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有机微量元素螯合物是一种新型的有机微量元素添加剂,具有较好的稳定性、较高的生物学效价、使用安全性高、适口性好、与维生素无配伍禁忌和减少水质污染等特点,是一种非常理想的微量元素添加剂。同时,有机微量元素螯合物在水生动物消化道中先被降解后再被吸收,可以达到与结合态氨基酸同步吸收,能有效地利用氨基酸,促进鱼和虾类生长、提高生产性能、降低饲料系数、提高成活率。本文就有机微量元素螯合物在水产饲料中的应用作如下综述。 1 有机微量元素具有的特性 1.1 稳定的化学性质 化学结构上,氨基酸微量元素螯合物以微量元素离子为中心离子,氨基酸中的氮和氧原子中的未配对的电子作为供电体与中心离子形成具有五元环的独特结构,这使得它有比较稳定的化学性质,使其分子内电荷趋于中性,在体内pH环境下,金属离子得到有效的保护,既防止磷酸、植酸等与金属离子的结合形成难溶的化合物,又阻止不溶性胶体的吸附作用,使金属离子免受日粮中其他成分和胃肠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。 1.2 较高的生物学效价 一般的微量元素无机盐,简单的有机盐在被动物摄入后,必须借助于辅酶的作用,与氨基酸或其他物质形成螯(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质结合被运输到机体所需部位,才发生功效。而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,而且可以节省许多生化过程,节约体能消耗,使其具有较高的生物学效价。 1.3 毒性低适口性好 氨基酸微量元素螯合物毒性低,无刺激作用,适口性好。无机盐不仅因其具有特殊的气味而影响适口性,而且影响胃肠道内pH值和体内的酸碱平衡。 1.4 抗干扰、抗应激作用 氨基酸微量元素螯合物与维生素、抗生素等无配伍禁忌,不存在无机微量元素吸收上的竞争作用;同时氨基酸微量元素螯合物具有很好的抗应激作用。 1.5 维持机体内环境的稳定 添加无机盐和简单有机盐会影响胃肠道内的pH值和体内的酸碱平衡,对机体产生不良的刺激作用;而金属离子与有机配体的反应形成了一个缓冲系统,保证金属离子浓度的恒定。 1.6 减少污染 由于无机盐的生物利用率比较低,为了满足机体对微量元素的需求,在动物饲料中一般添加过量的无机盐,未被消化吸收的无机离子的大量排放对土壤和水体造成了污染;而氨基酸微量元素螯合物的消化利用率比无机离子的消化利用率高130-280%,使用氨基酸微量元素螯合物是解决过量使用无机盐造成环境污染这一难题的有效办法。 2 有机微量元素的吸收机制 大量试验结果都已经表明,有机微量元素的生物学利用率高是因为其吸收利用好,这与其吸收机制有很大关系。目前有机微量元素的吸收机制并不确切,主要认为其是通过氨基酸或肽的吸收机制,越来越多的人已接受,有机微量元素利用肽或氨基酸的吸收机制。Found(1974)认为,位于五元环或六元环螯合物中心的金属元素可以通过小肠绒毛刷状缘,以氨基酸或肽的形式吸收。此理论的基本概念是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,免遭了一些理化因子的攻击,而且金属螯合物从肠粘膜吸收,金属螯合物以整体的形式穿过粘膜细胞膜、粘膜细胞和基底细胞膜进入血浆。 3 有机微量元素在水产动物的作用 3.1 有机微量元素对水产动物有明显的促生长作用 有机微量元素能够为动物的生长繁殖提供所需的多种氨基酸和微量元素,这种物质最有利于动物体内酶的复制、激活和再生,对鱼类的生长有明显的促生长作用。李爱杰等(1994)报道,用微量元素蛋氨酸螯合物饲喂尼罗罗非鱼,在添加等量金属元素的情况下,饲喂氨基酸螯合物组比无机盐组日增重提高了35.5%,成活率提高了8.3%,每增重1公斤鱼的饲料成本下降了24.2%。吕景才等(1993)对鲤鱼的饲养试验表明,添加氨基酸螯合物的3个试验组比对照组增重提高37.2%-68.1%。吕景才等(1995)报道,氨基酸螯合盐能有效地提高皱纹盘鲍的增重率、存活率。吕景才等(2001)用铁、铜、锰、锌、钴氨基酸螯合物饲喂罗非鱼和鲤鱼,螯合物组的促生长效果大大优于无机盐组。 3.2 有机微量元素能够提高饲料的利用率 鱼类摄食氨基酸螯合盐后,不经消化就可被小肠壁直接吸收,并且一次可吸收两大类营养物质—多种氨基酸和微量元素,而无机盐被鱼类摄入后,必须借助辅酶作用,与氨基酸等物质进行生化反应,形成螯合盐后才被鱼体所吸收。