有机微量元素在畜禽生产中的应用现状

谢正军，韩新燕

（浙江大学动物分子营养学教育部重点实验室饲料科学研究所，杭州 310029）

微量元素是机体不可缺少的营养物质，饲粮中添加一定量的微量元素对畜禽的健康具有重要的作用。微量元素的应用从无机盐发展到微量元素有机酸和氨基酸微量元素，由于无机微量元素吸收效果较差且易对环境造成污染，因此，近年来有机微量元素已成为国内外动物营养学家的研究热点。本文对有机微量元素的优越性、分类、在畜禽生产中的应用及作用效果作一综述。

1 定义及分类

有机微量元素（Organic Trace Minerals）是金属元素与蛋白质、小肽、氨基酸、有机酸、多糖衍生物等配位体通过共价键或离子键结合形成的络合物或螯合物，具有稳定性好、生物学效价高，在小肠中易消化、无毒等特点[1]。美国饲料管理官员委员会（AAFCO）将有机微量元素定义为6类：金属元素特定氨基酸复合物，由可溶性的金属盐类与特定的氨基酸复合而成，一般是由单一已知氨基酸与单一金属离子结合；金属元素氨基酸复合物，由一个特定的可溶性金属盐类与一个氨基酸复合而成；金属元素氨基酸螯合物，由一个可溶性金属离子与氨基酸反应而成；金属元素蛋白盐，由一个可溶性金属盐类与氨基酸或部分分解的蛋白质螯合而成；金属元素多糖类复合物，由一个可溶性盐类和多糖类溶液复合而成，其只是一种有机矿物质，所含矿物质和多糖类间没有任何化学键存在；金属元素有机酸盐，由可溶性金属元素与可溶性有机酸结合而成。

2 生物学优越性

2.1 吸收率高

无机微量元素被动物摄人后，必须借助辅酶的作用，与氨基酸或其他物质形成螯合物或络合物后才能被机体吸收。有机微量元素是沿氨基酸和肽的途径被吸收，其被吸附到氨基酸、肽和其他化合物上后更容易进入生物系统。计峰等试验表明，狗口服蛋氨酸锌，其吸收率与氨基酸相似，说明蛋氨酸锌可能以完整的形式被吸收进人肠上皮细胞，并以完整肽的形式进入循环系统[2]。

2.2 稳定性好、毒性低、适口性好

金属元素氨基酸螯合物中的金属离子与氨基酸配位体以共价键和离子键结合，微量元素被封闭在螯合物的螯环内，化学性质稳定，分子内电荷趋于中性，在体内pH环境下，金属离子得到有效的保护。既防止磷酸、植酸等与金属离子结合形成难溶的化合物，又能阻止不溶性胶体的吸附作用，从而保护金属离子的生物学效价，便于机体对其充分吸收和利用[3]。此外，有机微量元素无特殊气味、半数致死量远大于无机盐、毒副作用小、适口性好，便于畜禽的采食。

2.3 生物学效价高

一般的微量元素无机盐及简单的有机盐被动物吸收后，金属在血液中与某些蛋白质结合被运输到机体所需部位，才能发生功效，而氨基酸络合物或螯合物是动物机体吸收和转运金属离子的主要形式，又是动物体合成蛋白过程的中间物质，不仅吸收快，而且可以减少许多生化过程，节约体能消耗。此外，有机微量元素与饲料中其他成分相互影响小且能避免维生素对无机离子的氧化作用。螯合铁能够以更易转运的形式通过胎盘被吸收进入血液和发育中的胚胎，同时其生物学效价和吸收率也有不同程度的提高。

2.4 抗干扰、抗应激

有机微量元素离子被封闭在螯合物的螯环内，性质比较稳定。螯合物保护了微量元素不被植酸夺走而排出，避免了消化道内大量二价钙离子与金属微量元素的颉颃作用。此外，有机微量元素具有特殊的香味，可以减少饲料中抗营养因子的作用，使动物更容易接受。其还可提高动物体内酶的活性，提高蛋白质、脂肪和维生素的利用率，从而增强动物免疫应答反应，发挥抗病、抗应激作用。微量元素氨基酸螯合物有增强抗菌能力、提高免疫应答反应、促进动物细胞和体液免疫力的功效，对某些肠炎、皮炎和贫血也有治疗作用，在接种、去势变更日粮等应激条件下，有良好的抗应激作用。

2.5 利于环保

有机微量元素具有更高的吸收率，使得粪便中残留的微量元素显著降低，减少对环境的污染。Carlson等认为，有机微量元素能显著降低猪粪中重金属的排泄量[4]。因此，使用有机微量元素是解决过量使用无机盐造成环境污染的有效办法。

3 有机微量元素的吸收机制

目前有机微量元素的吸收机制并不确切。一种观点认为，金属离子以共价键和离子键与氨基酸的配位体键合，被保护在复合物的核心，避免了一些理化因子的攻击，而且金属螯合物能以整体的形式穿过黏膜细胞膜、黏膜细胞和基底细胞膜进入血浆，使得所携带的金属更有效地被吸收；另一种观点认为，络合程度适宜的有机微量元素进入消化道后直接到达小肠刷状缘，并在吸收位点处发生水解，金属以离子形式经肠上皮细胞进入血液，从而防止其在肠道内变成不溶性化合物或被吸附在妨碍元素吸收的不溶解胶体上。

