有機微量元素在畜禽生產中的應用現狀

謝正軍，韓新燕

（浙江大學動物分子營養學教育部重點實驗室飼料科學研究所，杭州 310029）

微量元素是機體不可缺少的營養物質，飼糧中添加一定量的微量元素對畜禽的健康具有重要的作用。微量元素的應用從無機鹽發展到微量元素有機酸和氨基酸微量元素，由于無機微量元素吸收效果較差且易對環境造成污染，因此，近年來有機微量元素已成為國內外動物營養學家的研究熱點。本文對有機微量元素的優越性、分類、在畜禽生產中的應用及作用效果作一綜述。

1 定義及分類

有機微量元素（Organic Trace Minerals）是金屬元素與蛋白質、小肽、氨基酸、有機酸、多糖衍生物等配位體通過共價鍵或離子鍵結合形成的絡合物或螯合物，具有穩定性好、生物學效價高，在小腸中易消化、無毒等特點[1]。美國飼料管理官員委員會（AAFCO）將有機微量元素定義為6類：金屬元素特定氨基酸復合物，由可溶性的金屬鹽類與特定的氨基酸復合而成，一般是由單一已知氨基酸與單一金屬離子結合；金屬元素氨基酸復合物，由一個特定的可溶性金屬鹽類與一個氨基酸復合而成；金屬元素氨基酸螯合物，由一個可溶性金屬離子與氨基酸反應而成；金屬元素蛋白鹽，由一個可溶性金屬鹽類與氨基酸或部分分解的蛋白質螯合而成；金屬元素多糖類復合物，由一個可溶性鹽類和多糖類溶液復合而成，其只是一種有機礦物質，所含礦物質和多糖類間沒有任何化學鍵存在；金屬元素有機酸鹽，由可溶性金屬元素與可溶性有機酸結合而成。

2 生物學優越性

2.1 吸收率高

無機微量元素被動物攝人后，必須借助輔酶的作用，與氨基酸或其他物質形成螯合物或絡合物后才能被機體吸收。有機微量元素是沿氨基酸和肽的途徑被吸收，其被吸附到氨基酸、肽和其他化合物上后更容易進入生物系統。計峰等試驗表明，狗口服蛋氨酸鋅，其吸收率與氨基酸相似，說明蛋氨酸鋅可能以完整的形式被吸收進人腸上皮細胞，并以完整肽的形式進入循環系統[2]。

2.2 穩定性好、毒性低、適口性好

金屬元素氨基酸螯合物中的金屬離子與氨基酸配位體以共價鍵和離子鍵結合，微量元素被封閉在螯合物的螯環內，化學性質穩定，分子內電荷趨于中性，在體內pH環境下，金屬離子得到有效的保護。既防止磷酸、植酸等與金屬離子結合形成難溶的化合物，又能阻止不溶性膠體的吸附作用，從而保護金屬離子的生物學效價，便于機體對其充分吸收和利用[3]。此外，有機微量元素無特殊氣味、半數致死量遠大于無機鹽、毒副作用小、適口性好，便于畜禽的采食。

2.3 生物學效價高

一般的微量元素無機鹽及簡單的有機鹽被動物吸收后，金屬在血液中與某些蛋白質結合被運輸到機體所需部位，才能發生功效，而氨基酸絡合物或螯合物是動物機體吸收和轉運金屬離子的主要形式，又是動物體合成蛋白過程的中間物質，不僅吸收快，而且可以減少許多生化過程，節約體能消耗。此外，有機微量元素與飼料中其他成分相互影響小且能避免維生素對無機離子的氧化作用。螯合鐵能夠以更易轉運的形式通過胎盤被吸收進入血液和發育中的胚胎，同時其生物學效價和吸收率也有不同程度的提高。

2.4 抗干擾、抗應激

有機微量元素離子被封閉在螯合物的螯環內，性質比較穩定。螯合物保護了微量元素不被植酸奪走而排出，避免了消化道內大量二價鈣離子與金屬微量元素的頡頏作用。此外，有機微量元素具有特殊的香味，可以減少飼料中抗營養因子的作用，使動物更容易接受。其還可提高動物體內酶的活性，提高蛋白質、脂肪和維生素的利用率，從而增強動物免疫應答反應，發揮抗病、抗應激作用。微量元素氨基酸螯合物有增強抗菌能力、提高免疫應答反應、促進動物細胞和體液免疫力的功效，對某些腸炎、皮炎和貧血也有治療作用，在接種、去勢變更日糧等應激條件下，有良好的抗應激作用。

2.5 利于環保

有機微量元素具有更高的吸收率，使得糞便中殘留的微量元素顯著降低，減少對環境的污染。Carlson等認為，有機微量元素能顯著降低豬糞中重金屬的排泄量[4]。因此，使用有機微量元素是解決過量使用無機鹽造成環境污染的有效辦法。

3 有機微量元素的吸收機制

目前有機微量元素的吸收機制并不確切。一種觀點認為，金屬離子以共價鍵和離子鍵與氨基酸的配位體鍵合，被保護在復合物的核心，避免了一些理化因子的攻擊，而且金屬螯合物能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漿，使得所攜帶的金屬更有效地被吸收；另一種觀點認為，絡合程度適宜的有機微量元素進入消化道后直接到達小腸刷狀緣，并在吸收位點處發生水解，金屬以離子形式經腸上皮細胞進入血液，從而防止其在腸道內變成不溶性化合物或被吸附在妨礙元素吸收的不溶解膠體上。

