微量元素氨基酸螯合物及其在动物生产中的应用

摘要:微量元素氨基酸螯合物是一种新型有机矿物元素添加剂,被称为第三代微量元素添加剂。由于其稳定性好、生物效价高、易消化吸收、抗干扰性强等特点,迅速成为动物营养研究的热点,在各种动物生产中广泛应用。本文就微量元素氨基酸螯合物的概念、营养特性、作用机制及在动物生产中的应用进行综述。
关键词:无机微量元素;氨基酸螯合物;微量元素氨基酸螯合物
Aminoacidtracemineralchelatesinpigs,chickenProduction
SuCongcheng
(DepartmentofAgronomy,DezhouUniversity,DezhouShandong,253023)
Abstract:Aminoacidtracemineralchelatesisaneworganicmineraladditives,knownasthethirdgenerationoftraceelementadditives.Aminoacidtracemineralchelateswereappliedwidelyinanimalnutritionintherecentyearsbecauseofitsgoodstability,easydigestion,highutilization,anti-bacteriumandsoon.Thispapersummarizedtheconcept,nutritionalcharacteristicsandbiologicalfunctionsofaminoacidtracemineralchelatesanditsapplicationsinanimalproduction.

Keywords:inorganictraceelements;aminoacidchelate;aminoacidtracemineralchelate

微量元素氨基酸螯合物具有改善金属离子在体内的吸收和利用,防止微量元素形成不溶性物质,具有一定的杀菌改善机体免疫功能的作用,对提高畜禽生产性能和抗应激能力等具有重要作用,是一种新型的高效的绿色饲料添加剂。本文对微量元素氨基酸螯合物的概念与分类、营养特性以及在动物生产中的应用作一综述。

1微量元素氨基酸螯合物的概念和种类
1.1微量元素氨基酸螯合物的概念
微量元素氨基酸螯合物是由氨基酸与微量元素金属离子形成的螯合物。美国饲料公职管理人员协会(AAFCO)1999年的定义为:金属(特定氨基酸)螯合物是指特定的化学实体。如蛋氨酸锌是由硫酸锌与DL-蛋氨酸络合的产物。这种产物由蛋氨酸、锌、硫酸按1:1:1之比构成。金属氨基酸螯合物是由可溶性金属盐的金属离子与氨基酸,以1mol金属与1-3mol氨基酸的比例生成的配位体共价键的产物。这些水解氨基酸的平均分子量约为150,且生成的螯合物分子量不应超过800。应标明最低金属含量[1]。
1.2微量元素氨基酸螯合物的种类
根据其组成氨基酸是否为单体可将微量元素氨基酸螯合物分为2大类。
1.2.1单一氨基酸微量元素螯合物
由单一的某种氨基酸(如蛋氨酸、赖氨酸)与某一氧化态的元素化合物(或直接由元素单质加无机酸)在一定的pH值、严格的反应物摩尔比和规定的反应温度和时间下进行螯合反应的产品。这类产品组成固定,性质也比较稳定。典型产品如蛋氨酸铁(锌、铜、锰)等。
1.2.2混合氨基酸或多肽微量元素螯合物
由蛋白质原料(动物或植物蛋白)水解而来的氨基酸混合物,也可以是由以上原料不彻底水解的混合多肽。这类产品的组成不固定,稳定性较差,易被氧化,易吸潮结快,货架寿命短,生物效价低。

2微量元素氨基酸螯合物吸收利用机制
无机盐微量元素在消化道内,先分解为酸根和金属离子。金属离子必须借助辅酶的作用与氨基酸或其他物质形成络合物后才能被机体吸收,吸收后金属元素在血液中与某些蛋白结合,被运输到机体所需要的部位发生功效。金属离子的吸收受饲粮因素的影响,饲粮中的植酸,纤维易于金属离子结合形成络合物,阻止离子的吸收,矿物元素钙、磷、铜、铁、锌、铬等离子之间也存在颉颃作用,而抑制彼此间的吸收。
微量元素氨基酸及蛋白螯合物利用肽和氨基酸的吸收机制,不同于小肠中无机盐微量元素的吸收机制,位于五元或六元环螯合物中心的金属可以通过小肠绒毛刷状缘,以氨基酸或肽的形式被吸收。微量元素利用氨基酸或肽的吸收机制,可以使吸收和循环进入机体的效率更高。目前,尚无直接的试验证据可证实微量元素络合物或螯合物是以整体形式通过氨基酸或肽的吸收机制被吸收。
对于反刍动物而言,氨基酸螯合物形成较稳固的结构,使氨基酸螯合物在通过瘤胃时不被瘤胃中的微生物分解破坏,可形成过瘤胃保护性氨基酸。