4 有机微量元素在畜禽生产中的应用现状

4.1 在母猪中的应用

在妊娠和哺乳母猪饲料中添加蛋氨酸螯合铁可减少死胎，提高仔猪初生质量和初生仔猪含铁量，预防仔猪贫血，并降低病死率。Ashmead等研究表明，母猪饲喂有机铁可以通过胎盘转移到胚胎中，因此在母猪妊娠期提供有机铁可以显著提高胎儿血液中铁含量[5]。铬可改善猪的生长与繁殖，使用有机铬后效果最明显的是繁殖母猪，铬通过胰岛素的作用来影响母猪的繁殖性能，提高其排卵率和胚胎成活率，铬还可降低妊娠期间的应激。Close报道，母猪日粮中添加有机铬能显著提高母猪的产仔数和产仔成活率[6]。郭福存等研究表明，酵母形式的有机硒和亚硒酸钠均能提高血液中硒的水平，有机硒的效果较亚硒酸钠更显著[7]。有机硒穿过胎盘的效率大大高于无机硒，仔猪通过母乳就可获得更多的硒。目前，在母猪饲粮中添加有机微量元素，可以通过胎盘转移到胚胎中去，进而改善初生仔猪的身体状况，提高母猪的繁殖率，改善母猪体况。

4.2 在仔猪中的应用

大量试验表明，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。Apgar等研究表明，与无机硫酸铜相比，赖氨酸铜螯合物能显著提高仔猪的日增重，生长速率提高14.3%[8]。郭福存等研究表明，低添加水平的有机微量元素能完全替代无机矿物质添加剂，而不会对动物的生产性能产生不良影响，同时还能降低营养物质的排泄量，最大限度地减少对环境的影响[7]。朱凤华等研究发现，壳聚糖铁能显著提高仔猪的生产性能，与硫酸亚铁添加效果基本一致，壳聚糖铁能增强仔猪免疫功能，效果显著优于硫酸亚铁[9]。

4.3 在生长育肥猪中的应用

添加有机微量元素能提高生长育肥猪的日增重、饲料利用率，改善肥猪的胴体品质。Munoz等报道，在猪的日粮中添加有机硒和其他抗氧化剂，可显著降低其背最长肌的滴水损失，而且屠宰后成熟时间越长，滴水损失越高，添加抗氧化剂的效果越明显，尤其是在β-兴奋剂被禁止以后，硒作为天然抗氧化剂和肉色改进剂已被猪场所验证[10]。

4.4 在鸡中的应用

研究表明，饲粮中添加有机微量元素能提高鸡的体重，改善饲料转化率和免疫能力。Nollet等研究表明，在仔鸡（0～14 d）日粮中添加有机微量元素，其饲料利用率显著提高，显著降低粪便中微量元素的排泄但生长性能变化不明显[11]。Grimes等研究发现，使用有机钙能提升火鸡的繁殖性能，尤其是蛋壳质量和孵化率[12]。Bao等研究发现，仔鸡在14日龄前的锌需求量为 60 mg·kg－1，14日龄后为70 mg·kg－1，且在锌充足时，其他微量元素的缺乏症状很难被发现[13]。

4.5 在反刍动物中的应用

在反刍动物日粮中添加有机微量元素，可促进其生长性能和免疫机能，提高产奶量和繁殖性能。Andrieu研究发现，使用有机形态的铜、锌和硒能降低乳房炎的发病机率，减少蹄病的发生，提高繁殖性能[14]。Ashmead等报道，在高产荷斯坦母牛日粮中添加复合金属氨基酸螯合物与添加无机金属盐相比，能够显著提高产奶量[5]。Cliff等研究表明，使用有机微量元素能减少体细胞数量（SCC）、减少奶牛感染疾病的风险。此外，充足的微量元素可以促进蹄子的修复从而减少蹄病的发生[15]。

5 问题及对策

有机微量元素具有增强动物的生产性能、减少环境污染、改善母猪和母牛的繁殖性能的作用，并且具有吸收好、稳定性好、生物利用率高等特点。但目前有机微量元素的应用也存在一些问题，产品质量不稳定，目前还没有统一的检测方法；产品的络合程度和络合率受不同微量元素和络合剂影响；使用中没有充分考虑有机微量元素在肠道中的变化，胃和小肠的pH对螯合物稳定性有影响；试验动物、日粮、背景及微量元素来源不明确；价格高，螯合产品稳定性未知加上吸收机制不明确，很难做到有针对性。建议建立一套检测方法，检测产品质量；降低生产成本，改进产品配方、加工工艺，选择合适的生产路线；探讨最佳剂型，继续研究适合动物机体的最佳螯合物结构形式，最佳时间和剂量；继续加大对络合机理的研究，根据不同的微量元素设计出不同的络合方法。

[1]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,2006,27（20）:6-9.

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