微量元素氨基酸螯合物作為飼料添加劑的應用前景及存在的問題

和興

微量元素氨基酸螯合物作為
　　
　　飼料添加劑的應用前景及存在的問題
　　
　　濰坊祥維斯化學品有限公司王磊
　　
　　微量元素是動物生存必需的營養素，在動物體內及飼料中含量雖少，但對于畜禽、水產生物的生長發育和健康卻關系重大。到目前為止，微量元素營養經歷了無機鹽、簡單有機化合物和微量元素氨基酸螯合物三個發展階段。與前面兩者相比，微量元素氨基酸螯合物更容易被機體吸收利用，具有更高的生物利用率，并且在防治疾病、抗應激、提高養分利用率和改善畜禽的繁殖性能方面有著特殊作用。因此氨基酸螯合物作為第三代的微量元素添加劑具有廣闊的應用前景。
　　
　　一、微量元素氨基酸螯合物的優良特性
　　
　　1.促進金屬離子的吸收、生物學效價高
　　
　　無機微量元素由于帶有結晶水、吸濕性強、易結塊、流動性差，使用過程中易與飼料中的植酸、草酸、磷酸等物質發生化學反應，形成機體不能或難以吸收的物質，生物學利用率低。微量元素氨基酸螯合物因其金屬離子與氨基酸分子通過配位鍵結合，使分子內電荷趨于中性，形成了穩定的化學結構，從而使金屬離子免受飼料中植酸、草酸、磷酸和消化道中胃酸等物質的不良影響，便于機體對金屬離子的充分吸收與利用。氨基酸螯合物的吸收速度比無機鹽類快3～5倍，Graff等(1995)認為，氨基酸螯合鐵的吸收率為無機鐵的4.9倍。無機微量元素被動物吸收后，必須借助于輔酶的作用，與氨基酸或其它物質形成螯合物，才能穿過細胞膜。氨基酸螯合物是微量元素吸收的主要模式之一，借助于小肽或氨基酸的吸收途徑不僅可以避免不同礦物質之間的拮抗作用，并能防止與日糧中其它營養成分發生反應而降低吸收率，可滿足動物機體對微量元素的充分吸收與利用。氨基酸螯合物被完整、迅速地吸收進入動物體內，作用于特定的組織和酶系統，或者直接同酶結合在一起作為酶的活性中心的組成成分，或者作為激活因子改變酶的結構，提高酶的活性，從而改變營養物質的代謝速度，節約體能消耗，因而具有較高的生物學效價。閆立新等(1996)認為蛋氨酸鋅的生物學效價是硫酸鋅的155%；滕冰等(1999)報道，以雞體鋅沉積率或鋅表觀代謝率為判定指標，以硫酸鋅為100％，蛋氨酸鋅的綜合平均生物效價相對值為：l55％和317％；周桂蓮等(2000)的試驗結果顯示，賴氨酸螯合鐵和甘氨酸螯合鐵的生物學效價分別比硫酸亞鐵高l.73％～48.31％和2.75％～47.19％；Wedekind等(1992)的報告指出，蛋氨酸鋅之中鋅的生物利用率是硫酸鋅的206％；Kegley等(2003)認為，蛋氨酸鐵的生物有效性相當于180％的硫酸亞鐵。
　　
　　2.降低對飼料中維生素的破壞作用，更加環保
　　
　　無機金屬離子在飼料的生產貯存過程中容易發生氧化還原反應，如Fe2+易氧化成Fe3+，Cu2+易還原成Cu+。這種氧化還原反應會破壞飼料中的維生素，預混料中存在的CO32-及膽堿的堿性條件更是加重了上述反應。實驗證明，大多數維生素對Fe2+和Cu2+的生化反應都很敏感，如維生素C在有0.0002mol/L金屬離子存在時，其分解速度可加快1000倍。這就直接導致了在當前的飼料生產中維生素的實際添加量遠遠超過了飼養標準的推薦量，增加了飼料生產成本。氨基酸螯合物中的金屬離子被封閉在螯合物的螯環內形成穩定的化學結構，保護了金屬離子，從而極大地降低了對飼料中維生素的破壞作用。Marchetti等(1995)報道，分別以螯合物和傳統的硫酸鹽形式添加微量元素，結果發現在室溫和37℃保存時以螯合物形式添加的預混料中VA、VB1、VC、VK的損失率顯著低于以硫酸鹽形式添加的預混料，這些差異在37℃保存時更加明顯。楊敏等(2001)的試驗結果表明，微量元素氨基酸螯合物能顯著降低預混料中脂溶性維生素A和水溶性維生素B的損失率。添加有機微量元素時，預混料中維生素的存留率要比添加無機微量元素時高40％左右。國內外許多養殖場廣泛使用高銅、高鋅飼料喂豬，銅鋅添加量已經達到或超過豬的最小中毒劑量，大量未被吸收的銅、鋅隨糞、尿排出體外，不但導致環境污染，而且直接影響動物健康和畜產品的食用安全。螯合物保護了微量元素不被酸奪走而排出，避開了消化道內大量二價鈣離子的拮抗作用，微量元素氨基酸螯合物具有類似二肽結構，也削減了氨基酸的吸收和轉運的競爭。由于氨基酸螯合物具有更高的生物學利用率，故可以30％～50％的比例替代相應的無機鹽，從而降低了金屬元素對土壤、水源的污染。
　　
　　3.增強機體免疫功能，抗病抗應激
　　
