酸盐、氯化物等），由于无机盐矿物质吸收率低、效果差。因此，必须加大用量才能满足动物的营养需求。这样一来，便产生三大问题，一是动物排泄物残存大量的无机盐，造成环境污染问题，二是用量大造成安全问题。微量元素只需要少量就能满足需求，生产实际中，往往由于添加量多，造成畜禽中毒。而且，无机盐用量大了，就会造成大用量与中毒量之间界线缩短，容易造成安全问题。三是无机盐用量越大，对维生素破坏的程度越严重。因此，维生素用量也随之增大，生产成本增加。
二、第二代产品是一些简单的有机盐（例如：乙酸盐、琥珀酸盐、富马酸盐、乳酸盐等）。第二代微量元素比第一代有所进步，用量可以少些，吸收利用率有所提高。但是，这些物质是一些简单的络合物，化学无环状结构，化学稳定性不高。这些络合物的络不稳常数一般在10-4左右。据报道，微量元素络合物的络不稳常数在10-10左右时，动物对微量元素的吸收利用率达到最高峰。同时，这些产品价位较高，因此，第二代微量元素未能得到广泛应用。
三、第三代新型微量元素添加剂—氨基酸螯合微量元素
氨基酸螯合微量元素是最新一代营养强化剂，以开发的产品有氨基酸螯合锌、氨基酸螯合铁、氨基酸螯合铜、氨基酸螯合锰，还有单体氨基酸螯合物（例如：蛋白酶螯合锌、铁、铜、锰，赖氨酸螯合锌、铁、铜、锰）等。
氨基酸螯合微量元素是一种新型高效饲料添加，它具有第一代无机微量元素相比，具有以下优点：（1）吸收利用率高，据研究报道，氨基酸微量元素螯合物的吸收利用率比无机微量元素高2倍~3倍；（2）无拮抗，对维生素无破坏作用，由于微量元素氨基酸螯合物的生化稳定性对金属离子的保护，有效抑制了矿物质元素的相互拮抗作用，减轻了金属离子氧化还原反应对维生素的破坏，从而减少了营养物质的损失，提高其吸收利用率；（3）稳定性好，氨基酸螯合物的金属离子（Zn、Fe等）位于螯合物的中心位置，四周被配位体（氨基酸）围绕包在最内层，金属离子不会解离出来与其他物质发生化学反应，而无机盐的金属离子完全裸露在外面，如锌离子等，它具有强烈的氧化性，易与多种维生素发生氧化还原反应；（4）绿色环保，由于用量少，可避免使用高铜等微量元素所造成的环境污染。氨基酸螯合微量元素饲喂生猪后，能较好地消除生猪异味，改善胴体品质，明显减少粪尿臭味，改善饲养环境，减少对周边环境的污染，为真正的无公害、环保型生物饲料。
不可否认，虽然有机微量元素具有无机微量元素在生物利用、环保等方面无法比拟的优势，但市场的普及率却很低。北京奥特奇生物制品有限公司有机微量元素亚太区产品经理Arturo Jose L. Frio介绍，目前，全球的有机微量元素市场占有率非常低，只占了配合饲料微量元素用量的7%~10%，在国内占有率更低，只有3%~5%，也就是说市场上还有很大一部分的用户没有用任何有机微量元素。这其中主要是成本问题，国内有机微量元素的价格普遍在30~50元/公斤，而无机盐的价格只需6元/公斤左右。以万头猪场为例，每月需要消耗饲料360吨，如果猪场全群添加有机微量元素，添加量为1.5公斤/吨，则猪场在有机微量元素费用上就在6000元左右。
除了成本因素之外，有机微量元素难于推广的其他原因有多种。业内人士认为，其一，尽管市场上产品众多，但国内外尚无统一的有机微量元素产品标准，企业标准各不相同，饲料厂很难判断哪家公司的产品好；其二，多数国内有机微量元素厂家缺乏核心技术，营销型公司居多，炒作概念，市场鱼龙混杂；其三，学术界对某些有机微量元素的确切效果也存在一定争议，比如，对有机铜的生物效果方面，不少专家认为，无机铜所起到的效果要比有机铜要好，因为无机铜能起到有机所没有的杀菌效果。
针对目前有机微量元素在市场上的尴尬局面，笔者认为，在有机微量元素技术、生产、化验等尚未完全成熟，尚未被市场完全认可之际，对无机微量元素的生产进行工艺处理，改进无极微量元素分级严重、吸收率低的弊端。遵循健康发展的原则，本着对企业负责，对社会负责的高度从事微量元素的生产、经营，实现微量元素从无机到有机的平稳过渡。具体的技术措施，可以从以下几个方向着手：
1、选用不同化学结构的微量元素