3氨基酸微量元素螯合物作为饲料添加剂的优越性
3.1化学性质稳定、吸收利用率高、环境污染减少
氨基酸微量元素螯合物有比较稳定的化学性质,使得其分子内电荷趋于中性,在体内pH环境下,金属离子得到有效保护,使金属离子免受日粮中其它成分和肠胃道中胃酸等物质的不良作用,保护了金属离子的生物学效价,便于机体对金属离子的充分吸收和利用,提高利用率。因此,在日粮中添加较低量即可代替高剂量的无机盐,减少了动物粪便对环境的污染。
3.2生物学效价较高
氨基酸微量元素螯合物,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质过程中的中间物质,所以氨基酸微量元素螯合物不仅吸收快,而且可以节省许多系生化过程,节约体能消耗,使其具有较高的生物学效价。
3.3毒性低适口性好
添加无机盐不仅因其有特殊的气味而影响动物的适口性,而且还会影响胃肠内pH值和体内的酸碱平衡。氨基酸必需微量元素螯合物毒性低微,无刺激作用,适口性好。
3.4螯合物的特殊营养作用
在动物生长发育、繁殖等特殊时期,代谢的速率及模式将发生变化。如按常规以微量元素无机盐的形式饲给,既使成倍的增加用量,也不能完全奏效。而氨基酸螯合物不但能大大降低植酸盐的络合排出微量元素的作用,并相对地改善微量元素在机体内贮存和释放,使吸收速率提高。从而在时间和物质形式两个角度保证机体的高峰需求。

