揭露動物營養中微量礦物質的誤區

靳文廣

微量礦物質營養的創新（包括有機和微量羥基微量元素產品的推出）有助于最大限度地提高動物的健康和生產力。

中圖分類號：S816 文獻標志碼：C 文章編號：1001-0769（2018）04-0079-03

礦物質預混料可以利用多種原料進行配制，每一種原料都有優點和缺點。準確性差仍然是普遍存在的問題，這很可能由與微量礦物質需求和微量礦物質來源有關的不正確認識或誤區造成的。因此，雖然只是構成了日糧成分和成本的一小部分，但揭露與微量礦物質營養有關的一些誤區可能對于最大限度地提高動物健康和生產性能，以便為動物生產者創造額外的利潤具有極其重要的意義（圖1）。

● 誤區1：動物的微量礦物質需求是靜態的

對生產動物的微量礦物質需求已經進行了近90年的研究。這些研究通常在高度衛生的環境中用健康動物進行，因此導致得到了動物對礦物質的靜態需求。然而，動物“真正的”礦物質需求并不是靜態的。雖然大多數礦物質需求往往要考慮年齡、品種和生殖狀況，但變化是很常見的，并且可能與原料的溶解度、動物健康和礦物質拮抗劑的存在與否有關。這種情況在商業性生長條件和當今最低成本的配方方案下尤其如此，最低成本配方方案通常會減少日糧礦物質含量以此降低生產成本。

重要的是要了解每一種礦物質來源的優缺點，消除將礦物質簡單分類為無機類或有機類的常見誤區。

合乎邏輯的假設是：當動物正在應對環境應激或健康挑戰時，它們的礦物質需求會暫時性地增加；此外，采食量往往會減少，這會減少礦物質的攝入量，從而會加劇挑戰的嚴重性。挑戰性條件下的另一個常見后果是氧自由基水平的升高。動物保護自身免受自由基侵害的能力主要取決于體內銅、鋅和錳的水平。如果微量礦物質攝入量不能滿足由免疫系統強加的這一高需求，動物的生產性能將受到不利的影響。

除了對動物健康有重要的系統性影響之外，以一個高于早先確定的需求水平在日糧中添加微量礦物質可有利于胃腸道健康。美國的普通養豬生產者會以需求量的10多倍來給豬飼喂微量礦物質，以最大限度地提高豬的健康和生產性能。這對確定微量礦物質需求的最初目的來說提出了質疑：確定需求量是為了最大限度地提高動物生產性能或僅僅為了防止健康動物出現營養不足？由現代研究和常用飼喂措施提供的證據表明，為了在商業化生產條件下最大限度地提高動物的健康和生產性能，礦物質需求量可能要高于先前在健康動物中確定的水平。

● 誤區2：氧化物和硫酸鹽類微量礦物質非常適合當今動物的營養需要

傳統上，無機類礦物質（如氧化物或可溶性礦物鹽，如硫酸鹽）已成市場的主導產品。在動物礦物質需求量被確定時，這些類型的礦物質已經在市場上有供應，這可以對它們在動物生產中的應用創造一個平緩的過渡期。由于這些原料不是以動物飼養為目的生產的，因此它們的某些特性并不適用于動物營養上。金屬氧化物受其加工工藝的影響而使它們的生物利用率差異很大。而且，硫酸鹽類礦物質由于分子中帶有離子鍵而往往具有很高的可溶性。當此類礦物質接觸到飼料中或動物體內的水分時，會導致活性金屬離子被快速釋放出。這些活性離子會損害飼料中的昂貴成分，如脂溶性維生素。游離金屬離子可以與飼料中的其他成分如含硫氨基酸或肌醇六磷酸磷發生螯合作用，使它們變得不可利用。磷是加入動物日糧中的最昂貴的營養素之一，是動物正常生長和發育所必需的。

飼喂可溶性礦物質所產生的負面影響可能會在以高于其需求濃度飼喂時加劇，并限制這種飼喂策略的潛在益處。動物能夠調用自身的適應機制來應對上消化道中快速釋放出的高濃度金屬離子。一系列機制同時啟動并下調金屬轉運蛋白，同時增加礦物質結合蛋白的合成以隔絕活性金屬離子。雖然保護動物是必要的，但這樣的機制可能會對動物的生產性能產生不良影響，并會增加礦物質排入環境中的數量。

● 誤區3：非商品類微量礦物質技術成本過高

由于游離金屬離子具有較高的活性，因此其通常不會出現在動物組織中。相反，它們幾乎會完全與小分子伴侶蛋白結合。20世紀80年代，多家公司開始開發有機微量礦物質以模擬金屬伴侶蛋白，直接解決傳統無機礦物質的局限性。有機礦物質往往具有更強的共價鍵，這可以降低礦物質的溶解度，并保護活性礦物質在飼料中和動物體內免受拮抗性相互作用的影響。這類礦物質的相對生物利用率往往高于無機礦物質。然而，由于有機礦物質的生產需要利用到無機微量礦物質和昂貴的蛋白質原料，用其完全替代硫酸鹽或氧化物仍然成本高昂。

直到20世紀90年代中期羥基類微量礦物質的推出，它在經濟上完全替代可溶性無機微量礦物質變得可行。羥基類微量礦物質具有與有機礦物質類似的強共價鍵，但是通過鹽酸、水和高純度金屬原料在嚴格受控生產條件下的化合反應以形成一個穩定的三維“α”晶體結構而制成的。這種獨特的結構會產生更多的益處，包括比有機礦物質更低的溶解度（表1），同時對結構中的硫酸鹽仍有較高的生物利用率（圖2）。最重要的是，較低成本的底物使得羥基類微量礦物質比有機礦物質便宜幾倍，最終可以經濟地替代硫酸鹽和氧化物。

● 避免誤區

生產者既要避免動物有相對靜態的礦物質需求的誤區，又要與供應商合作以更好地了解其生產系統特有的微量礦物質需求。此外，了解每種礦物質來源的優缺點、消除將礦物質簡單分類為無機類或有機類的常見誤區至關重要。雖然有機礦物質的確具有比傳統的無機礦物質更多的益處，但新型無機礦物質目前正在推向市場。特別需要注意的是，羥基類微量礦物質具有較強的共價鍵，同時較低溶解度的有機礦物質是其成本的一小部分。