许多人认为在预混料中应限制使用硫酸盐和氯化物，用在自然界比较稳定的矿物质，如碳酸盐和氧化物代替。自然界中存在的矿物质通常均以其最稳定形式存在，它们一般为硫化物、氧化物和碳酸盐等。矿物质大多来源于自然界的岩石，人们也许以为这种矿物质是惰性的无机物质，不易被动物利用，但实际上也有一些矿物质表现出很好的生物学利用率。碳酸钙和碳酸铁经过加工（如烘干和研磨）后，具有较高的生物学利用率。其它化合物如氧化锌和氧化铜，则需要进一步加工除去其中杂质。目前氧化锌作为矿物元素添加剂和促生长剂已被广泛应用于仔猪饲料中。另外一些矿物质为了提高其生物利用率，还需转化为其它价态，如在减压加热炉中把二氧化锰转化为氧化锰。硫化物一般生物学利用率很低，只能利用其部分氧和碳。
2、选用适当的载体
载体或稀释剂是影响微量元素预混料质量的重要因素。在我国微量元素预混料产品中大多数是以石粉作为载体的，但实际效果比较差，这是微量元素预混料质量不稳定的一个重要原因。尤其是现在普遍使用的高剂量铜微量元素预混料，铜在配方中已经是高剂量，加上混合不均匀使局部铜超标甚至严重超标，给动物带来毒性作用。刘长忠（2004）在相同工艺条件下，研究不同载体对微量元素预混料的混合均匀度、振动分级、抗结块、抗防潮以及贮藏稳定性等指标的影响，筛选对微量元素预混料质量影响较小的载体。综合考虑各项指标，细稻壳糠为最优载体。
3、包被处理
一些公司采用包被技术处理达到控释和缓释以提高微量元素的利用率，减少向环境中的排放量，降低环境污染。包被处理以建立“隔水屏障”，可采用以下几种方法：   
（1）以矿物油包被
在微量元素或微量元素预混料混合过程中直接加在混合机内搅拌，使硫酸盐外形成一层油膜可以作阻挡水分的屏障，保证已干燥的微量元素不再吸湿返潮。添加的矿物油应为无味无色的产品，其在矿物补充料中不得超过3%，在日粮中不得超过0.06%。
（2）以石蜡包被
美国联邦管理条例批准蜂蜡，巴西棕榈蜡等在符合规定的饲料厂中，可作为一般的“公认安全级（GRAS）”的物质使用。由于这些物质大都是些脂肪酸与脂肪族的高分子一元醇所形成的蜡，对动物有益无害。因此，无使用量的限制。
（3）制成多糖复合物
AAFCO在1981年公报中通过“金属的多糖复台物”（Metal Polysaccharide Complex）可作为矿物质饲料。这是一类溶解性盐与多糖所形成的特殊金属复合物。如铜的多糖复合物，锌的多糖复合物，铁的多糖复合物。这种工艺可将微量元素完全包被，在消化道中更有利于动物利用，还可防止它们与维生素及其他矿物质的作用。
（4）以硬脂酸盐包被
常用的有硬脂酸钙、硬脂酸镁等。
（5）制成螯合物
可用EDTA作螯合剂制成螯合的微量元素添加剂。美国联邦管理条例将EDTA二钠（C10H14O8N2Na2.2H2O）列为可以制成螯合微量元素的螯合剂，但该物纯度至少为99%，其量在最终饲料中不得超过240mg/kg；也可将微量元素硫酸盐按一定比例与豆粕混合后制粒，可制成含一定元素的微量元素螯合物。
总之，各研究机构、企业应积极关注微量元素研究进展、应用技术、发展趋势与质量控制，交流、推广最新研究成果，提高微量元素领域的技术水平，以新型微量元素来取代常规产品，从源头上消除饲料安全及食品安全隐患，促进行业的健康发展。
参考文献
Elinor Mc Caaney. 猪的微量元素营养（一）-欧盟立法的发展趋势和意义．中国饲料添加剂，2010（4）：17-19．
刘长忠．不同载体对微量元素预混料质量的影响[J]．粮食与饲料工业，2004（1）：30-32．
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葛亚明，宁红梅，李敬玺，等．不同预处理方法对饲料中微量元素含量测定的影响[J]．安徽农业科学，2009,37（26）：12563-12565．
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谢正军，韩新燕．有机微量元素在畜禽生产中的应用现状[J]．饲料博览，2010（4）：38-40．
应国海，李军，许俊才，第三代微量元素添加剂的研究与应用。饲料博览，2000（12）：16-17．
作者简介：
张勇，男，博士，
河南工业大学生物工程学院任教。研究方向：单胃动物营养。

吉翔

谢谢楼主，我得慢慢学习。

xiaohuizhou

“氨基酸微量元素螯合物的吸收利用率比无机微量元素高2倍~3倍”，不知从哪里引用得来？  是否有真实的试验检测数据？？？？？？？？？？？？？？？？？

hwf912667

微量元素类的营养性添加剂是应该引起重视了。

luruikang

学习了，不知道有机物微量元素在作用比无机的有哪些优势