畜牧人

摘要:氨基酸絡(luò)合微量元素作為第3代新型微量元素飼料添加劑，因其良好的化學(xué)穩(wěn)定性及較高的生物活性等優(yōu)點，已成為動物營養(yǎng)學(xué)者的研究熱點。本文綜述了氨基酸絡(luò)合微量元素基酸微量元素的特性，作用機理及其在豬上的研究進展。

關(guān)鍵詞：氨基酸絡(luò)合微量元素；作用機理；豬

微量元素作為動物體的必須營養(yǎng)要素之一，具有重要的營養(yǎng)、代謝和免疫功能，是維持動物生命活動和生長發(fā)育的重要營養(yǎng)物質(zhì),它在保證動物體健康生長和高效生產(chǎn)方面起著十分重要的作用對動物的生長和健康至關(guān)重要。然而，隨著畜牧業(yè)的不斷發(fā)展，NRC(1998)推薦微量元素的需要量已經(jīng)不能滿足畜禽最佳生長的要求。1955年，Barber等[1]首次發(fā)現(xiàn)在飼料中添加動物正常需要量10倍的銅(Cu),可明顯改進其生長速度和飼料轉(zhuǎn)化率以來，高劑量微量元素（高銅、高鋅）作為有效的促生長添加劑，目前在養(yǎng)豬業(yè)已成為較為廣泛的營養(yǎng)調(diào)控手段。然而，隨著科技的進步和健康意識的增強，人們在追求動物高效生產(chǎn)的同時，對超高劑量使用無機礦物質(zhì)所引起的環(huán)境污染和畜禽產(chǎn)品質(zhì)量安全問題正日益受到關(guān)注。有機微量元素的開發(fā)利用為解決高劑量微量元素污染問題提供了一條有效途徑。作為第三代的氨基酸微量元素絡(luò)合物，克服了無機鹽式和簡單有機鹽形式的微量元素添加劑的穩(wěn)定性差,對動物胃腸刺激性大,消化吸收率低等缺點，具有安全性高,吸收利用率好,抗干擾,穩(wěn)定性適中,能改善適口性,與維生素和抗生素等無配伍禁忌,流動性好等功能[2],是一種集高效、安全、環(huán)保為一體的綠色產(chǎn)品，已成為目前一種較為理想的微量元素飼料添加劑。本文主要綜述了氨基酸絡(luò)合微量元素的特性，作用機理及其在養(yǎng)豬生產(chǎn)上的應(yīng)用。

1 氨基酸絡(luò)合物微量元素的特性

1.1
化學(xué)性能穩(wěn)定　氨基酸絡(luò)合鹽與無機態(tài)的礦物鹽是兩種不同性質(zhì)的化合物，在化學(xué)反應(yīng)中無機態(tài)鹽僅僅是陽離子和陰離子之間形成了離子鍵結(jié)構(gòu)，而氨基酸絡(luò)合鹽則是有兩個或兩個以上的配位體與二價金屬陽離子形成鏈狀或環(huán)狀的化合物[3]。由于這種結(jié)構(gòu)使分子內(nèi)電荷趨于中性，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和生化穩(wěn)定性,在胃腸道內(nèi)金屬離子不易離解,可有效地防止添加的微量元素與胃中的胃酸和來源于飼料中的草酸、植酸及磷酸鹽等結(jié)合形成不被動物吸收的物質(zhì)而排出體外, 造成資源的浪費和環(huán)境的污染。其次，氨基酸絡(luò)合鹽還能有效的避免微量元素之間的相互拮抗作用[4-7]。

