氨基酸螯合物的研究应用

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　　1、氨基酸螯合物的概念
　　螯合物是指一个或多个基团与一个金属离子发生配伍反应所形成的具有环状结构的化合物。一个金属元素离子可以和多个氨基酸形成环螯合物，形成的环数越多，螯合物的稳定性越好。常见的螯环有五元环（如α-氨基螯合物）和六元环（如β-氨基螯合物）。螯合物中的金属元素离子通常叫做中心离子，而与中心离子螯合着的中性分子叫做配位体，可作为中心离子的微量元素主要有铜、铁、锌、锰、铬等，使用的配位体有蛋氨酸、赖氨酸、甘氨酸等。
　　2、微量元素氨基酸螯合物的特点
　　2.1　稳定的化学性质，吸收利用率高
　　第一代的无机微量元素添加剂由于带有结晶水，吸湿性强、易结块、易氧化、流动性差，在存放和使用过程中易受饲料中的pH值、脂类、纤维、草酸、维生素或胃酸等物质的作用，使一部分金属元素与其他物质发生化学反应，形成机体不能或难以吸收的物质，生物学利用率低。第二代的简单有机盐，虽然稳定性好，但与部分营养物质仍会发生拮抗作用。在消化吸收过程中受影响的因素也较多，生物学利用率仍较低，而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后，使其分子内电荷趋于中性，形成了较稳定的化学结构，使金属离子免受日粮中其他成分和胃肠中胃酸等不良作用，保护了金属离子的理化性质，不仅稳定性好、流动性好，拮抗作用少，而且消化过程中受影响的因素小，便于机体对金属离子的充分吸收和利用，从而提高了微量元素的生物学利用率。据邵建华等（2000）报道，氨基酸螯合铜的吸收率比碳酸盐大5.8倍，比硫酸盐大4.1倍；氨基酸螯合铁的吸收率比碳酸盐大3.6倍；氨基酸螯合锌比硫酸盐大2.3倍；氨基酸螯合镁比碳酸盐大1.8倍，比硫酸盐大2.6倍。Baker（1992）也报道，家禽对蛋氨酸锌的吸收利用率与一水硫酸锌相比，依日粮复杂程度的不同，可提高至117%～206%。Ashmead等（1995）也报道，在机体内氨基酸螯合铁的吸收和代谢为无机铁的25倍。
　　2.2　较高的生物学效价
　　第一代和第二代微量元素添加剂被动物吸收后，必须借助于辅酶的作用，与氨基酸和其他物质形成螯合物后，才能穿过细胞膜，吸收后的金属元素在血液中必须与某些蛋白结合后才被运输到机体所需的部位，才能产生功效。而微量元素氨基酸螯合物它既是机体吸收金属离子的主要形式，又是动物体内合成蛋白过程中的中间物质。并且微量元素氨基酸螯合物稳定常数适中，需要时金属离子又可有效地释放出来供机体利用。因而直接供给微量元素氨基酸螯合物吸收速度比无机盐快2～6倍（邵建华等，2000）。周桂莲等（2000）通过研究不同铁源生物学效价的结果也显示，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1.73%～48.31%和2.75%～47.19%。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100%，各种锌源综合平均生物效价相对值：蛋氨酸锌为155%和317%，乙二胺四乙酸锌141%和260%；而硫酸亚铁的利用率为100%。
　　2.3　适口性好，对机体不良作用小
　　无机盐不仅因其有特殊的味道，影响动物的适口性，而且与其他营养物质还存在化学拮抗作用，对有效营养具有破坏作用，并在消化吸收过程中还会影响胃肠道内的酸碱平衡，对机体产生不良的刺激作用。微量元素氨基酸螯合物作为体内生化过程的中间产物，既对机体很少产生上述不良作用，适口性好，有利于动物采食和胃肠的吸收利用，又可加强动物体内酶的活性，提高蛋白质、脂肪和维生素的利用率，从而促进动物生长性能的发挥。另外，在反刍动物方面，微量元素氨基酸螯合物还具有过瘤胃的功能，既防止瘤胃微生物对氨基酸的降解作用，又可避免某些金属元素对瘤胃微生物的毒性作用，有利于反刍动物生产性能的发挥。
　　2.4　使用方便，对饲料成分破坏作用小
