覃小荣 刘桂武 周俊华 何若钢
(广西大学动物科学技术学院,广西南宁 530005)
微量元素氨基酸螯合物在猪日粮中的应用研究
覃小荣 刘桂武 周俊华 何若钢
(广西大学动物科学技术学院,广西南宁 530005)
微量元素是动物生产中不可缺少的营养元素之一,它们在饲料中含量虽很少,却在维持机体酶系统的正常功能、细胞膜的稳定性、动物的生长发育、激素及免疫功能等起着十分重要的作用[1]。迄今为止,微量元素作为饲料添加剂在养殖业上的应用可分为三个发展阶段:第1代无机盐类,如氯化钴、硫酸亚铁、硫酸铜等;第2代有机酸盐类,如柠檬酸盐和富马酸盐等;第3代的微量元素氨基酸螯合物。与前两代产品相比,微量元素氨基酸螯合物具有生物效价高、稳定性强、易被消化吸收等优点,因此在畜牧生产方面表现出了很好的应用效果,引起了人们极大关注并被逐渐推广应用。
1996年美国饲料管理委员会(AAFCO)确定了微量元素氨基酸螯合物的概念:微量元素氨基酸螯合物是由某种可溶性的金属盐中的一个金属离子(如Fe2+、Cu2+、Zn2+、Mn2+和Cr3+等)同氨基酸按一定的摩尔比以共价键结合而成的具有独特环状的螯合物,其水溶性氨基酸的平均分子量为150左右,所生成螯合物的分子量也不超过800。微量元素氨基酸螯合物在化学结构上与无机盐和简单有机酸盐不同,是以微量元素离子为螯 (络)合中心离子,氨基酸分子中具有未共用电子对的氨基氮原子作为供电体与螯合中心离子形成配位键,同时氨基酸分子中的羧酸负离子亦以具有离子特征的配位键与中心离子结合,即氨基酸作为二齿配位体同时与微量元素离子螯合,形成一个形状象螃蟹的螯合物。
实际生产中微量元素氨基酸螯合物可根据微量元素和氨基酸的构成来划分种类。按配位体氨基酸分类:甘氨酸系列、赖氨酸系列、蛋氨酸系列等。按微量元素分类:铜螯合物、铁螯合物、锌螯合物等。还有一些由非氨基酸配位体制成的络合物,因其对动物营养效果与微量元素氨基酸螯合物也很相似,故生产中也把它们归属螯合物范畴,如烟酸吡啶铬、水解蛋白的螯合物等。
无机盐形式的微量元素需要与氨基酸或其他物质形成络合物形式后,才能被机体吸收,此过程中还需辅酶的作用。螯合分子在胃肠道内溶解性好,能迅速将金属元素运输到胃肠道,且微量元素还能以氨基酸或肽的形式通过小肠绒毛刷状缘被吸收。可见,氨基酸螯合物不仅是体内合成蛋白过程中的中间产物,还是动物机体吸收金属离子的主要形式,故其能在加快金属离子吸收的同时,还减少许多生化过程,节约了体内能量消耗,与无机盐相比,其生物学效价较高。
由于微量元素氨基酸螯合物的吸收作用快,微量元素能被迅速的运输到特定的靶组织和酶系统中,满足机体需要,增强溶菌酶的活性,提高机体免疫机能。此外,螯合物还能增强体内代谢酶活性,提高脂肪、维生素和蛋白质的利用率,故其还具有良好的抗应激功能。
微量元素氨基酸螯合物化学结构稳定,可避免微量元素与胃肠中的胃酸产生不良作用,缓解与其他金属离子吸收的拮抗作用、竞争作用,减少对饲料中维生素等营养成分的破坏,故可延长饲料的保质期。
一般无机盐类微量元素不仅因有特殊味道而影响动物适口性,还易破坏饲料中的有效营养成分,并在消化过程中影响胃肠道内的酸碱平衡,对机体产生不良影响。而微量元素氨基酸螯合物是体内机体代谢的正常中间产物,故对机体没有毒副作用。
氨基酸螯合微量元素具有氨基酸和微量元素的双重营养功能,还保留氨基酸的特有品味,故能提高饲料的适口性、刺激动物食欲。
高铜高锌日粮在提高养猪生产效益的同时还给猪场环境带来了严重的污染。运用生物利用率更高的微量元素氨基酸螯合物铜替代铜、锌等无机盐,可以减少猪对环境中重金属的排泄量,有利于环境保护。
用微量元素氨基酸螯合物饲喂妊娠和哺乳母猪,由于其容易吸收、生物效价高,能很快提高母猪繁殖性能,改善母猪体况,通过胎盘和母乳可转移给仔猪,有效地防止哺乳仔猪缺铁性贫血,提高仔猪成活率,提高仔猪日增重。
3.1.1 对母猪繁殖性能的影响
