微量元素氨基酸螯合物研究进展

２００２年第５期（患第９５期）　饲料世界　０专论与综述　０杨建成　陈静　王鹏　摘要微量元素氨基酸螯合物是一种新型饲料添　加荆，目前已成为畜禽营养研究的热点之一　本文　介绍了微量元素氨基酸螯舍物的基本概念与结构、　作用机制厦算在养殖业中的应用效果，并指出了今　后的研究和发展方向。　关键词饲料添加荆　微量元素氨基酸螯合物　特性应用效果展望　微量元素氨基酸螯合物是近年来在国内外发　展较快的第三代新型微量元素饲科添加剂，它是动　物生长所必需的微量元素金属离子与氨基酸反应　生成的具有环状结构的配位化合物或螯和物　由于　其接近于动物体内天然形态的微量元素补充剂，且　具有良好的化学稳定性、较高的生物学效价、溶解　性高、易消化吸收、抗干扰、无刺激、无毒害作用等　特性，目前被认为是一种较理想的添加剂。在畜牧　业发达的国家，已在畜牧业中得到推广应用。我国　在８Ｏ年代中期开展了该项目的开发与研究应用，并　取得了较大进展。近年来该项目的研究与应用工作　受到了国内有关部门及科研机构的广泛重视，国内　已有数十家单位从事这个领域的研究工作：为了更　好地发挥微量元素氨基酸螯合物在畜牧业中的应　用，为生产者提供全面系统的理论和实践依据，本　文就有关微量元素氨基酸螯合物的特性及其在养　殖业中的应用情况作一概述。　１微量元素氨基酸螯合物概述　１．１微量元素氨基酸螯合物的概念　美国饲料管理官员协会（ＭＦＣＯ，１９９６）确定了　微量元素氨基酸螯合物的概念：由某种可溶性金属　盐中的一个金属元素离子同氨基酸按一定的摩尔　比以共价键结合而成。水溶性氨基酸的平均分子量　必须为１５０左右，生成的螯合物的分子量不得超过　８００。　１　２微量元素氨基酸螯合物的基本结构及制备　微量元素氨基酸螯合物是由动物所必需的微　量元素离子作为中心离子，氨基酸作为配位体，金　属中心离子既与氨基酸分子中的羧基以离子键结　合，又可与同一氨基酸分子中的氨基酸以配位键相　结合，形成具有相当稳定结构的环状化合物即螯合　物。而且一个金属中心离子也可与多个氨基酸分子　形成较一般含络离子的螯合物稳定性更高的含内　络盐的螯合物。一般来讲螯台物的环数愈多，螯合　物的化学稳定性愈高。一般认为氨基酸同营养性微　量元素Ｍｕ、Ｃｕ、Ｚｎ等离子形成配位数为４的螯合　物，其螯环数为２，即摩尔ｋＬ２：ｌ（氨基酸：金属元素）；　而Ｆｅ、Ｃｏ除形成配位数为４的螯合物外，还可形成配　位数为６的螯合物　微量元素氨基酸螯合物可由两种方式合成，一　种是由可溶性金属盐与氨基酸螯合而成，金属和氨　基酸既可是单一的（单一氨基酸螯合物）也可是复　合的（复合氨基酸螯合物）；另一种是可溶性盐与氨　基酸可水解蛋白螯合而成，称为金属蛋白盐。由于　相对复合氨基酸螯合物和金属蛋白盐而言，单一氨　基酸螯合物价格昂贵且生物活性专一应用范围窄。　所以现今国内外学者的研究方向多偏重于后者，也　可以说金属蛋白盐是今后微量元素氨基酸螯合物　生产的一个发展方向。在我国蛋白质水解制取螯合　盐常用的方法有４种：酶解法、酸解法（又可分为三　步法和两步法）、酸碱水解法、综合利用法，其中酸　碱水解法是目前最常用的方法。　１　３微量元素氨基酸螯合物作用机制的探讨　尽管人们已经认识了微量元素氨基酸螯合物　的结构及对动物的营养作用，并能够制备，但对它　的具体作用模式很大程度上并不清楚　对已知的作　用机理，大致有以下几个方面。　Ｉ．３　１提高微量元素的生物利用率　无机盐形式的微量元素，其利用率易受ｐＨ值、　纤维、草酸、维生素、磷酸及植酸等的影响：而氨基　酸螯合形式的微量元素由于其化学性能稳定，其分　子内电荷趋于中性，在体内ｐＨ值环境下，可有效防　止微量元素离子形成不溶解的化合物或防止其被　吸附在有碍元素吸收的不溶解胶体上，因而有利于　机体吸收，并且在机体需要它时可有效地把它释放　维普资讯 http://www.cqvip.com