　　微量元素被氨基酸螯合后，生成稳定常数适中的螯合物，具有与其他添加剂混合贮存无配伍禁忌等优点。据报道，微量元素氨基酸螯合物与维生素、抗生素等配伍使用，与使用无机盐相比可分别提高维生素A和C的存留率20%和45%。同时，由于用量少，还可避免使用高铜等微量元素所造成的环境污染。
　　3、与微量元素消化生理的某些关系
　　Found（1974）认为，位于具有五元环或六元环螯合物中心的金属离子可通过小肠绒毛刷状缘。而且所有氨基酸螯合物都可以氨基酸和肽的形式吸收。Vandergrift（1991）也提出了金属一旦与氨基酸和肽螯合，那么该矿物质元素在体内的吸收、代谢情况完全由与之螯合的氨基酸、肽决定，动物对氨基酸螯合物的分子量要求不严格，分子量在1000以下的都可以通过细胞膜吸收，而且在特殊的生理时期（如初生动物），可以“胞饮”的方式直接吸收分子量几万的高分子螯合物（如铁蛋白）。
　　微量元素氨基酸螯合物进入机体以后，按不同的组织和酶系统对氨基酸的需要，将被氨基酸螯合的微量元素直接运输到靶组织和酶系统中，通过酶和组织的作用释放出微量元素，以满足机体的需要，提高了微量元素的利用率。
　　动物每日摄入的蛋白质在胃肠中消化产生了足够量的氨基酸和肽，在消化道适当部位可以自行螯合微量元素离子。微量元素氨基酸螯合物符合动物系统发育的原始本能需要，而且动物对二价的微量元素并非以离子态吸收，而是以氨基酸或肽的螯合物形式吸收的。
　　4、微量元素氨基酸螯合物对反刍动物的作用
　　微量元素氨基酸螯合物用于反刍动物日粮与添加相同水平无机矿物质相比，可提高生产性能（生长、产奶量）、胴体质量和免疫能力，并降低奶中的体细胞数量。这是因为氨基酸螯合物能过瘤胃，而且具有较强的抗分解作用，防止瘤胃微生物对氨基酸的降解，以提供更多的过瘤胃氨基酸和微量元素供瘤胃后消化吸收利用。
　　4.1　对肉牛的作用
　　John（1992）报道，在肥育牛饲料中添加蛋氨酸锌，可使牛日增重提高3.26%，饲料转化率提高3.78%，而且牛的胴体品质明显改善。Spears（1991，1992）报道，饲喂蛋氨酸锌和蛋氨酸锰，可使犊牛断乳体重提高5%和杂种肥育牛生长率显著提高，母牛受胎率提高15%。Ruth（1982）报道，在治疗肉牛缺铜方面，蛋氨酸铜较其他无机形式铜更有效。
　　4.2　对奶牛的作用
　　Kellogg（1990）报道，当奶中的细胞增多和发生蹄病时，饲喂奶牛含锌为360mg/（天·头）的蛋氨酸锌后，产奶量平均提高6%，并且乳脂率和乳蛋白含量无明显变化，奶中的体细胞数（SCC）下降了49.8%，蹄的视觉评分明显改善。很多试验表明奶牛日粮中添加蛋氨酸锌，其血浆中维生素A和β-胡萝卜素水平高于未添加组，而且奶牛乳房炎患病率降低，腐蹄病减少。
　　4.3　对羊的作用
　　王洪荣（1998）用绵羊体试验，对照组（基础日粮）、无机锌组（基础日粮＋ZnO＋Met）、螯合锌组（基础日粮＋蛋氨酸锌）羊瘤胃液pH值变化组间差异不显著，饲喂氨基酸锌组绵羊瘤胃液中pH有降低趋势；无机锌组和螯合锌组的瘤胃液中NH3-N浓度都高于对照组，不同锌源对绵羊体内干物质、粗蛋白质和有机物质消化率无显著影响，但蛋氨酸锌组绵羊体内氮沉积率（36.20%）显著高于对照组（24.31%）和ZnO组（25.39%）。蛋氨酸锌中锌的生物利用率比ZnO提高6.8%。
　　5、存在问题及今后发展趋势
　　微量元素氨基酸螯合物作为新型饲料添加剂具有广阔的应用前景。但目前还存在一些问题，须进一步研究：①生产成本太高，须降低成本，提高产品质量。②质量检测分析有待解决，定性定量分析方法尚待研究。通常采用的分光光度计法、电位法等不适合商品螯合物的定性定量分析，难以规范其生产、销售、使用。③进一步研究其作用机理。虽然目前人们普遍接受微量元素氨基酸螯合物和蛋白盐利用肽与氨基酸的吸收机制，但并非小肠中普通金属的吸收机制，须进一步证实。④继续深入研究适合机体的最佳螯合物结构形式、最佳添加时间及剂量，以达到最佳的经济效益。

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