4 有機微量元素在畜禽生產中的應用現狀

4.1 在母豬中的應用

在妊娠和哺乳母豬飼料中添加蛋氨酸螯合鐵可減少死胎，提高仔豬初生質量和初生仔豬含鐵量，預防仔豬貧血，并降低病死率。Ashmead等研究表明，母豬飼喂有機鐵可以通過胎盤轉移到胚胎中，因此在母豬妊娠期提供有機鐵可以顯著提高胎兒血液中鐵含量[5]。鉻可改善豬的生長與繁殖，使用有機鉻后效果最明顯的是繁殖母豬，鉻通過胰島素的作用來影響母豬的繁殖性能，提高其排卵率和胚胎成活率，鉻還可降低妊娠期間的應激。Close報道，母豬日糧中添加有機鉻能顯著提高母豬的產仔數和產仔成活率[6]。郭福存等研究表明，酵母形式的有機硒和亞硒酸鈉均能提高血液中硒的水平，有機硒的效果較亞硒酸鈉更顯著[7]。有機硒穿過胎盤的效率大大高于無機硒，仔豬通過母乳就可獲得更多的硒。目前，在母豬飼糧中添加有機微量元素，可以通過胎盤轉移到胚胎中去，進而改善初生仔豬的身體狀況，提高母豬的繁殖率，改善母豬體況。

4.2 在仔豬中的應用

大量試驗表明，口服氨基酸螯合鐵可提高仔豬血紅蛋白含量和血漿鐵水平，防止仔豬發生缺鐵性貧血，促進生長發育，改善仔豬免疫功能。Apgar等研究表明，與無機硫酸銅相比，賴氨酸銅螯合物能顯著提高仔豬的日增重，生長速率提高14.3%[8]。郭福存等研究表明，低添加水平的有機微量元素能完全替代無機礦物質添加劑，而不會對動物的生產性能產生不良影響，同時還能降低營養物質的排泄量，最大限度地減少對環境的影響[7]。朱鳳華等研究發現，殼聚糖鐵能顯著提高仔豬的生產性能，與硫酸亞鐵添加效果基本一致，殼聚糖鐵能增強仔豬免疫功能，效果顯著優于硫酸亞鐵[9]。

4.3 在生長育肥豬中的應用

添加有機微量元素能提高生長育肥豬的日增重、飼料利用率，改善肥豬的胴體品質。Munoz等報道，在豬的日糧中添加有機硒和其他抗氧化劑，可顯著降低其背最長肌的滴水損失，而且屠宰后成熟時間越長，滴水損失越高，添加抗氧化劑的效果越明顯，尤其是在β-興奮劑被禁止以后，硒作為天然抗氧化劑和肉色改進劑已被豬場所驗證[10]。

4.4 在雞中的應用

研究表明，飼糧中添加有機微量元素能提高雞的體重，改善飼料轉化率和免疫能力。Nollet等研究表明，在仔雞（0～14 d）日糧中添加有機微量元素，其飼料利用率顯著提高，顯著降低糞便中微量元素的排泄但生長性能變化不明顯[11]。Grimes等研究發現，使用有機鈣能提升火雞的繁殖性能，尤其是蛋殼質量和孵化率[12]。Bao等研究發現，仔雞在14日齡前的鋅需求量為 60 mg·kg－1，14日齡后為70 mg·kg－1，且在鋅充足時，其他微量元素的缺乏癥狀很難被發現[13]。

4.5 在反芻動物中的應用

在反芻動物日糧中添加有機微量元素，可促進其生長性能和免疫機能，提高產奶量和繁殖性能。Andrieu研究發現，使用有機形態的銅、鋅和硒能降低乳房炎的發病機率，減少蹄病的發生，提高繁殖性能[14]。Ashmead等報道，在高產荷斯坦母牛日糧中添加復合金屬氨基酸螯合物與添加無機金屬鹽相比，能夠顯著提高產奶量[5]。Cliff等研究表明，使用有機微量元素能減少體細胞數量（SCC）、減少奶牛感染疾病的風險。此外，充足的微量元素可以促進蹄子的修復從而減少蹄病的發生[15]。

5 問題及對策

有機微量元素具有增強動物的生產性能、減少環境污染、改善母豬和母牛的繁殖性能的作用，并且具有吸收好、穩定性好、生物利用率高等特點。但目前有機微量元素的應用也存在一些問題，產品質量不穩定，目前還沒有統一的檢測方法；產品的絡合程度和絡合率受不同微量元素和絡合劑影響；使用中沒有充分考慮有機微量元素在腸道中的變化，胃和小腸的pH對螯合物穩定性有影響；試驗動物、日糧、背景及微量元素來源不明確；價格高，螯合產品穩定性未知加上吸收機制不明確，很難做到有針對性。建議建立一套檢測方法，檢測產品質量；降低生產成本，改進產品配方、加工工藝，選擇合適的生產路線；探討最佳劑型，繼續研究適合動物機體的最佳螯合物結構形式，最佳時間和劑量；繼續加大對絡合機理的研究，根據不同的微量元素設計出不同的絡合方法。

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