０专论与综述　ＴＨＥ　ＷｏＲＬＤ　ｏＦ　ＦＥＥＤ　２００：￣，（９５），５　出来，以满足机体需要。　有报道表明，微量元素氨基酸螯台物被机体摄　天后，可直接在肠道被吸收　无机盐，简单有机盐形　式的微量元素则要通过细胞膜，需要载体分子与之　构成元素螯台物的形式才可被吸收。ｌａｏｕｎｄ（１Ｗ４）　认为：位于具有五元环或六元环螫合物中心的金属　离子可通过小肠绒毛刷状缘，而且所有螯台物都可　以以氨基酸或肽的形式被吸收　Ｖａｎｄｅｒｉｆｔ（１９９２）认　为：微量元素所依附的肽从根本上决定它被吸收效　率的高低　现在研究已证明，寡肽通过小肠时比单　氨基酸或二肽更为有效，而且由于大多数商业性微　量元素蛋白盐是与特定微量元素结合的各种寡肽　的混合物。因此，微量元素氨基酸螯台物有较高的　生物利用率　另外，动物对氨基酸螯合物的分子量限制范围　较宽。一般情况下，合成的螯合物分子量小于１０００　便有利于通过肠道胞膜，可促进吸收　在一些特殊　生理时期，动物能改变吸收方式，从正常状态下的　以细胞膜进入变换为以“胞饮方式”吸收大分子的　螯合物。　１３．２具有特殊作用　氨基酸螫台物利用率的提高并不是其在畜禽　日粮中使用的主要原因，而且使用微量元素氨基酸　螫合物所观察到的效应并不能单独依据其生物利　用率的提高来解释。微量元素一般在体内有较特殊　的作用（如作为辅酶），以微量元素氨基酸螯台物形　式被动物机体吸收后，可依据动物体内不同组织和　酶系统对某种氨基酸的需要比例和数量不一样而　增加把相应微量元素运输到特定组织和酶系统中　的机会，满足机体的需要。Ｈａｌｌｉｗｅｌｌ（１９８４）报道：氨　基酸螯台铜盐更为重要的作用是能催化铜一锌　ＳＯＤ反应，增加该酶所催化的反应速度，而且认为　氨基酸螫台物可能作为“单独单元”在动物体内起　独特的作用，如改进动物皮毛状况，降低早期胚胎　死亡率等。　１　３　３维持机体内环境恒定　添加无机盐，简单有机盐形式的微量元素会影　响机体肠道内的ｐＨ值和体内酸碱平衡，对机体产生　不良的刺激作用；而金属离子和有机配位体的反应　则形成了一个缓冲系统，机体通过控制肠道及组织　中ｐＨ值来控制缓冲系统的反应，保证金属离子浓度　的恒定。另外，氨基酸螯台物为机体正常中间产物，　很少对机体产生不良刺激，有利于动物采食和胃肠　的吸收利用，促进畜禽生长。　２微■元素氨基酸警台物在养殖业中的应用效果　２　１反刍动物　微量元素氨基酸螯合物用于反刍动物日粮与　添加相同水平的无机矿物质相比，可提高生产眭能　（生长，产奶量）、胴体品质和免疫力，并可降低奶　’　的体细胞数量。Ｈｅｉｎｒｉｃｋｓ和Ｃｏｎｒａｄ（１９９３）报道，徵量　元素氨基酸螫台物可通过瘤胃，且有较强的抗分解　作用，可防止瘤胃微生物对氨基酸的降解作用，提　供更多的过瘤胃氨基酸和微量元素供瘤胃后吸收　利用，也可避免某些金属元素（如锌）对瘤胃的毒害　作用。　２．