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微量元素氨基酸螯合物在畜牧业中的研究进展
车、
（op）
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生物学特性、作用机理、在畜牧业中的应用概况及应用前景进行了综述。
关键词：微量元素氨基酸螯合物，畜禽，作用机理，应用
The Progress of Trace Mineral Amino Acid Chelates in
animal husbandry
Ji Ronghua
(Shihezi University the College of Animal Science and Technology, Xinjiang Shihezi 832003)
Abstract:Trace Mineral Amino Acid Chelates is a new type of organic mineral elements additives,which is known as the third generation of trace elements additives. Its good stability, and high biological titer, digestible absorption, strong anti-interference make it rapidly becoming the hot research in animal nutrition , and being widely used in animal production. In this paper, the biological characteristics, mechanism of action, in animal husbandry and application prospects of Trace Mineral Amino Acid Chelates are reviewed.
Key words: Microelement amino acid chelate;Livestock and poultry; Mechanism; Application
微量元素和素氨基酸是动物生长发育必不可少的营养物质,在动物饲料中含量虽少, 但它们直接或间接地参与机体几乎所有生理和生化过程,与动物生长和健康密切相关。微量元素氨基酸螯合物是由氨基酸或短肽物质与可溶性金属盐中的金属元素离子通过化学方法螯合而成的一类具有独特螯环状结构的化合物，是一种接近于动物体内天然形态的微量元素补充剂。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，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饲料添加剂。近年来许多学者对此进行了大量的研究，取得了重要成果。与无机盐添加剂相比，不仅有很好的化学稳定性，而且能提高微量元素的生物利用率，具有易消化吸收、抗干扰、毒性小、增重明显等特点，是理想的新型高效微量元素饲料添加剂。
1．生物学特性及其作用机理
1.1 化学结构稳定
微量元素氨基酸螯合物的结构和无机盐有很大的区别。无机盐仅仅是阴阳离子间形成离子键结构，而螯合物的阳离子不但和氨基酸形成配位键，而且与其羧基构成离子键形成五元或六元环。由于这种离子键和配位键共存的独特结构，分子内电荷趋于中性，因此微量元素氨基酸螯合物不易与其他物质结合成不溶性化合物或被吸附在不溶性胶体上，具有良好的化学稳定性。
1.2　促进金属离子的吸收、生物学效价高
无机盐、简单无机盐形成的微量元素在被动物摄入后,金属离子需要载体分子与之构成元素螯合物形式,才能穿过细胞膜。螯合分子内电荷趋于中性,在胃肠道内溶解性好,能迅速将微量元素运送到肠道,利于小肠黏膜的吸收。Found (1974) 认为,位于具有五元环或六元环螯合物中心的金属元素可直接通过小肠绒毛刷状缘,而且所有螯合物都可能以氨基酸或肽的形成被吸收。
1.3　提高免疫功能,增强抗病能力
被吸收进入动物体后,可将螯合的微量元素直接运输特定的靶组织和酶系统中,满足机体需要。据报道,氨基酸螯合物可能作为“单独单元”在动物体内起作用,如改进动物皮毛状况,减少早期胚胎死亡等。氨基酸螯合物具有一定的杀菌和改善机体免疫功能的作用,对某些肠炎,皮肤病、贫血、痢疾有显著的治疗作用。
1.4　毒性小,适口性好
无机微量元素的应用容易过量甚至对动物造成中毒,其他的促生长添加剂容易在体内沉积、残留,而且添加无机微量元素常会因其特殊气味而影响动物的适口性。微量元素氨基酸螯合物的半致死量远远大于无机盐,毒副作用小,安全性好,且具有较好的适口性,易为动物采食吸收。
