氨基酸螯合鐵的優越性及在養豬生產中的應用

董冬華 楊維仁 （山東農業大學動物科技學院 山東 泰安 271000）

氨基酸螯合鐵的優越性及在養豬生產中的應用

董冬華 楊維仁 （山東農業大學動物科技學院 山東 泰安 271000）

鐵是動物機體所必需的一種微量元素，主要表現在，鐵是血紅蛋白和肌紅蛋白所必需的組成成分，并與細胞色素酶、過氧化氫酶、過氧化物酶、乙酰輔酶、琥珀酸脫氫酶等酶的活性密切相關。鐵參與機體組織內氧的正常運輸，直接影響機體的能量和蛋白質代謝，三羧酸循環中一半以上的酶和因子含鐵或鐵存在時才能發揮其作用，而且還會影響動物體的免疫機能［1］。

到目前為止，鐵添加劑的發展已經歷了三個階段，相應的出現了三代產品：無機鐵；簡單的有機鐵；氨基酸螯合鐵。而多數研究表明，氨基酸螯合鐵的吸收利用率遠遠高于前兩代[2-4]。關于氨基酸螯合鐵的研究推動了無機鐵向氨基酸螯合鐵在動物生產中的應用。

1 氨基酸螯合物

1996年美國飼料管理官員協會(MFCO)確定微量元素氨基酸鰲合物的概念：由某種可溶性金屬鹽中的一個金屬元素離子同氨基酸按一定的摩爾比以共價鍵結合而成，水解氨基酸的平均分子量為150左右，生成的鰲合物的分子量不超過超過800[5]。但也有認為金屬氨基酸螯合物的真正定義為由元素周期表中的第一過渡區元素(Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn)與氨基酸共價結合形成的一種穩定的、電中性的環狀結構的螯合物[6]。

2 氨基酸螯合鐵的優越性

2.1 氨基酸螯合鐵比無機鐵有更高的吸收率 Hopping等(1965)[7]研究認為鐵是以氨基酸螯合鐵的形式吸收的。研究表明，位于具有五員環或六員環鰲合物中的金屬離子，可以直接通過小腸絨毛刷狀緣。可見，氨基酸鰲合鐵是鐵吸收的原始模式之一。螯合狀態下的微量元素是利用配位體的轉運系統，而不是金屬的轉運系統吸收的，避免了金屬離子在腸道吸收時的競爭拮抗，從而提高了吸收效率。無機鐵被動物吸收及蓄積的量很低，吸收率僅為10%，大部分隨糞便排出體外，影響環境，破壞地力，引起農作物中鐵的富集，危害人畜健康。在常規日糧基礎上，以氨基酸螯合物形態存在的微量元素吸收率是無機態微量元素的1.8～4.0倍[8]。

2.2 氨基酸螯合鐵比無機鐵生物學效價更高 許多研究結果證明，氨基酸螯合鐵比無機鐵有更高的生物利用率，且對動物的生長、生殖、健康及飼料轉化率等有明顯的促進作用。Kegley(2002)研究表明，以血紅蛋白含量為標識，給3日齡仔豬補給蛋氨酸鐵，21日齡時，相對于硫酸亞鐵，蛋氨酸鐵的相對生物學效價為180%[9]。Spears (1992)[10]研究了蛋氨酸鐵對哺乳仔豬的相對生物學效價為183%。在妊娠母豬日糧中添加氨基酸螯合鐵，鐵通過胎盤進入胎兒體內，可降低胎兒死亡率，提高仔豬的初生重和斷奶重[11-12]，說明螯合鐵可通過胎盤轉運，進入到發育中的胚胎而無機鐵無法通過。

2.3 氨基酸螯合鐵與飼料中其它成分相互影響小 鐵離子被封閉在螯合物的螯環內，性質較為穩定，極大地降低了對飼料中添加的維生素的氧化作用，對維生素的破壞作用明顯小于無機鐵；螯合物保護了鐵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的拮抗作用，使鐵元素順利到達吸收部位，相對地改善了微量元素鐵在機體內的存留和利用，而消化吸收和動員利用速度都大大提高。

