洪 学 吉林省大安市龙沼镇农科站 131300
氨基酸螯合物的生理功能与应用前景
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微量元素是动物维持生命和生长发育的必需营养素之一,它们直接或间接地参与机体几乎所有的生理生化过程,满足机体正常生命活动的需要。在动物营养研究中,微量元素依次经历了无机盐、简单有机物和氨基酸螯合盐等三个阶段。无机盐因为易与饲料中的植酸和纤维素等成分形成不溶性螯合物,导致在动物中生物利用率降低。简单的有机酸盐虽然比无机盐稳定,但消化吸收率仍不理想。目前,氨基酸螯合物型微量元素的营养生理功能在科研和饲料养殖业中得到了充分的肯定和广泛的应用。与前两代微量元素产品相比,氨基酸螯合盐不仅有很好的化学稳定性,而且生物利用率高,具有抗干扰、毒性小、吸收率高、增重明显等优点,是理想的新型高效微量元素饲料添加剂。
1.1 促进金属离子吸收,生物学效价高
无机盐微量元素必须借助辅酶的作用与氨基酸或其他物质形成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结合,被运输到机体所需要的部位产生功效。微量元素氨基酸螯合物的金属离子与氨基酸分子通过配位键结合后,生成稳定的螯合物,不仅稳定性好,缓解了矿物质之间的拮抗作用,而且在消化过程中减少了对pH值、脂类、纤维和胃酸等物质的影响,有利于动物机体对金属离子的充分吸收和利用。据报道,微量元素氨基酸螯合物在动物机体内的吸收代谢与无机盐不同,位于五元或六元环螯合物中心的金属离子可以通过小肠绒毛刷状缘,以氨基酸或肽的形式被吸收。微量元素氨基酸螯合物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过程中的中间物质,因此可以在促进金属离子吸收的同时,减少许多生化过程,节约能量消耗,具有较高的生物学效价。化学研究也表明,其稳定常数介于4-15之间,并且证明螯合物的稳定常数介于此,将利于其中微量元素的吸收和利用。
1.2 毒性小,适口性好
微量元素氨基酸螯合物作为体内生化过程的中间产物,毒副作用小,安全性高,对机体产生副作用小,微量元素氨基酸螯合物的半数致死量远远大于无机盐。一般的无机微量元素适口性较差,微量元素氨基酸螯合物克服了这方面的缺陷,它含有大量氨基酸,具有氨基酸特有的鲜香味,适口性好,具诱食作用,易于被动物采食,利于胃肠道的吸收利用,同时可增强动物体内生物酶的活性,提高蛋白质、脂肪和维生素的利用率,大大促进了动物生长性能的发挥。
1.3 形成缓冲系统,减轻维生素破坏程度
研究表明,微量元素氨基酸螯合物能显著降低预混料中脂溶性维生素A 和水溶性维生素B的损失率,减轻饲料中维生素的破坏程度,而且还能对动物机体起缓冲的作用。这主要因为金属离子和有机配体的螯合反应为金属离子在介质中的浓度提供了一个缓冲系统,缓冲系统通过离解螯合物的形式来保证金属离子浓度恒定。金属离子对日粮中维生素具有一定的破坏作用,因此在常用饲料配方中维生素的添加量远远超过饲养标准推荐量,从而增加了饲料成本。而饲料中改用微量元素氨基酸螯合物后,利用螯合物中游离金属离子少的特点,可以降低对维生素的破坏程度,从而减少日粮中维生素的添加量。同时,微量元素氨基酸螯合物可增强动物体内酶的活性,提高维生素利用率。
1.4 调节机体免疫力,提高鱼体抗病抗应激能力
微量元素氨基酸螯合物被吸收进入鱼体后,螯合的微量元素被直接运输到特定的靶组织和酶系统中,满足机体需要。微量元素氨基酸螯合物在结构上与动物体内生物酶形态有些类似,可能作为“单独单元”在动物体内起作用,有利于提高动物免疫力,增强机体抗病抗应激能力,具体表现如改进动物皮毛状况,减少早期胚胎死亡等。同时微量元素氨基酸螯合物还可减少体内自由基的形成,能够增强杀菌能力,提高动物机体免疫应答水平,对某些肠炎、皮肤病、贫血和痢疾有显著的治疗作用。
1.5 具有抗氧化作用,减少抗生素的使用和对环境的污染
微量元素氨基酸螯合物具有抗氧化作用,能有效减少鱼体内自由基形成,提高动物的免疫能力,增强动物的抗病能力。并因为其特殊的螯合结构,具有很高的生物效价。一方面可以满足动物对微量元素的需要,另一方面在一定程度上可以增强动物的抗病能力,相应减少抗生素的应用,减少对环境的污染。使用微量元素氨基酸螯合物,由于其用量少,也可避免使用高铜等微量元素所造成的对环境的污染。
微量元素氨基酸螯合物可以明显促进动物的生长,增强畜禽免疫力,提高抗应激能力。同时,也可减少微量元素在日粮中的添加量,相应减少排泄物中的排出量,减少对环境的污染,是微量元素添加剂更新换代的优良产品,其在水产养殖业中具有广阔的应用前景,其作用与意义毋庸置疑。但因目前存在以下问题,限制了微量元素螯合物的发展。
相对无机微量元素,微量元素氨基酸螯合物价格偏高,这是制约其在养殖上广泛使用的最主要因素。因此,我国应加强对其相关产品的研制开发工作,提高产品质量,探索降低生产成本和简化生产工艺的方法,以达到最佳的经济效益。
有关微量元素氨基酸螯合物相对于无机微量元素的生物学利用率,以及适合鱼体的最佳螯合物结构形式、吸收机理、作用机制、最佳添加比例及剂量等方面研究较少,这些都不利于微量元素氨基酸螯合物在鱼虾养殖中的应用与推广。
目前氨基酸螯合盐在国内的畜禽、水产中应用日益广泛,但其质量管理体系还尚待完善,饲料企业、养殖场很难判断各产品的优劣,这也是目前微量元素氨基酸螯合物推广过程中所面临的主要问题。因此,应尽快建立饲用螯合物的产品质量标准,强制性执行国家标准以监督产品质量和指导生产。研究制定螯合物质检的确实有效方法,规范饲用螯合物的生产、销售和使用。
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