1.2 生物效價高　微量元素氨基酸絡(luò)合物是動物機體吸收金屬離子的主要形式, 不僅吸收快, 而且可以減少許多生化過程,節(jié)約體能消耗, 因而具有較高的生物學(xué)效價。周桂蓮（2000)[8]采用公認的斜率比方法, 測定氨基酸鰲合鐵的相對生物效價，以硫酸亞鐵為參比標準物, 用種鐵營養(yǎng)敏感指標血紅蛋白、血清鐵、血清鐵蛋白和血清總鐵結(jié)合力, 測得模型動物大鼠對賴氨酸鰲合鐵和甘氨酸鰲合鐵的相對生物學(xué)效價分別介于102%-148%和103%-147%之間, 各自的綜合平均值為124.3%和118.5%[3]。董曉慧（2000)[9]測得賴氨酸鋅內(nèi)絡(luò)鹽的相對生物效價介于141%-205%之間, 綜合平均值為165.4%,而蛋氨酸鋅內(nèi)絡(luò)鹽則介于135%一206%之間, 綜合平均值為164.7%[3]。此外，研究表明，在常規(guī)日糧背景下（玉米-豆粕型），以氨基酸絡(luò)合物形態(tài)存在的微量元素吸收率是無機態(tài)微量元素的1.8-4.0倍，也有研究指出，經(jīng)氨基酸螯合后的微量元素，其吸收率是無機鹽的2.0-6.0倍。Graff(1970)[10]研究指出,氨基酸螯合鐵的吸收率為無機鐵(硫酸亞鐵、碳酸鐵、氧化鐵) 的4.9倍。

1. 3 其他作用　添加無機鹽不僅因其有特殊的味道而影響家畜的適口性,而且影響胃腸道內(nèi)pH值和體內(nèi)的酸堿平衡，對機體產(chǎn)生不良的刺激作用，無機鹽中的金屬離子必須和體內(nèi)的氨基酸或小肽結(jié)合才能被吸收，氨基酸螯合鹽為體內(nèi)生物正常中間產(chǎn)物,適口性好,有利于動物采食和胃腸的吸收利用,促進畜禽生長發(fā)育。金屬離子與有機配體的反應(yīng)形成了一個緩沖系統(tǒng)，保證金屬離子濃度的恒定，

從而避免了微量元素之間的拮抗及與纖維素、植酸鹽、草酸鹽強行結(jié)合，直接降低微量元素的利用率，并且對維生素沒有破壞作用。此外，它與抗生素等無配伍禁忌,流動性好,抗氧化，耐貯藏等優(yōu)點。

2 氨基酸絡(luò)合物微量元素的作用機理

在動物的腸腔內(nèi), 微量金屬都必須與內(nèi)源或外源配位體結(jié)合形成絡(luò)合物, 再以此形式吸收并進一步轉(zhuǎn)運, 而氨基酸就是這些配位體中較合適的一種，氨基酸螯合物是機體吸收金屬元素離子的主要形式, 氨基酸又是動物體內(nèi)合成蛋白質(zhì)的必需物質(zhì), 因而具有較高的生物效價[11]。

目前，關(guān)于氨基酸微量元素絡(luò)合或螯合物對動物的作用機理尚不清楚，現(xiàn)有的假說認為氨基酸微量元素絡(luò)合或螯合物可能在消化道內(nèi)的存在狀態(tài)或吸收方式上以及組織代謝方面不同于無機微量元素,從而發(fā)揮其特有的生物學(xué)作用。

2.1 完整吸收假說

    這種觀點是金屬氨基酸絡(luò)合物利用氨基酸的吸收機制被完整吸收, 而并非小腸中普通金屬的吸收機制。此觀點的核心是金屬離子以共價鍵和離子鍵與氨基酸的配位體鍵合, 被保護在絡(luò)合物的核心, 并且金屬絡(luò)合物以整體的形式穿過黏膜細胞膜、黏膜細胞和基底細胞膜進入血液[12,13]。

2.1 競爭吸收假說

    這種觀點認為, 微量元素氨基酸絡(luò)合物能更有效地吸收,并非必須以整體和電中性形式實現(xiàn)。金屬絡(luò)合物中微量元素的吸收利用率高可以用競爭吸收機制來解釋。絡(luò)合程度適宜的有機微量元素進入消化道后, 可以避免腸腔中頡抗因子及其它影響因子對礦物元素變成不溶性化合物或被吸附在有礙素吸收的不溶解膠體上, 而直接到達小腸刷狀緣,并在吸收位點處發(fā)生水解,其中的金屬以離子形式進入腸上皮細胞并被吸收入血液, 因此進入體內(nèi)的微量元素量增加[12,13]。