1.5 减少拮抗及其他破坏作用
微量元素之间存在着复杂而明显的拮抗作用,如Fe 与Zn 之间、Cu 与Mo 之间等等;同时,大多数饲料添加剂中使用石粉作载体和稀释剂,无形中加大了Ca2+ 的含量,而Ca2+对多种微量元素均具有拮抗作用。另外,无机金属离子在饲料的生产贮运中容易发生氧化还原反应,如Fe2+ 易氧化成Fe3+ ,Cu2+ 易还原成Cu+ 。这种氧化产物或氧化还原反应过程会氧化或催化破坏饲料中的维生素,添加剂中大量存在的CO32- 及胆碱的碱性条件更是加速了上述反应的进行。这种反应破坏维生素的同时也损失了微量元素。由于微量元素氨基酸螯合物的生化稳定性对金属离子的保护,有效抑制了矿物质元素的相互拮抗作用,减轻了金属离子氧化还原反应对维生素的破坏,从而减少了营养物质的损失,增强了其吸收利用的程度。此外,无机盐会影响动物胃肠内的pH 值和酸碱平衡,氨基酸螯合物为体内正常中间产物,可形成缓冲体系,减少对机体产生的不良剌激作用。
2. 微量元素氨基酸螯合物在畜牧生产中的应用
2.1 反刍动物
反刍动物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,改善胴体品质,提高日增重和饲料转化率;对泌乳动物可提高产奶量,降低乳房炎发病率, 减少腐蹄病的发生。Kellogg( 1990) 报道, 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。赵士堂(2003) 在奶牛日粮精料中添加羟基蛋氨酸锌250、500、750mg/kg 作为奶牛微量元素锌的添加剂, 结果产奶量分别增加0.77kg、1.27kg 和0.69kg, 增奶率分别为3.4%、5.8%和3.2%, 乳脂肪、乳蛋白、乳固形物和非脂乳固形物产量有一定程度的增加, 500mg/kg 剂量组乳糖含量有一定程度的增加, 乳中体细胞数下降幅度最大。吴志广等( 2005) 在含锌34.63mg/kg 的早期泌乳经产奶牛日粮中分别添加蛋氨酸锌100、250、400mg/kg,使奶牛各营养成分表观消化率呈不同程度的增高趋势,但没有达到显著差异(P>0.05) ; 使产奶量分别提高5.28% ( P<0.05) 、7.79%(P<0.01) 和7.12%(P<0.01) ; 不影响乳脂、乳糖的含量, 且在一定程度上提高了乳蛋白的含量, 乳锌含量极显著提高, 有效地改善了乳品品质。禹爱兵等(2006)在热应激期奶牛日粮中添加适量的赖氨酸铬, 可以改善奶牛生产性能和生理状态, 增强抗热应激能力, 铬的补充量以9~12mg/d·头为宜。添加组产奶量均高于对照组( P<0.05) , 添加组乳脂率高于对照组, 添加组奶中体细胞数均低于对照组( P<0.05) ; 血清中总甘油三酯含量均低于对照组( P<0.05) ; 葡萄糖与胰岛素比值均有所提高(P<0.05) ; 热应激条件下奶牛补充赖氨酸铬对干物质采食量、乳蛋白率、血清胰岛素和胆固醇含量及乳中铬含量没有显著影响。
2.2 猪
微量元素氨基酸螯合物可以提高仔猪免疫力，降低疾病影响，增加采食量，提高增长速度。研究表明,在仔猪出生后3 d ,喂蛋氨酸铁比喂硫酸亚铁的仔猪死亡率降低30. 4 %,在断奶仔猪日粮中添加蛋氨酸铁可降低仔猪下痢4. 3 %;母猪产前2 周每头每天口服4 g 蛋氨酸铁,可明显提高新生仔猪红细胞和血红蛋白;在妊娠母猪最后1 个月和产后20 d ,日粮中添加含铁60 mg/ kg 的蛋氨酸铁及在仔猪料中添加含铁100 mg/ kg 的蛋氨酸铁,可使得仔猪断奶窝重提高11. 2 %～18. 76 %,日增重提高17. 64 %～39. 4 %,并可明显提高仔猪血红蛋白和血浆铁水平。
微量元素在繁殖动物营养中具有重要的作用，如铜对受精率和胎畜发育的影响，锰与受胎率关系密切，缺锌会出现难产和死亡等。而氨基酸螯合物在保持动物繁殖性能正常的同时，
还可以减少慢性子宫炎感染，降低胚胎死亡率和加快子宫组织产后的恢复，使母畜的繁殖性能得到改善。Hoover[10]在母猪日粮中添加蛋氨酸锌,初产母猪首次配种受胎率平均提高7.2%, 胎产活仔数平均增加0.37头,第2～8胎经产母猪的胎产死胎率降低了7.1%～29.6%。
邓灶福在母猪产前与产后的日粮中添加甘氨基酸螯合铁与添加硫酸亚铁作对比试验, 添加量均为450/吨全价料, 甘氨酸螯合铁组平均窝产活仔数比对照组提高2. 5% (P>0. 05),仔猪日增重比对照组提高11.9% (P<0. 05), 育成率比对照组提高3.04%(P>0. 05 ), 母猪产后至21 天的总采食量比对照组提高7.0% (P<0. 05), 且仔猪出生后3 日内不用注射铁剂。证明妊娠后期母猪日粮中添加甘氨酸螯合铁能有效预防仔猪的缺铁性贫血。
2.3 鸡
