浅谈重新认识微量矿物质元素的营养价值

黄逸强，彭湘平

（长沙兴嘉生物工程股份有限公司，湖南长沙 410005）

畜禽养殖中铜、锌等过量添加带来的排放问题一直是业内关注的焦点。大多数人认为排放大，是因为微量矿物质元素添加多了，因此，盲目以减少微量矿物质元素的添加量为减排的唯一手段。然而实际应用中，减量是否等于减排？如何思考微量矿物质元素减排问题是饲料畜牧从业者必须认真考虑的重要问题。

1 微量矿物质元素的概述

1.1 微量矿物质元素的发现历程 微量矿物质元素是指占动物体比重0.01%以下的矿物质元素。Chatin在1850—1854年推测动物的甲状腺肿大与土壤环境中碘的缺乏有关，1926年Harington从甲状腺中分离到富含碘的甲状腺素，这是人类有关动物生产中微量元素研究的最早记录。后续铜、铁、锌、锰等微量矿物质元素对动物健康的必需性相继被发现。

1.2 微量矿物质元素的生理作用 饲料中微量矿物质元素的添加剂量虽然很少，但与动物的生存和健康息息相关，如果使用不当、过量或不足，都可能扰乱机体的代谢，轻则影响动物的生产性能及繁殖潜能，重则引起动物营养不良或中毒，使动物呈现一系列的疾病。

作为生物食物链中的基础营养物质，微量矿物质元素在整个生态系统中的迁移、循环是通过环境（土壤、水等）—植物—动物—人体来实现的，对于维持整个生态系统的稳定和平衡起着非常关键的作用，对于改善饲料的营养价值、提高饲料利用率、促进动物生产、增进动物健康、改善畜产品品质、提高动物生产性能、降低生产成本等有着极为重要的作用。

1.3 微量矿物质元素的使用现状 长期以来，铁、锌、铜、锰等微量矿物质元素均以传统无机微量矿物质元素（硫酸盐、氧化物）的形式添加于饲料中，以满足动物生长的基本需要，防止缺乏症。受饲料中植酸、草酸等抗营养因子的影响，传统无机微量元素的生物学利用率相对较低（大部分研究表明，硫酸盐的利用率为5% ～ 35%），导致未被吸收利用的微量矿物质元素经畜禽粪便排放到环境中，对土壤、水体及农作物造成了不同程度的污染。

2 重新认识微量矿物质元素在动物体内有效应用的营养价值

2.1 微量矿物质元素是动物生命体的骨架和启动器，既补充营养又转化营养 微量矿物质元素是动物体骨骼、细胞、血液等组织和器官的重要组成部分，被誉为“生命体的骨架”，发挥补充营养功效，相比维生素等其他营养成分，所有微量矿物质元素在动物体内无法自行合成，必须额外添加。同时，微量矿物质元素作为动物体许多酶的活动中心，参与动物机体几乎所有代谢活动，是生命的启动器，发挥转化营养功效。

随着饲料行业技术越来越进步，营养越来越丰满，对饲料养殖的回报要求越来越高，如果在微量矿物质元素营养这方面不舍得投入或是没有添加好的微量元素，动物就不能很好的吸收和转化营养，而不能代谢和转化的营养富集后反而会成为动物的负担。

2.2 微量矿物质元素的营养层级 微量矿物质元素作为动物的必需营养素，其可分成三个营养层级（图 1）。

图1 微量矿物质元素的三个营养层级

传统无机微量矿物质元素、碱式络合物、有机微量矿物质元素均可满足均可满足动物基础营养的需要；碱式盐络合物、有机微量矿物质元素可满足动物功能性营养的需要；高端有机微量矿物质元素产品和高效减排的产品组合才可满足满足动物保健营养的需要。

随着养殖水平越来越高，养殖过程中会用到抗生素等其他非常规手段，来达到抑菌、促生长，发挥动物生长潜能等功能性营养和保健营养的目的，但全球禁抗趋势越来越明显，原有发挥动物生长潜力的很多非常规原料开始减少或已经禁止使用，此时，强化微量矿物质元素营养，选择和使用好的微量元素，如碱式络合物和有机微量元素即可以实现动物需要的功能性营养和保健营养。