  周桂蓮（2000）[8]總結(jié)了國內(nèi)外相關(guān)文獻，認為關(guān)于氨基酸促進微量元素的吸收的機制，共有三種理論觀點：第一，氨基酸對腸腔內(nèi)pH值起緩沖作用，可延緩小腸內(nèi)容物的pH值的升高；第二，氨基酸可與微量元素形成絡(luò)合物，由此，使微量元素在腸腔內(nèi)溶解度增高；第三，氨基酸刺激了特定或非特定的腸道轉(zhuǎn)運系統(tǒng)。

3 氨基酸絡(luò)合微量元素在豬上的應(yīng)用

3.1 氨基酸絡(luò)合微量元素對仔豬的影響

大量研究表明，在妊娠母豬飼糧中添加無機硫酸亞鐵不能有效增加鐵元素從胎盤向胎兒的轉(zhuǎn)移，不能有效地預(yù)防仔豬貧血的發(fā)生[14-16]。Paul等(1978)[17]報道,泌乳母豬飼糧中添加一定的有機鐵(氨基酸絡(luò)合鐵),可提高仔豬血紅蛋白含量,有效預(yù)防仔豬貧血的發(fā)生，這是因為有機鐵能穿過母體的胎盤障礙，使更多的鐵能穿過母體胎盤而進入胎兒體內(nèi)[16]。紀孫瑞(2002）[18]研究表明,在斷奶仔豬日糧中添加一定量的氨基酸螯合物能顯著的提高仔豬的日增重，改善飼料的利用率。同樣，李樹民等（2000）[19]研究也發(fā)現(xiàn)，日糧中添加氨基酸微量元素能顯著提高日增重和采食量，腹瀉率降低44.44%，飼料利用率改善了7.07%,而且仔豬皮毛光亮紅潤，體況明顯較對照組好。這是因為氨基酸絡(luò)合物的適口性較好，對仔豬的胃腸道不產(chǎn)生刺激。此外，因為氨基酸微量元素是機體吸收金屬元素的主要形式,具有較高的生物學(xué)價值,能有效地被仔豬吸收利用,轉(zhuǎn)化為血紅素,防止仔豬發(fā)生缺鐵性貧血,增強食欲和機體免疫力,促進仔豬生長[20,21]。

3.2 氨基酸絡(luò)合微量元素對生長肥育豬的影響

劉桂琴（1994）[22]用復(fù)合氨基酸螯合鹽飼喂育肥豬, 提高增重17.8%, 改善飼料效率14.43%, 經(jīng)濟效益提高了70.38%。趙陽等(2004)[23]研究發(fā)現(xiàn), 在體重40kg的生長豬日糧中添加150、200和250mg/kg的鐵、銅、鋅復(fù)合型氨基酸絡(luò)合物, 與對照組相比，日增重分別提高3.75%、7.36%和9.72%, 提高了飼料的轉(zhuǎn)化率。夏中生等（2007）[24]研究指出，用不同劑量的氨基酸螯合鐵、銅、鋅、錳分別替代基礎(chǔ)日糧中的相應(yīng)比率的無機微量元素，對生長豬的生長性能有一定的改善作用，提高了平均日增重，降低了料重比，綜合各項指標，認為微量元素螯合物替代無機微量元素的適宜比例為25%。此外，也有研究表明，氨基酸微量元素絡(luò)合物能提高生長肥育豬的胴體品質(zhì)，降低滴水損失，且肉色紅潤。