微量元素氨基酸螯合物在肉鸡生产中应用，改善鸡的生产性能与蛋壳质量，增强机体免疫力。李玉清等在蛋种鸡日粮中添加微量元素氨基酸螯合物证明可以促进蛋种鸡生产,提高蛋种鸡的产蛋量和饲料利用效率,改善蛋壳质量,提高种蛋合格率、孵化率及健雏率,经济效益明显。孙德成等在产蛋鸡日粮中添加微量元素氨基酸螯合物，试验组的总产蛋重和产蛋率比对照组分别提高21.02%和12.80%，料蛋比和软破蛋率分别降低20.74%和31.79%。在测定蛋品质中发现, 试验组的蛋壳厚度、蛋壳强度和哈夫单位比对照组分别提高12.12%、18.34%和6.29%，并且试验组铁、铜、锰、锌元素的吸收利用率比对照组分别提高71.65%、93.07%、188.08%、107.42%。结果说明, 鳌合物中微量元素外面形成氨基酸保护膜, 不受外界因素的影响, 其形态与体内天然存在的形态基本相似, 吸收速度快, 沉积量大, 生物利用率高, 是畜禽良好的微量元素添加物。饲料中添加微量元素氨基酸螯合物饲喂肉鸡,可以促进肉鸡生长, 增加鸡肉产量, 降低饲料消耗,提高成活率, 减少发病率。李素芬等( 2003) 研究发现, 中等和强络合强度的复合氨基酸锰对肉仔鸡的生物学利用率明显优于无机硫酸锰和弱络合强度的蛋氨酸锰。滑静等( 2003) 在肉仔鸡基础日粮中添加0.3%有机微量元素, 其血清总蛋白、总氨基酸、血糖水平和α- 淀粉酶、谷胱甘肽过氧化物酶的活性均显著高于对照组, 总增重也显著高于对照组。表明有机微量元素在吸收入血后, 可释放出Zn、Cu、Se 等微量元素, 激活体内的金属酶, 发挥其促进蛋白质、糖类的代谢作用。
3. 应用前景
诸多研究表明,添加有机微量元素能缓解动物应激、增强机体抗氧化能力, 从而减少脂质过氧化, 改善肉质, 提高畜禽产品质量。可见, 应用有机微量元素进行营养调控,是改善畜禽肉质的有效手段之一。，因此，微量元素氨基酸螯合物作为一种新型、高效、环保型营养添加剂，将得到广泛运用。进一步有目的地在提供营养素的同时进行生理调控，研究具有生理调控功能、强化营养素作用的稳定型的功能性有机微量元素，更有助于其功能的发挥并得到广泛地运用，达到高效、低成本的应用效果。
参考文献：
[1]赵士堂.羟基蛋氨酸锌在奶牛上的应用研究[D].杭州:浙江大学硕士学位论文, 2003.
[2]吴志广, 李建国, 李秋风, 等.不同蛋氨酸锌水平饲喂泌乳奶牛的试验研究[J].黑龙江畜牧兽医, 2005, ( 12) : 13- 15.
[3]禹爱兵, 刘亮, 王加启, 等.热应激条件下日粮补充赖氨酸铬对泌乳期奶牛生产性能及血液参数的影响[J].中国奶牛, 2006, ( 5) :7- 12.
[4]张涛.氨基酸微量元素螯合物在猪营养中的研究[B].南方养猪.营养与日粮, 2007,（219）: 6-7.
[5] Hoover S L ,Ward T L ,et al Effect ofDietary Zinc and Zinc Amino Acid Complexes on Growth Performance of StarterPigs .J Amino.Sci,1997,75(suppl.1).
[6] 何勇军.微量元素氨基酸螯合物在养猪生产中的应用[A].安徽农业科学, 2007, 35 (34):11102 – 11103
[7] 张文秋,刘德全.氨基酸微量元素螯合物在单胃动物生产中的应用.今日畜牧兽医,2007,(5):57-58.
[8] Kellogg D W, Tomlinson D J, Socha MT, etal. Review:Effect of zinc methionine complex on milk production and somatic cell count of dairy cows Twelve- Trial summary[J].Professional Animal Scientist,2004, 20( 4) : 295- 301.
[9]钟波,韩德超.微量元素氨基酸螯合物的特性及在养鸡生产中应用.饲料饲草,2007,34-35.
[10]李玉清,王振铃,王伟青,等.微量元素氨基酸螯合物对蛋种鸡生产性能的影响[B].黑龙江畜牧兽医,2008,(12) :41-43.
[11]孙德成,王守清等.微量元素氨基酸螯合物对产蛋鸡生产性能的影响[B].中国饲料, 1995(1): 14 -15.
[12]刘瑞生,吕永锋.微量元素氨基酸螯合物在肉鸡养殖业上的研究概况[A].家禽科学,2007 (3):38-41.
[13]吴玉臣,王艳玲等.微量元素氨基酸螯合物的研究新进展[A].动物营养,2003(12):48-50.
[14]崔志英,舒绪刚,李大光.微量元素氨基酸螯合物应用现状和发展[C].广东饲料,2008 (17):28-31.