１　１奶牛　Ｍａｎｓｐｅｋｅｒ（１９９３）报道，对奶牛进行７年研究发　现氨基酸螯台物对卵巢活动、子宫内膜健康、胚胎　的活动及总的繁殖力有积极作用。Ｈａｒｌａｎ　Ｃｈｒｉｓｔ．ｙ报　道，饲喂添加铜、铁、锰的氨基酸螯台物日粮的奶　牛。产奶量可提高１．３６ｋｇ／头，乳脂率提高０．１　３％。　Ｓｐｅａｒｓ（１９８９）报道，在奶牛日粮中添加氨基酸锌可　提高血浆中维生素Ａ和Ｂ一胡萝ｂ素水平，而且奶牛　肉质和生长速度得以改善和提高，另外也降低了奶　牛体细胞数、乳房炎患病率和腐蹄病的发生　２　１．２肉牛　Ｄａｎｓｋｏ＇ｖｖ报道，氨基酸螯台物能治疗肉牛肺炎、　腹泻，使牛皮光亮，促进肉牛的增长，提高饲料效　率，Ｊｏｈｎ（１９９２）报道，在肥育牛饲料中添加氨基酸　锌，可使牛日增重提高３　２６％，饲料转化率提高　３　７８％。Ｒｕｓｔ的试验结果表明，喂蛋氨酸锌的小公牛　可多采食３．１％干物质（Ｐ＜（）０３），平均Ｈ增重提高　３．６３％，饲料报酬提高４　１２％，胴体质量评分提高８％，　井提高机体免疫力，而且有助于增强抗应激能力。　Ｓｐｅａｒｓ（１９９１）报道，蛋氨酸铜与硫酸铜相比对公犊　牛的血浆铜及铜蓝蛋白影响不明显。Ｒｕｓｔ（１９８２）报　道，氨基酸螯合铜治疗肉牛缺铜比其他无机形式锢　更有效。　２　１　３羊　王洪荣（１９９８）报道，在绵羊日粮添加螫合锌与　添加氧化锌相比，绵羊瘤胃ｐＨ值变化差异不显著，　不同锌潦对绵羊体内干物质　粗蛋白质和有机物质　消化率无显著影响，但蛋氨酸锌中锌的生物利用率　比氧化锌提高６．８％，且蛋氨酸锌组绵羊体内氮沉积　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００２年第５期（总第９５期）　饲料世界　０专论与综述　率比氧化锌组高１０　８１％。李丽立（１９９４）用山羊试验　时也得到相同结果　但ｓｐｅａｒｓ（１９８９）报道，蛋氨酸锌　和氧化锌吸收率无显著差异，而蛋氨酸锌可能减少　体内锌的排泄。其原因可能与该元素饲喂量和实际　需要量之间的偏差、日粮背景、判据指标及试验测　定时间等有关　２．２鸡　在家禽生产中应用氨基酸螯合物，不仅螯合物　中金属元素的生物利用率高于无机态金属化台物　中的金属元素，减少用量，而且还可以改善家禽的　增重、产蛋率和饲料利用率，提高胸肉产量及蛋壳　质量，增强机体的免疫功能，减少皮肤撕裂等现象。　另外也可以提高种禽受精翠，提高孵化率，减少育　雏死亡率。　２．２　１蛋鸡　Ｂａｋｅｒ（１９９２）报道，台并饲喂蛋氨酸锌和蛋氨酸　锰时，家禽的生长和饲料利用率改善了２～３％，高者　达１０％。西安市机械化养鸡场在日粮中添加蛋白微　素精（组成为氨基酸铁、氨基酸铜、氨基酸锰、氨基　酸锌、氨基酸钴等螯合物）与无机盐的对比试验表　明，使用蛋白微素精可使蛋鸡产蛋率提高２　２．７％，　蛋重提高０．６￣１．２％，料蛋比降低８　９－９　，种鸡产蛋　率上升￣Ｕ６ｏ％、孵化率提高１　３％，育雏死亡率降低　２．０８％。宋得成（１９９５），曾雄飞（１９９３）用复合螯台物　产品蛋白微精饲喂蛋鸡也得到类似效果。另有报道　表明，在蛋鸡日粮中添加氨基酸锌，除可提高产蛋　率外，还有助于减轻蛋鸡遭受口粮应激反应和维持　蛋壳的质量：　２　２．２肉鸡　吕衡秀等（１９９５）报道，在肉鸡基础日粮分别加　入含Ｍｎ６０ｍ　ｋｇ的Ｍｅｔ—Ｍｎ和Ｍｎ＋Ｍｅｔ，Ｍｅｔ—Ｍｎ组　Ｉ：ＬＭｎＳＯ　组增重提高２．