4微量元素氨基酸螯合物的一些应用现状
随着人们对氨基酸螯合物的作用和代谢方式的认识不断提高,由于畜牧业生产的发展对高效绿色饲料添加剂的呼唤,国内外关于螯合物的研究报道也与日俱增。应用范围从畜禽到鱼虾及水产生物全面展开。
有关螯合物应用效果的报道很多,绝大多数报道肯定了微量元素氨基酸螯合物的生物效价比无机盐高,螯合物可以在一定程度上提高动物的生产性能。当然,也有少数有关螯合物并不比无机盐好的报道。
4.1在鸡生产中的应用
用微量元素氨基酸螯合物替代蛋鸡和肉鸡饲料中的无机微量元素添加剂,取得了较好的效果。
4.1.1在肉鸡生产中的应用
在肉鸡饲料中添加微量元素氨基酸螯合物可提高肉鸡的生长速度,提高饲料转化率,减少死亡率和矿物质缺乏病。王邦仁等(1992)在艾维茵商品代肉鸡饲料中用微量元素氨基酸螯合物代替无机微量元素,结果试验组比对照组增重速度提高5.28%,饲料转化率提高2.59%,出栏重也有提高[2]。李德发等(1994)用0.3%氨基酸螯合锰、锌代替无机硫酸盐饲喂肉仔鸡,结果日增重提高6.6%,饲料消耗降低5.7%,腿病发生率下降9.94%[3]。赵军等(2005)在肉鸡饲料中添加复合氨基酸螯合铁、铜、锰、锌,结果肉鸡增重速度和饲料利用率都提高[4]。巴哈提古丽·马那提拜等(2007)用复合氨基酸螯合锌、锰替代基础日粮中相应无机元素饲喂肉用仔鸡,结果肉仔鸡生产性能、腿病发生率和死亡率有一定的改善作用,饲料转化率分别较对照组增加11.8%和11.0%[5]。
4.1.2在蛋鸡生产中的应用
在蛋鸡饲料中添加微量元素氨基酸螯合物,可以提高产蛋率,改善蛋壳质量,提高种蛋的孵化率和健雏率。孙得成等(1995)用复合氨基酸微量元素螯合物饲喂35周龄迪卡蛋鸡,结果实验组产蛋率和蛋重比对照组分别提高12.8%和21%,蛋壳厚度和强度分别提高12.12%和21%[6]。李玉清等(2008)对45周龄海兰父母代种鸡3个月的试验,结果添加微量元素氨基酸螯合物使蛋种鸡的产蛋率、受精蛋孵化率和入孵蛋孵化率显著提高,破蛋率显著降低,经济效益明显提高[7]。
4.2在猪中的应用
众多试验表明,猪生长各阶段中使用微量元素氨基酸螯合物可以提高生产性能和抗病力。
4.2.1微量元素氨基酸螯合物在母猪日粮中的应用
用微量元素氨基酸螯合物饲喂妊娠和哺乳母猪,由于其容易吸收、生物效价高,能提高母猪繁殖性能,改善母猪体况,并且通过胎盘和母乳可转移给仔猪,有效地防止哺乳仔猪缺铁性贫血,提高仔猪成活率和日增重。黄国清等(1999)在初产母猪的日粮中添加蛋氨酸铁,结果与添加硫酸铁的对照组比较,初产母猪受胎率平均提高7.2%,产活仔数增加0.37头,死胎率降低2.1%,断奶至产后发情间隔平均缩短1.35天[8]。
生产中也证明,只要围产期母猪补甘氨酸螯合铁,仔猪出生后不进行任何补铁处理,仔猪的健康和增重正常,血红蛋白也处于正常生理范畴之内。
4.2.2在仔猪中的应用
在断奶仔猪日粮中添加微量元素氨基酸螯合物可提高仔猪的生长性能,提高机体抗病力,降低死亡率。试验表明,给仔猪口服氨基酸螯合铁可提高仔猪血红蛋白含量和血浆铁水平,防止仔猪发生缺铁性贫血,促进生长发育,改善仔猪免疫功能。韩友文等(2000)用赖氨酸螯合物饲喂断奶仔猪,结果日增重提高6.4%,饲料转化率提高7.8%[9]。卢玉发等(2002)研究表明,微量元素氨基酸螯合物可提高断奶仔猪平均日增重8.3%,提高饲料效率8.1%[10]。刘卫东等(2008)研究发现在断奶仔猪日粮中添加甘氨酸螯合铁能明显提高断奶仔猪生产性能,提高经济效益[11]。
4.2.3在生长育肥猪中的应用
在生长肥育猪日粮中添加微量元素氨基酸螯合物使生长育肥猪日增重和饲料转化率提高,胴体品质得到改善。何勇军报道,在45~90日龄生长育肥猪日粮中添加蛋氨酸铁,试验组与对照组相比增重提高13%,料肉比降低了11.7%,经济效益提高13%;饲喂氨基酸螯合铜的经济效益最佳,净收入比对照组提高82.96%,比硫酸铜组提高23.62%[12]。Van等(2003)研究表明微量元素氨基酸螯合物替代无机铁、铜、锌等,可改善肉色、降低滴水损失、提高嫩度[13]。
4.3在奶牛生产中的应用
在奶牛饲料中添加微量元素氨基酸螯合物,可提高瘤胃氨基酸和微量元素的利用率,可提高产奶量,降低乳房炎发病率,降低奶中体细胞数量,改善繁殖性能,减少腐蹄病的发生。
Manspeaker(1993)对奶牛进行7年的研究发现,微量元素氨基酸螯合物对卵巢的活动、子宫内膜的健康、胚胎的发育和总的繁殖力有积极作用[14]。
Kellogg(1990)在泌乳牛日粮中添加蛋氨酸锌与等量锌加蛋氨酸的12次对比试验中,有8次试验显示,添加蛋氨酸锌(20mg/kg或40mg/kg)时,乳牛产奶量比对照组平均提高4.8%~6.0%,体细胞数下降22%或50%,蹄质量也明显优于对照组;其余4次差异不显著[15]。
李成会等报道,氨基酸微量元素螯合物铁、锌、猛、铜对提高产奶量、改善奶品质量具有重要作用,试验组奶牛产奶量与对照组相比提高10.34%,乳蛋白含量提高3.4%,奶料比、乳脂率和非脂固形物含量无明显变化[16]。
5应用氨基酸螯合物时存在的问题及对策
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本文全文刊于本杂志2011年10月刊

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