3.3 氨基酸絡(luò)合微量元素對母豬的影響

在妊娠和哺乳階段, 母豬對于微量元素的需求增大, 若飼料中礦物元素水平較低或者飼料來源的礦物元素利用率低, 母豬就會動用自身組織中沉積的礦物元素來滿足生產(chǎn)需求[25]。隨著胎次的增加，母豬體內(nèi)的常量元素和微量元素儲備逐漸減少，而且高繁殖力還加劇礦物質(zhì)的丟失。然而簡單地增加母豬飼糧中微量元素的含量可能并不是理想的方法，因為這種方法可能降低母豬的繁殖性能[26]。研究表明在飼糧中添加氨基酸或蛋白質(zhì)絡(luò)合物提高了母豬的產(chǎn)仔數(shù)、活仔數(shù)和斷奶頭數(shù)[27]。Darneley等(1993)[28]報道，于產(chǎn)前28天在妊娠母豬飼糧中添加氨基酸螯合鐵可提高母豬繁殖性能和仔豬成活率。陳婉如等（2004）[29]對氨基酸鐵絡(luò)合物對母豬繁殖性能的研究也得到相同的結(jié)果。譚會澤等（2005）[30]研究指出，在母豬日糧中添加復(fù)合復(fù)合蛋氨酸螯合微量元素，有機微量元素對配前母豬血清中促黃體素(LH) 水平?jīng)]有顯著影響,但顯著提高了母豬配后30d時血清中孕酮(P)水平。并且使用復(fù)合有機微量元素母豬的窩產(chǎn)活仔數(shù)提高了0.6頭,平均窩質(zhì)量提高了0.78kg。此外，孫時軍等（2006）[31]研究表明，采用有機微量元素添加劑可以顯著增加種公豬的有效射精量,改善精液質(zhì)量,提高精子活力,減少畸形率。

4 小結(jié)

微量元素飼料添加劑在養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用由來已久，綜觀其發(fā)展，可分為三個階段：第一代：無機鹽類，如硫酸鹽、碳酸鹽類等；第二代：一些簡單的有機化合物如富馬酸鐵、檸檬酸鐵、乳酸鋅等；第三代：氨基酸微量元絡(luò)合（螯合）物。氨基酸微量元素絡(luò)合物，既提供動物機體所需要氨基酸，又提供微量元素，適口性好，毒副作用小，安全性好。此外，氨基酸絡(luò)合物中金屬離子在配位體氨基酸或小肽的保護下，形成穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，可適當(dāng)減少微量元素在日糧中的添加量，減少排泄物中微量元素對環(huán)境的污染。但是，由于氨基酸微量元素絡(luò)合物的價格較貴，增加飼料的成本，目前的應(yīng)用主要還是體現(xiàn)在豬上，且在仔豬、母豬及種豬上作用效果比較明顯的。所以氨基酸微量元素絡(luò)合物的研究和合成工藝還有待進一步的研究和開發(fā)，為畜牧業(yè)的發(fā)展提供更加安全、經(jīng)濟，高效的綠色微量元素。

參考文獻：

[1]Barber R S, Braude R, Mitchell K G. High copper mineral mixturefor fattening pigs[J]. Chemistry and Industry, 1955, 21: 601-603.

[2]王敏奇.氨基酸微量元素螯合物在綿羊體內(nèi)消化代謝規(guī)律的研究[J]. 畜牧獸醫(yī)學(xué)報,2001,29(4):19-23.

[3]韓友文.微量元素氨基酸螯合物的生物效價及其應(yīng)用的一些問題[J]. 飼料廣角，2001，21：16-18.

[4]李素芬. 有機錳源的化學(xué)特性及其對肉仔雞的相對生物學(xué)利用率研究[D] . 博士學(xué)位論文,
北京:
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,
2002.

[5]計峰. 用體外法和體內(nèi)法研究有機錳在肉仔雞小腸中的吸收特點[D] . 博士學(xué)位論文, 北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2003.

[6]Cao J. Characterization of Organic Zinc Sources and TheirBioavailabilities for Poultry and Sheep [M] . Ph. D. Disseration. University of Florida , 1998.

[7]Kincaid R L, Chew B P, Cronrath J D. Zinc Oxide and
Amino Acids as Sources of Dietary Zinc for Calves: Effects
on Uptake and Immunity [J]. Journal of Dairy Sciences,
1997, 80:1381-1388.

[8]周桂蓮. 氨基酸螯合鐵的營養(yǎng)作用機理和相對生物學(xué)效價[D] . 博士學(xué)位論文, 哈爾濱: 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2000.

[9]董曉慧. 氨基酸螯合鋅吸收、轉(zhuǎn)運特點和影響因素的研究[D] . 博士學(xué)位論文, 哈爾濱: 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2001.

[10]Graff D. Absorption of minerals compared with chelates
made from various protein sources into rat jejuna slices invit ro[D] . Paper presented at Utah Academy of Arts Letters and Science ,April. 1970.