７％，饲料转化率提高　，蛋　白质消化率提高４　６％。刘成一等（１９９１）用蛋白精饲　喂ＡＡ肉鸡，在促进肉鸡增长方面，　论前期还是后　期都可达ＦＵ５％　上．可降低料肉比１％以上　赵天亮　（１９９３）报道、用金属蛋白盐（铜、铁、锌、锰）饲喂肉　鸡，可提高增重１４　３％，饲料消耗率降低１９．７％。乇邦　仁（１９９２）用氨基酸铜　氨基酸铁等饲喂肉鸡、任培　桃等（１９９２）用复合氨基酸螫台物饲喂肉鸡也得出　类似结果。　２　２．３雏鸡　在８～１２月龄雏鸡料中添加赖氨酸铜和硫酸铜，　结果表明赖氨酸铜组胆汁铜浓度、日增重和采食量　较高，但两组无显著差异。Ｈｅｎｒｙ（１９８９）报道，雏鸡　饲喂蛋氨酸锰采食量低于采食硫酸锰和ＤＬ一蛋氨　酸的雏鸡，但增重效果较高（Ｐ＜０．０５）；从骨和肾中　锰的浓度来看，蛋氨酸锰中的锰比硫酸锰的利用率　分别提高８％和３２％。＂，Ｖ，ｅｄｅｋｉｎｄ（１９９０）通过测定腓骨　锌的浓度来确定雏鸡对锌的利用率时发现，雏鸡对　蛋氨酸锌中锌的利用率比硫酸锌的锌提高７７～　１０６％。　２．３猪　２．３．１仔猪　仔猪口服氨基酸螯合铁可以提高仔猪血红蛋　白含量和血浆铁水平，防止仔猪缺铁性贫血，促进　仔猪免疫功能的改善和生长发育　冯展翼（１９９２）报道，在妊娠母猪产前一个月和　产后２０天，在日粮中添加６０ｍｇ／ｋｇ蛋氨酸铁及仔猪　补料中添加１００ｍｇ／ｋｇ蛋氨酸铁，町使仔猪断奶窝重　提高１１　２４－１８　７６％，日增重提高１７．６４￣２９．４０％、并显　著提高仔猪血红蛋白和血浆铁水平，增强机体免疫　功能，提高抗病力。Ｓｐｅａｍ（１９９２）报道，仔猪出生后３　天喂蛋氨酸铁比喂硫酸亚铁死亡率降低３０．４％；断　奶仔猪日粮中添加蛋氨酸铁可降低仔猪下痢４　３％。　另有许多资料表明．在母猪围产期饲喂氨基酸螯合　铁可获得与给仔猪肌注右旋糖苷铁相同的增重和　防贫血的作用　有试验证明、供应（１Ｏ０￣２５０ｍｇ／ｋｇ）铜能起到类　似于抗生素的促生长效果。Ｃｏｆｆｅｙ等（１９９４）在３（３日　龄断奶仔猪日粮中添加赖氨酸铜，仔猪采食量、日　增重高于硫酸铜，但饲料利用率没有改善。在高铜　水平下，以赖氨酸铜、多糖螯合铜和硫酸铜的形式　提供铜在吸收　残留方面相差不大，对断奶仔猪口　粮的促生长效果基本相同：也有报道表明，猪断奶　Ｈ粮中添加蛋氨酸锌（含锌４０ｍｇ／ｋｇ）可使下痢发病　率降低３．８％。　２　３　２生长育肥猪　娄雪彪（】９９２）报道，在４５－９０日龄生长育肥猪　Ｈ粮中添加６０ｍｇ／￣ｇ蛋氨酸铁比不添加者可提高增　重１３％，料肉比降低１１　７％，经济效益提高１３％。　Ｋｕｚｎｅｔｓｏｖ【１９８６）报道，对于２７～８２日龄的生长猪蛋　氨酸螯台铁与硫酸铁中铁的利用率相比可提高　３６％；ｘ．ｔ，－５，ｑ龄的育肥猪蛋氨酸铜与硫酸铜相比，　铜的利用率提高３－６％　美国田纳西大学（１９９０）用蛋　维普资讯 http://www.cqvip.com