2.4 有機微量元素的抗病和抗應激作用明顯優于無機微量元素 無機鐵性質不穩定，易與其它營養物質產生拮抗作用，并在消化吸收過程中還會影響胃腸道的酸堿平衡，而對機體產生不良影響。氨基酸螯合鐵中鐵離子被封閉在螯合物的螯環內，較為穩定，極大地降低了對飼料中加的維生素等物質的破壞作用。氨基酸螯合鐵在預混合飼料中具有較好的穩定性，對VA、VC的破壞作用明顯小于無機礦物鹽[13]。

2.5 減小環境污染 氨基酸螯合鐵的生物學效價較高，故低添加量的螯合鐵就可代替高劑量的無機鐵，從而減少向環境的排放而減輕環境污染。

3 氨基酸螯合鐵在養豬生產上的應用效果

3.1 氨基酸螯合鐵在母豬生產中的的應用 Dameley (1993)[14]經4年多的生產試驗，研究結果表明，氨基酸鰲合鐵能提高母豬繁殖性能，并改善經產母豬體況。但目前生產中多是在母豬飼糧中添加氨基酸螯合鐵來預防仔豬貧血。Ashmead(1991)[15]報道，氨基酸螯合鐵加入分娩前的懷孕母豬飼糧中，可使鐵通過胎盤，并由胚胎吸收，使出生后仔豬貯存足夠的鐵，消除仔豬貧血癥的發生，且無需再額外給仔豬補鐵。并報道，仔豬的出生重及斷奶重也較大，死亡率減小，且仔豬較健壯。王紀亭等(2002)[16]在產前1個月的母豬飼料中添加500mg/kg甘氨酸鐵，初乳中鐵含量提高了2.45%，仔豬初生重提高42.4%，死亡率降低6.4%，血液中鐵含量提高24.9%。張照喜(2002)[17]在妊娠后期和哺乳期飼糧中分別添加賴氨酸螫合鐵和硫酸亞鐵，并同時給初生仔豬注射葡聚糖苷鐵，研究結果表明：賴氨酸螫告鐵組較對照組仔豬斷奶成活率提高了9.2%(P＜0.05)，平均斷奶重提高18.8% (P＜0.01)；較硫酸亞鐵組仔豬斷奶成活率提高了3.1% (P＞0.05)，平均斷奶重高9.9%(P＜0.05)；較3日齡仔豬注射葡聚糖苷鐵組相比，成活率和斷奶重分別提高了0.2%和2.3%(P＞0.05)。童建國(2002)[18]在基礎日糧基礎上，試驗組添加400 mg/kg甘氨酸螯合鐵，總產仔數、活仔數和初生窩重較對照組分別高于了3.6%、3.77%和4.75%，并能顯著改善仔豬的缺鐵性貧血。

3.2 在仔豬生產中的應用 仔豬初生時，由于胎盤屏障的影響，體內鐵貯較低，而與仔豬出生后乳汁鐵含量低和較高的生長速度形成矛盾，導致仔豬易出現缺鐵性貧血[9]。Fourugouir 和 Kawabata(1976，1977)認為，口服蛋氨酸鐵可顯著提高仔豬血紅蛋白含量和血漿鐵水平，并促進免疫功能的改善，初生仔豬腸粘膜易吸收鐵、出生后前幾個小時口服鐵螯合物，能滿足斷乳仔豬對鐵的需要。仔豬出生后的前幾個小時，仔豬小腸可通過胞飲方式吸收大分子有機物質來實現的[19]。徐建雄(1993)[20]在仔豬飼料中添加蛋氨酸鐵60 mg/kg，日增重、飼料效率和經濟效益分別提高9.99%～12.98%、6.60% ～10.61%、18.16%～28.47%。Feng等*(2007)[21]在仔豬飼料中添加90mg/kg的甘氨酸鐵與硫酸亞鐵組相比，可顯著提高仔豬日增重、血紅蛋白含量及增強仔豬免疫功能。同時國內外很多研究結果表明，氨基酸螯合鐵可通過穿過胎盤和提高母乳鐵含量傳遞給仔豬，從而促進仔豬生長發育，預防缺鐵性貧血，降低仔豬死亡率[12,22]。