　　螯合物進入動物體后，可將螯合的微量元素直接運輸到特定的靶組織和酶系統中，滿足機體需要。據報道，氨基酸螯合物可能作為“單獨單元”在動物體內起作用，如改進動物皮毛狀況，減少早期胚胎死亡等。氨基酸螯合物具有一定的殺菌和改善機體免疫功能的作用，對某些腸炎，皮膚病、貧血、痢疾有顯著的治療作用。Flinchum(1989)報道，在雛雞日糧中加入一定量的蛋氨酸鋅，可顯著提高雛雞對大腸桿菌的抵抗力。Daniels(1990)給豬飼喂40mg/kg蛋氨酸鋅后，人工感染豬痢疾，豬死亡率下降。李麗立等給哺乳仔豬分別飼喂含復合氨基酸鐵、硫酸亞鐵+復合氨基酸日糧，豬白痢發病率分別比飼喂硫酸亞鐵日糧降低27.78%和10.48%。邵凱等(1996)發現日糧中補蛋氨酸組綿羊的布氏桿菌試管凝集反應抗體滴度、淋巴細胞ANAE染色陽性率和外周T淋巴細胞轉化率明顯高于補氧化鋅組，表明補蛋氨酸鋅能更好地促進綿羊細胞免疫能力和體液免疫能力。余德謙等(2003)的試驗證明氨基酸螯合物確有提高豬免疫機能的趨勢，而且添加復合氨基酸螯合微量元素能提高紅細胞壓積和血紅蛋白水平。高溫條件下，在飼料中添加蛋氨酸鋅可以減輕蛋雞熱應激，并能有效的阻止產蛋量下降和改善蛋殼品質（張世棟，1998；Kienholzr，1992）。在泌乳母豬飼糧中添加氨基酸螯合鐵，可提高仔豬血紅蛋白含量，有效預防仔豬貧血的發生（許建雄，1998；Paul，1978；Ashmead，1996）。
　　
　　二、微量元素氨基酸螯合物的應用現狀
　　
　　微量元素氨基酸螯合物具有穩定的化學性質、較高的生物學效價和特殊的營養功能，對動物生產性能的發揮具有良好的促進作用。國內外已就微量元素氨基酸螯合物的應用做了大量試驗，絕大多數報道證明了氨基酸螯合物的生物學效價比無機鹽高。有關氨基酸螯合物應用效果的實驗報道太多，這里不再贅述。氨基酸螯合物作為飼料添加劑克服了單純無機鹽的種種缺陷，起到補充微量元素和氨基酸的雙重營養作用，在各種畜禽以及水產上應用均表現出提高繁殖性能，提高日增重和飼料利用率，改善胴體品質，增強機體免疫力，抗病抗應激的作用。目前在動物生產中，氨基酸螯合物在種畜、種禽、水產以及動物生長發育的特殊時期得到了較為廣泛的應用，經大量商業化養殖場使用證明，氨基酸螯合物的效果是確實可靠的。人們對環境保護以及食品安全問題越來越重視，終有一天有機微量元素將成為常規的礦物元素添加到動物日糧中，被普遍、廣泛地使用。
　　
　　三、制約微量元素氨基酸螯合物發展的因素
　　
　　微量元素氨基酸螯合物作為第三代微量元素添加劑逐漸被人們所認識和接受，但就目前來看，仍存在一些問題需要解決。
　　
　　1.生產成本偏高，導致銷售價格較高
　　
　　目前微量元素氨基酸螯合物在生產時多使用合成氨基酸，一般價格均較高，如美國、日本等國家用人工合成的蛋氨酸、賴氨酸等單一氨基酸合成的微量元素氨基酸螯合物，價格均為無機鹽的5-10倍。用蛋白廢料生產的復合微量元素氨基酸螯合物盡管價位不高，但實際應用效果不理想，因此，應加強研發工作力度，并不斷改進生產工藝，選擇合適的工藝路線，從而大幅降低生產成本，生產出物美價廉的氨基酸螯合物產品。
　　
　　2.應進一步研究氨基酸螯合物的作用機理，并深入研究適合畜禽的最佳螯合物結構形式、最佳的添加劑量，以達到最佳的使用效果，獲得最好的經濟效益。
　　
　　3.氨基酸螯合物的質量檢測有待解決，定性定量分析方法尚待研究。
　　
　　微量元素氨基酸螯合物質量參差不齊是一個不爭的事實。飼用氨基酸螯合物產品的質檢分析是一大難題，國內外均沒有很好的解決。已知樣品是氨基酸螯合物純品時，用紅外光譜、核磁共振、x光衍射光譜、熱差分析等手段都能作出定性判定，而后再用原子吸收光譜或等離子光譜和氨基酸分析儀，可分別測定微量元素和氨基酸的含量，同時還可以判定微量元素和氨基酸的絡合摩爾比。對于飼用螯合物產品，以上方法就不適用了，產品中的稀釋劑和載體會嚴重干擾儀器分析，這種情況推薦采用先定性、后定量的分析方法。簡單的說就是先用甲醇浸提待測螯合物樣品，然后過濾得到濾液，滴加雙硫腙試劑，如果溶液顯綠色則說明待測樣品為純品，如果樣品混有無機鹽，隨無機鹽含量的增加溶液的顏色則由綠色向紅色過渡。對于判定為真的螯合物樣品可進一步用原子吸收光譜和氨基酸分析儀做出微量元素和氨基酸的準確定量分析。
　　
　　綜上所述，作為新一代的微量元素添加劑氨基酸螯合物，其在畜牧養殖業上的作用與意義是毋庸置疑的，具有廣闊的應用前景。但還急需建立微量元素氨基酸螯合物的相關標準，制定螯合物質檢與鑒別的有效方法，用來規范飼用氨基酸螯合物的生產、銷售和使用。
----《賽爾飼料工業》

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降低成本是關鍵, 生產工藝的改進潛力很大.