2.3 微量矿物质元素间以及微量矿物质元素与其他营养素间的互作 微量矿物质元素营养价值的充分发挥必须考虑微量矿物质元素间的协同拮抗作用以及微量矿物质元素与其他营养素的互作关系（图2）。如果忽视这种相互作用，则会因为配比不平衡影响微量元素的吸收与生理功能的发挥，如果能正确理解这种相互作用则可以采取相应的配方措施，利用协同，降低拮抗，将各种微量矿物质元素合理搭配、有效配比，做到尽可能多地被动物吸收和利用，避免资源浪费及大量排放破坏环境。

图2 常见微量矿物质元素的协同与拮抗关系

就微量矿物质元素目前的使用现状来说，大家对其营养更多仍然停留在满足基础营养需要的层级上，而对微量矿物质元素补充营养同时也转化营养价值，以及微量矿物质元素间的协同与拮抗、微量元素与常量元素的协同与拮抗、微量元素与其他营养成分的协同与拮抗认识还不深入，导致其80%的营养价值潜力没有得到发挥。

实际上，一方面传统微量矿物质元素使用比例过大，碱式络合物、有机微量元素使用比例低，导致营养不能充分利用造成排放大；另一方面微量矿物质元素的缺失也使得动物体内其他的营养无法很好的代谢和转化。因此，微量矿物质元素合理使用的话，既能补充营养又能转化营养，既可以满足基础营养需求，又可以提供动物特殊生理阶段免疫、应激、繁殖等功能性营养需要和保健功效。如果想让动物不出现缺乏症状，即只满足动物的基础营养需要，考虑性价比，仅仅使用传统无机微量矿物质元素就能满足。如果想要提升动物免疫力、生产性能和胴体品质，获得最佳遗传潜力转变及能降低排放等，则需要发挥微量矿物质元素的功能性营养和保健营养价值，使用碱式络合物、有机微量矿物质元素或高效减排的产品组合才能实现。

3 科学使用微量矿物质元素才能达到有效减排的效果

随着环境保护、食品安全、健康养殖的重要性日益凸显，微量矿物质元素已不仅仅是一种普通的营养性添加剂，它更是继氨基酸、维生素营养之后，充分挖掘动物遗传潜能，满足动物各种生理机能特别是免疫体系的需要，提升其他营养物质吸收和利用的功能性营养添加剂。

3.1 选择使用优质高效的微量矿物质元素产品不同剂型的微量矿物质元素生物学利用率是不同的，生物利用率的不同可以在配方设计中适当考虑减少添加量从而减少排放；同时也考虑到吸收利用率更高，在同样剂量下排放量减少。

以碱式氯化铜、碱式氯化锌为代表的碱式络合物产品和以氨基酸螯（络）合物为代表的有机微量矿物质元素除了生物效价较高之外，还可提高动物的免疫力，大幅度减少对维生素，酶制剂，油脂的破坏，确保精准营养的实现和动物生长性能的最大化。有机微量矿物质相对安全、环保，添加不同的剂量，可以充分满足动物的多层次营养需求，同时可降低金属的排放，有利于保护环境，具有传统无机微量矿物质元素难以达到的作用。因此，在实际生产中，可以从配方空间、配方成本和动物使用效果来充分考虑产品的剂型和剂量的选择，实现效益最大化。

3.2 选择高效减排的微量矿物质元素产品组合遵循不同动物不同生理生长阶段的规律和特点，根据微量矿物质元素的营养作用和效价结合动物的生理代谢及环境安全性需要，强调微量元素间的协同与平衡、微量元素与常量元素间的协同与平衡以及微量元素与其他营养的协同与平衡，严格控制有毒有害物，通过微量元素合理“剂型”的选择和最佳“剂量”的搭配，发挥微量元素营养平衡和组合效应，设计不同剂型的营养性微量元素产品组合。

4 结语

对于微量矿物质元素而言，一方面需要逐步减少低利用率的传统无机微量矿物质元素的使用量，提升碱式络合物及有机微量矿物质元素的使用比率；另一方面，由于其本身的复杂性，要充分发挥微量矿物质元素的营养价值必须要有最佳形态微量元素配比的营养模式，才可实现资源节约化、动物生产潜能最大化、动物源性产品品质最佳化、动物粪污排放最少化以及畜禽粪污的资源化利用的目标，最终实现科学减量、有效减排。