[11]劉連勝摘譯.有機和無機微量元素的生物利用率[J]. 豬與禽, 1992,(2): 18-20.

[12]李素芬,羅緒剛,劉彬. 有機微量元素對動物的效應(yīng)及作用機理研究進展[J].中國畜牧雜志，2001, 37(2):51-53.

[13]計峰,羅緒剛,李素芬,劉彬,余順祥.動物有機微量元素吸收機制及吸收研究方法的進展[J].動物營養(yǎng)學(xué)報, 2003,15(2):1-5.

[14]Spruill D G, Hays V W, Cromwell G L. Effects of dietary protein and iron on reproduction and iron2related blood constituents in swine[J]. J Anim Sci, 1971, 33:376-384.

[15]徐建雄,俞沛初. 蛋氨酸鐵螯合物對仔豬缺鐵性貧血及生長的影響[J]. 上海農(nóng)學(xué)院學(xué)報,1998 ,14(4):31-37.

[16]曾麗莉,陳婉如,羅緒剛,等.氨基酸鐵絡(luò)合物對新生和哺乳仔豬鐵營養(yǎng)狀況的影響[J].畜牧獸醫(yī)學(xué)報,2003,34(1):1-8.

[17]Paul S B, Pao K K,
Duane E U ,et al. Evaluation of an
amino acid
iron chelate hematinic for the baby pig[J]. J
Anim Sci ,1978 ,47 :1135～1140.

[18]紀孫瑞.有機微量元素對斷奶仔豬生長發(fā)育和飼料利用率的影響[J].中國飼料，2002,21:10-11.

[19]李樹民，于佰英，李國勇，等.早期斷奶仔豬飼喂有機微量元素內(nèi)絡(luò)合物效果試驗[J].飼料博覽,2000,12:35-36.

[20]田萍. 蛋氨酸螯合鐵對奶仔豬生產(chǎn)性能的影響[J].家畜生態(tài)學(xué)報,2000 ,26(2) :33 - 35.

[21]朱龍,彭澤華. 特殊營養(yǎng)生理調(diào)整添加劑對仔豬生長性能的影響試驗[J]. 養(yǎng)豬,2006，(5):9-10.

[22]劉桂琴.復(fù)合氨基酸螯合鹽與生態(tài)制劑飼料添加劑對育肥豬增重效果的試驗研究[J]. 飼料工業(yè), 1994,(5):9-10.

[23]趙陽, 趙旭東. 氨基酸螯合物對生長豬生產(chǎn)性能的影響[J]. 中國飼料, 2004 (12): 23.

[24]夏中生, 劉丹, 李玉艷,等.微量元素氨基酸螯合物對生長豬生產(chǎn)性能和血清微量元素含量的影響[J].廣西農(nóng)業(yè)生物科學(xué),2007,(26):49-53.

[25]沈思軍, 代蓉, 譚會澤, 馮定遠.不同類型有機微量元素對母豬乳中微量元素含量及其生產(chǎn)性能的影響[J]. 畜牧與獸醫(yī)　2008,40(1):32-35.

[26]郭福存譯自Mahan D C：Pressures on mineral reserves:what's
the best way to meet the needs of highly prolific sows?[J]. 養(yǎng)豬，2008, (1):9-11.

[27]Hill D A, Peo E R, Lewis A J, et al. Zinc2amino comp lexes for swine[J]. J Anim Sci, 1986, 63: 121-130.

[28]Darneley A H, Ashmead H D. Improving reproductive performance with iron amino acid chelate[A]. The roles of amino acid chelates in animal nutrition[C]. 1993, P251-268.

[29]陳婉如,郭慶,羅緒剛,等.氨基酸鐵絡(luò)合物對母豬繁殖性能與哺乳仔豬生長和皮膚顏色的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報,2004,16(1):30-35.

[30]譚會澤,馮定遠,沈思軍,等.復(fù)合蛋氨酸螯合微量元素對經(jīng)產(chǎn)母豬血清相關(guān)生化指標及繁殖性能的影響[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報[J],2005,26(1):98-101.

[31]孫時軍,董世通,吳榮華,等.有機微量元素對種豬精液質(zhì)量的影響[J].上海畜牧獸醫(yī)通訊,2006,5:27.