3.3 育肥豬 添加氨基酸螯合鐵可提高生長育肥豬日增重和飼料利用率。Yu等(2000)[23]研究表明，氨基酸螯合鐵生物學利用率顯著高于硫酸亞鐵，且隨著氨基酸螯合鐵添加量的增加，血紅蛋白含量、紅細胞壓積和血漿鐵含量逐漸增加。鞠繼光等(2000)[24]在生長育肥豬日糧中以40 mg/kg的羥基蛋氨酸鐵代替等量相應的無機鐵，生長豬日增重提高了8.3%，料肉比降低了13.7%。婁雪彪(1992)[25]報道，在生長豬的日糧中添加60mg/kg的蛋氨酸鐵，與對照組相比可提高豬的增重13%，料肉比降低11.7%，血紅蛋高含量增加0.8g/100ml，經濟效益提高13%。孫鐵虎等(2006)[26]在生長豬日糧中添加160mg/kg的氨基酸螯合鐵，可顯著提高平均日增重和改善飼料轉化效率。

4 存在的問題及前景

氨基酸螯合鐵可明顯改善母豬繁殖性能，并改善動物的生長性能，增強免疫功能，另外還可適當減少鐵的添加量，從而減少排泄物中的排出量，減輕環境污染。是優良的無機鐵替代產品，具有廣闊的應用前景。但從目前生產中的應用情況來看還存在一些問題，有待于進一步研究。

4.1 較高的生產成本 目前市場上氨基酸螯合鐵價格是硫酸亞鐵的數倍，雖然氨基酸螯合鐵具有優越性但也很難在生產中應用。當務之急應研制出降低生產成本的新工藝新方法，改進產品配方、工藝，研制出市場可以接受的微量元素螯合產品。

4.2 螯合產品品質控制檢測方法 目前關于氨基酸螯合產品未得到廣泛應用，除價格因素外，可能是由于氨基酸螯合產品的性質不夠穩定，質檢方法還沒有得到很好的解決。當前氨基酸螯合微量元素的定性定量分析尚待研究解決，當前對于氨基酸微量元素的定性定量分析常采用分光光度法、電位法，但這些方法難以確定其螯合度或絡合度的質量，從而無法規范氨基酸螯合微量元素的生產、銷售及應用。因此，建立準確的定性、定量檢測新技術，是今后研究工作的重點之一。

4.3 作用機理及利用條件有待進一步研究 關于氨基酸螯合鐵的作用效果已有很多研究，但對于其在體內的吸收機制和代謝原理及對機體造血機能的影響有待進一步研究。雖然很多研究結果表明氨基酸螯合鐵是利用肽與氨基酸的吸收機制而非小腸中無機狀態金屬離子吸收機制，但作用模式還需進一步證實。氨基酸螯合鐵的需要量受不同動物、不同階段、不同日糧營養水平及螯合物不同結構形式等條件的影響，因此明確氨基酸螯合鐵的利用條件就顯得很有必要。

4.4 強化示范推廣 加大對氨基酸螯合鐵示范宣傳與推廣，使人們盡快接受這一新型微量元素添加劑，成為常規的礦物元素添加劑，一經大面積普及使用，將會給飼料工業和畜牧業帶來顯著的社會經濟效益。

[1] 楊風. 動物營養學第二版[J]. 北京: 中國農業出版社, 1993.

[2] 周桂蓮, 韓友文, 徐子偉等. 不同鐵源生物學效價的研究[J]. 動物營養學報, 2002, 14(2): 47-52.

[3] Yu B, Huang W J, Chiou P W S. Bioavailability of iron from amino acid complex in weanling pigs[J]. Animal Feed Science and Technology, 2000, 86(1): 39-52.

[4] Ma W Q, Sun H, Zhou Y, et al. Effects of iron glycine chelate on growth, tissue mineral concentrations, fecal mineral excretion, and liver antioxidant enzyme activities in broilers[J]. Biological trace element research, 2012, 149(2): 204-211.