０专论与综述　ＴＨＥ　Ｗ０ＲＬＤ　０Ｆ　ＦＥＥＤ　２００２，（９５）。５　氨酸锌喂育肥猪与无机锌相比，平均日增重提高　８．８％（Ｐ＜Ｏ　５），同时也改善饲料效率５　９％（Ｐ＜Ｏ　０１）　Ｌａｖｅｍｅ　Ｓｃｈｕｇｅｌ特别指出：在接种、去势、应激、疾　病、气候突变和变更日粮组分时，饲喂蛋氨酸锌对　猪有良好作用。吕德福报道，用蛋白微素精饲喂育　肥猪可提高日增重３３％，改善饲料利用率２４％。　２．３　３妊娠和哺乳母猪　在妊娠和哺乳母猪饲料中添加蛋氨酸螯合铁　可减少死胎，提高初生重和初生仔猪含铁量，预防　物克服了单纯无机盐添加剂的种种缺陷，起到了补　充微量元素和氨基酸的烈重作用，有利于提高动物　的生产性能，是一种理想的营养性添加剂，具有广　阔的发展前景，但要达到推广普及应用，还需在以　下几个方面加快研究步伐。　３．１研究降低生产微量元素氨基酸螫合物成本的　新工艺、新方法，进一步提高产品质量，完善产品质　量检控体系，研制出适合我国资源和推广应用的经　济有效的氨基酸螫台物添加剂。　３．２继续研究它的作用机理，确定其在动物体内消　仔猪贫血，并降低死亡率。有资料报道，母猪产前　２１￣２８天开始饲喂氨基酸螫合铁（５００ｐｐｍ）产后仔猪　化吸收的部位及其吸收后的代谢途径，并对它与其　他营养成分之间消化吸收及代谢的关系进行更深　无需再补铁，仔猪死亡率显著降低，离乳体重更高，　离乳仔猪育成率可达９４％。徐建雄（１９９３）报道，母猪　日粮按６０ｍｇ／ｋｇ铁加蛋氨酸铁，可使仔猪３５目龄断　奶体重提高１９　４％。　微量元素氨基酸螫合物在保持动物繁殖性能　步的研究　３．３　由于动物所需要的微量元素并非全须以氨基　酸螫合物的形式来提供，且螯合物在某些不利条件　如日粮营养不平衡，发生疾病和应激等时更有效，　动物在不同生理状态下（应激、高产、妊娠等）对其　需要量不同，所以应继续深入研究适台机体的最佳　正常的同时，还可以减少慢性子宫感染，降低胚胎　死亡率和加快子宫组织恢复，改善母畜的繁殖性　能。顾孝华（１９９４）报道，母猪妊娠最后２１￣２４天饲喂　螫合物机构形式，最佳添加时间及剂量，以达到尽　量缩短添加的天数和添加剂量的目的。另外也应结　台氨基酸螫台物的用量对使用它的经济效益做出　可行性评价。　氨基酸螯台铁，可减少仔猪的死亡率，改善母猪体　况，降低母猪经产淘汰率，减少母猪育成仔猪所需　的饲料量，防止仔猪贫血、腹泻等疾病的发生。　２　４鱼类　总之，微量元素氨基酸螯台物由于其自身独特　的优点，使它作为一种新型的营养性添加剂具有很　好的应用前景，但微量元素氨基酸螫台物的推广应　用也要求我们走研究与生产相结合的路子，不可盲　目跟从。　微量元素氨基酸螫合物是适台鱼类营养需要　的理想营养性添加剂，它对于促进鱼类生长，提高　饲料转化率和鱼的成活率，具有显著效果。李爱杰　等（１９９４）报道，用五种微量元素（铁、铜、钴、锌、锰）　氨基酸螯合物饲喂奥尼罗非鱼与无机盐饲喂相比，　增重提高１７　，饵料系数改善８　６％，五种元素的吸　收率平均提高２５％。赵元风（１９９４）报道，用微量元素　蛋白盐饲喂鲤鱼比无机盐组增重提高３７．２￣６８％，改　（主要参考文献共１Ｏ篇，刊略）　（１　沈阳农业大学动物科技学院７９＃　１１０１６１　２铁岭市盲牧技术推广站１１２０００）　善饵料系数２９．２叫１　７％。任培桃等（１９９２）报道，在添　加等量金属离子的情况下，饲喂尼罗罗非鱼氨基酸　螯合盐组比无机盐组日增重提高３５．５％。饲料效率　提高２４．２％，成活率提高８．３％，每增重１ｋｇ鱼的饲料成　本下降２４　３％；饲喂鲤鱼，蛋氨酸螯台物组与无机微　量元素组相比，微量元素的消化吸收率明显提高，　铁和锌的消化率分别提高１　５％和１６．１７％．铜和钴的　消化率分别提高４１．３７％和４６　６８％，而锰的消化率只　提高５　８２％。　３微量元素氨基酸警台物存在的问题及展望　国内外的大量研究表明，微量元素氨基酸螫台