在鱼类的胃、肠道内,无机盐中的部分元素常与其它物质发生化学反应,形成机体不能或难以吸收的物质,降低了微量元素的利用率。所以直接供给氨基酸螯合盐不仅使微量元素的利用率明显提高,又可以节省消化吸收这些物质所需的体能,提高了饵料的利用率。 李爱杰等(1995)研究了蛋氨酸微量元素螯合物和无机盐微量元素对奥尼罗非鱼的饲喂效果和鲤鱼对以上不同剂型微量元素的消化吸收率。结果表明,蛋氨酸微量元素螯合物可加速奥尼罗非鱼的生长,较无机微量元素提高增重率17.84%-25.84%,对鲤鱼可提高微量元素的消化率:铜、钴为41%-58%,铁、锌分别为14%-16%、5%-7%。赵飞虹等(1990)用氨基酸螯合物饲喂中国对虾,发现铁的吸收率明显提高。李爱杰(1994)报道,用五种微量元素(铁、铜、锰、锌、钴)氨基酸螯合物饲喂罗非鱼,饵料系数降低8.6%,微量元素的吸收率平均提高25%。吕景才等(2001)用铁、铜、锰、锌、钴氨基酸螯合物饲喂罗非鱼和鲤鱼,螯合物组饵料系数得到明显的改善,螯合物组罗非鱼的饵料系数平均为2.2,而无机盐组的饵料系数达到3.3;螯合物组鲤鱼的饵料系数为1.6,显著低于无机盐组的2.7。 3.3 有机微量元素是垂钓的好诱饵 氨基酸螯合盐营养价值高,它含有大量的游离态氨基酸,味道鲜美,对鱼类有诱食效果。在垂钓的饵料中加入适量螯合盐,垂钓收获量比没加入氨基酸螯合盐的垂钓收获量高出96%,它弥补了一般性饵料营养性差,适口性差等弱点。 3.4 有机微量元素能提高水产动物组织中微量元素的含量 组织中营养物质含量也是反应动物营养状况的一个指标。Lorentzen(1994)在研究以鱼粉为主的基础饲料中添加亚硒酸盐及蛋氨酸硒对大西洋鲑组织硒水平的影响中发现,蛋氨酸硒组的肌肉和整体中硒的含量明显高于对照组的和无机盐组的。夏长青等(1992)报道,随着蛋氨酸铜添加量的增加,中国对虾体组织的铜沉积量呈直线上升。宋进美等(1993); 试验发现,投喂氨基酸络合盐组罗非鱼的鱼肉中微量元素含量高于无机盐组的。 张萍(1996)在研究鱼粉—豆饼饲料中添加锌及其蛋氨酸螯合物对中华绒螯蟹生长和营养的影响中发现,蛋氨酸锌处理组的增重率明显高于同水平的硫酸锌处理组,蛋氨酸锌处理组的河蟹肌肉及整体锌含量高于对照组和硫酸锌处理组,且蛋氨酸锌处理组的蟹肉的蛋白质及蛋氨酸含量高于硫酸锌处理组。 4 影响有机微量元素使用效果的因素 目前饲料中添加有机微量元素已经比较普遍,而且随着人们环保意识的逐渐增强,有机微量元素的使用必将是大势所趋。但目前 人们在反映有机微量元素的使用效果时,其结论并不完全一致。造成这些差异的主要原因与如下因素有关。 (1)有机微量元素的螯合率,只有真正的氨基酸螯合物才能发挥它的效果,螯合物的螯合率越高,生物学效价也越高,相应的效果就好。 (2)水生动物种类繁多,我国有900余种淡水鱼类、2200余种海水鱼类, 还有大量的甲壳类、贝类、软体动物等,各种水生动物又分为鱼苗、鱼种、育成三个营养阶段。各品种、各营养阶段的吸收利用率是不同的,甚至存在很大的差异,目前在这方面研究报道很少, 缺乏系统的研究,不能为生产提供有效的技术支持。 (3)有机微量元素螯合物的类型、使用方法、饲料的营养水平、水产动物的生产水平、水域环境以及水生动物的健康状况都影响氨基酸微量元素螯合物的使用效果。 有机微量元素螯合物的优越性已在水产动物生产中得到证实,但目前还存在一些问题需要进行更进一步的探讨。①相对于无机微量元素,其价格偏高,这是制约其大量使用的一个重要因素,需要对产品开发进行投入,降低使用成本。②强制性执行《国家标准》监督产品质量和指导生产,并以螯合率、产品的稳定性等指标作为质量依据。③研究有机微量元素的吸收机制及其在特定组织的定位,以及在靶组织细胞内的分子水平代谢机理。④在严格科学的试验设计条件下研究有机微量元素相对于无机微量元素的生物学利用率,为确定有机微量元素的最佳添加量找到科学依据。⑤建立有机微量元素体外质量评价与体内利用率及代谢机理之间的相关关系,为研制开发高效微量元素添加剂提供理论依据和方法学指导。 引自《饲料博览》2006年8期 吴文平1 王琛2 王观翔2 (1、湖南农业大学动物营养研究所 2 长沙兴嘉生物工程有限公司 410016)
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