[15]吴信,印遇龙.国内外微量元素氨基酸螯合物的应用研究进展[B].营养与饲料,2008 (3) : 68-71.
[16] van Heugten E, Spears J W, Kegley E B, et al. Effects of organic forms of zinc on growth performance, tissue zinc distribution, and immune response of weanling pigs. J Anim Sci. 2003, 81(8):2063-2071.
[17]卢玉发1,陆小华等.微量元素氨基酸螯合物对断奶仔猪生长性能的影响[J].动物科学与动物医学,2002(82) :35-36.
[18]康晓龙,连总强.微量元素氨基酸螯合物生理功能及在反刍动物的应用[B].反刍动物营养, 2008(12):46-49.
[19]李成会,贾久满,宋莲英.氨基酸螯合物对奶牛生产性能影响的研究.中国奶牛, 2004 (3):16 - 17.
[20]邓红,黄健,陈永惠. 有机微量元素的优越性及其应用[J].饲料工业, 2006,(20) .
[21]韦月平,王鹏. 微量元素氨基酸螯合物与畜禽生产[J].白城师范学院学报, 2005,(03) .
[22] 刘惠芳,周安国,王之盛,崔芹. 氨基酸螯合铁对哺乳仔猪生产性能的影响[J].中国饲料, 2003,(23) .
[23] 张维睿,杨桂芹,龙雷. 微量元素氨基酸螯合物的营养功能及其在动物生产中的应用[J].. 河南畜牧兽医, 2006,(05) .
[24] 曹靖,董彦君,赫晓燕. 氨基酸螯合物在动物生产中的应用[J].. 畜牧兽医科技信息, 2007,(06) .
[25] 邹优敬. 微量元素氨基酸螯合物[J].. 广西畜牧兽医, 2007,(04).
[26] 刘瑞生. 微量元素氨基酸螯合物的应用[J].. 中国牧业通讯, 2007,(16) .
[27] 曹国弟,赵恒寿. 氨基酸螯合锌在动物免疫和抗氧化功能上的研究进展[J].饲料工业, 2006,(14).
[28] 夏中生,刘丹,李玉艳,龚艳琴,陈嘉宇,曹荣健,赵峰. 微量元素氨基酸螯合物对生长猪生产性能和血清微量元素含量的影响[J].广西农业生物科学, 2007,(S1).
[29] SHURSON J , SALZER T, KOEHLER D. Metal - specific amino acid complexes, inorganic trace minerals effect on vitamin stability examined J . Feedstuffs, 1996 ,68 (45) :13 - 16 ,22 – 23.
[30] Coffey R D Efficieny of a copper lysine complex as a growth promotant for weanling pigs J Anim Sci , 1994 , 72 (11) :2880～2886.
[31] Sreteronic L ,Cmiljanic R ,Skrbic Z,et al.Bioexploitability of chelate forms of micro elements in poultry feeding[J ].Biotechnology in animal husbandry,2001 ,17:225-233.
[32]Dudley-Cash W A. Organic farms of zinc may provide additional benefits in poultry [J]. Feedstuffs ,1997 ,(11) :10-11.
[33] Spears J W. Zinc methionine for ruminants: relative bioavilability of zinc in lambs and performance of growing helfers [J ]J Anime ,Sci.1990 , (67) : 835 – 843.
[34]COFFEYR D , CROMWELL GL , MONEGUE HJ. Efficacyof a copper - lysine complex asa growthpromotant for weanlingpigs[J]. J Anim Sci , 1994 ,72:2880 – 28861.
[35] 　SHURSON J , SALZER T, KOEHLER D. Metal - specific amino acid complexes, inorganic trace minerals effect on vitamin stability examined[J]. Feedstuffs, 1996 ,68(45) :13 - 16 ,22 – 231.
[36]WARD T L. Zinc - methionine improves growth performance of starter pigs[J]. J Anim Sci , 1997 ,74(suppl 1) :182(Abstr).
[37] Boling J A. The role of amino acid chelates in animal nutrition .Animal Sci, 1993, :187~203 .
[38] Swinkels E T et al. Effectiveness of a zinc amino acid chelate and zinc sulfate in restoring serum and soft tissue concentrations when fed to zinc-depleted pigs .J.Anim.Sci, 1996,74, 74 :2420-2430 .
[39] SPEARS J W. Bioavilality of organic, Inorgannic trace mincraloexplorxed .Feedsstuffs, 1991,103, 10(3) :200-204 .
[40] COFFEY R D, CROMWELL G L, MONEGUE H J. Efficacy of a copper-lysine complex as a growth promotant for weanling pigs .J Anim Sci, 1994,72, 72 :2880-2886 .
[41]