[5] 龐少偉, 孫之南, 董景崗. 微量元素飼料添加劑研究與應用進展[J]. 飼料工業, 2004, 25(11): 17-19.

[6] 鄺聲耀. 有機微量元素應用研究[J]. 中國飼料, 2003 (21): 10-11.

[7] Hopping J M, Ruliffson W S. Effects of chelating agents on radioiron absorption and distribution in rats in vivo[J]. American Journal of Physiology--Legacy Content, 1963, 205(5): 885-889.

[8] Graff D J. Absorption of minerals compared with chelates made from various protein sources into rat jejunal slices in vitro. 1970[J]. Salt Lake City, 1970.

[9] Kegley E B, Spears J W, Flowers W L, et al. Ⅰron methionine as a source of iron for the neonatal pig[J]. Nutrition Research, 2002, 22(10): 1209-1217.

[10] Spears J W, Schoenherr W D, Kegley E B, et al. Efficacy of iron methionine as a source of iron for nursing pigs[J]. Journal of Animal Science, 1992, 70(Supl 1): 243.

[11] 許麗, 韓友文. 甘氨酸螯合鐵, 蛋氨酸螯合銅預防仔豬貧血效果的研究[J]. 飼料工業, 2001, 22(11): 38-39.

[12] 石文艷. 氨基酸螯合鐵預防仔豬貧血的效果研究[D]. 石河子: 石河子大學, 2005.

[13] 王學梅. 母豬飼糧中添加氨基酸螯合鐵預防仔豬貧血的研究[D].東北農業大學碩士學位論文. 沈陽: 東北農業大學, 2002, 5.

[14] Darneley A H. Ⅰmproving reproductive performance with iron amino acid chelate[J]. The roles of amino acid chelates in animal nutrition, 1993, 268.

[15] Ashmead D. Chelated mineral nutrition in plants, animals and man[M]. Charles C. Thomas, 1982.

[16] 王紀亭, 姜殿文, 萬文菊. 氨基酸螯合鐵在母豬生產中的應用研究[J]. 山東農業科學, 2003, 3:44-45.

[17] 張照喜, 孟慶良, 石傳林. 賴氨酸螯合鐵在母豬日糧中的應用[J].飼料博覽, 2002, 3: 019.

[18] 童建國, 易德瑋, 唐明紅. 甘氨酸螯合鐵對母豬生產性能的影響[J]. 中國飼料, 2002, 19: 11-12.

[19] Lecce JG. Effect of dietary regimen on cessation of uptake of macromolecules by piglet intestinal epithelium (closure) and transport to the blood. J Nutr 1973;103:751-756.

[20] 徐建雄. 蛋氨酸鐵在豬營養中的應用研究對仔豬生長的影響咖[J]. 上海農學院學報, 1993.

[21] Feng J, Ma W Q, Xu Z R, et al. Effects of iron glycine chelate on growth, haematological and immunological characteristics in weanling pigs[J]. Animal feed science and technology, 2007, 134(3): 261-272.

[22] Close.Biotechnology in the feed industry[J]. Proceedings of alltechs 14th annual symposium.2001,469～483.

[23] Yu B, Huang W J, Chiou P W S. Bioavailability of iron from amino acid complex in weanling pigs[J]. Animal Feed Science and Technology, 2000, 86(1): 39-52.

[24] 鞠繼光.微量元素有機螯合物對生長育肥豬生長性能的影響[J].飼料博覽,2000,(1): 43-43．

[25] 婁雪彪. 蛋氨酸鐵飼喂生長豬試驗[J]. 養豬, 1992, 3: 003.

[26] 孫鐵虎, 樸香淑, 龔利敏, 等. 氨基酸絡合鐵對生長豬生長性能及有關指標的影響[J]. 動物營養學報, 2006, 18(1): 12-18.

S816.41

A

1007-1733(2014)02-0080-03

2013–12–22）

山東省現代農業產業技術體系生豬創新團隊建設項目（STDAV-011-06-05）