Hoover[2](1997)、 徐建雄等[3](1993)用蛋氨酸铁饲喂妊娠后期母猪,发现:初生仔猪的含铁量提高,仔猪初生重、断奶重均显著增加,死胎数减少。黄国清等[4](1999)在初产母猪的试验组中添加蛋氨酸铁后,结果与添加硫酸铁的对照组比较,初产母猪配种受胎率平均提高7.2%,胎产活仔数增加0.37头,初产死胎率降低2.1%,断奶至产后发情间隔平均缩短 1.35天。王纪亭等[5](2000)在母猪妊娠后期日粮中添加甘氨酸铁500 mg/kg,所产仔猪初生重比对照组提高42.4%,死亡率降低6.4%,血液中铁含量提高24.9%,初乳中铁含量提高2.45%。任艺兵等[6](2002)试验证实在母猪日粮中添加1%复合微量元素氨基酸螯合物对母猪的繁殖性能促进作用效果明显,初产母猪首次配种受胎率平均提高了5%,平均窝产活仔数增加了3.6%,发情间隔时间缩短了3天。谭会泽等[7](2004)在母猪日粮中添加等量的蛋氨酸螫合微量元素系列混合物和无机微量元素混合物,结果表明螯合物组的母猪配种后30天的血清孕酮含量显著高于无机微量元素组。
3.1.2对仔猪生产性能的影响
许丽等[8](1994)研究发现,在母猪产前2周和产后3周日粮中添加甘氨酸铁150 mg/kg,仔猪生后不补任何铁剂,但其仍可获得与肌肉注射右旋糖苷铁相同的增重和防贫血效果。韩友文等[9](2000)用赖氨酸螯合物饲喂采食正常、体重较一致的幼龄仔猪,发现日增重提高6.4%,饲料转化率提高7.8%。张照喜[10](2001)将用等量铁质量分数的赖氨酸螯合铁和硫酸亚铁日粮饲喂母猪,结果表明,赖氨酸螯合铁组的仔猪断奶成活率比硫酸亚铁组的提高3.1% (P<0.05),断奶体重提高9.9%(P<0.05)。
在断奶仔猪日粮中添加微量元素氨基酸螯合物可提高仔猪的生长性能,提高机体抗病力,降低死亡率。卢玉发等[11](2002)研究表明,微量元素氨基酸螯合物可提高断奶仔猪平均日增重8.3%,提高饲料效率 8.1%。Spears[12](1989)在仔猪出生后3天饲喂蛋氨酸铁,与饲喂硫酸铁仔猪相比,死亡率下降30.4%,在断奶仔猪日粮中添加蛋氨酸铁,仔猪下痢发生率下降4.3%。Ward[13](1996)在仔猪日粮中添加250mg/kg的蛋氨酸锌比添加160 mg/kg硫酸锌体重平均提高8%,饲料效率提高10%。刘卫东等[14](2008)研究发现在断奶仔猪日粮中添加甘氨酸螯合铁能明显提高断奶仔猪生产性能,提高经济效益,但李清宏等[15](2001)却发现高剂量甘氨酸铜 (250 mg/kg)对断奶仔猪生产性能的影响与硫酸铜 (250 mg/kg)基本一致,对血液指标无显著影响。
日粮中添加氨基酸螯合物使生长育肥猪日增重、饲料利用率升高,胴体品质得到改善。赵洪亮等[16](1998)试验表明,育肥猪日粮中添加蛋氨酸铜,与添加蛋氨酸组和蛋氨酸+硫酸铜组比较,日增重分别提高17.6%和 8.5%,饲料消耗降低12.1%和6.7%。鞠继光等[17](2001)在生长育肥猪日粮中用羟基蛋氨酸锌30mg/kg、羟基蛋氨酸铁40 mg/kg分别代替等量相应的无机盐,猪日增重升高8.3%,料肉比下降13.7%。夏中生等[18](2008)用氨基酸微量元素螯合物适量替代无机元素饲喂生长猪,可改善生产性能,提高日粮粗蛋白质的消化率。Mahan[19](1996)发现,在猪的日粮中添加有机硒可以显著降低背最长肌的滴水损失,提高胴体瘦肉率。Van等[20](2003)研究也表明氨基酸螯合微量元素替代无机铁、铜、锌等,对改善肉色、降低滴水损失、提高嫩度均有好处。
微量元素氨基酸螯合物的添加水平差异很大,15~5 000mg/kg不等,致使其生物利用率产生较大的变异性。添加水平过高,吸收利用易饱和。
微量元素氨基酸螯合物螯合率越高,生物学效价越高,产品性能也越好。微量元素氨基酸螯合物是否被螯合,一般通过测定产品中金属元素的浓度进行判断。
植物性饲料中的植酸和纤维水平过高,影响微量元素的吸收。
螯合物的稳定常数决定了金属元素的利用率。稳定常数过高,金属元素在消化道中不易分解,机体不能有效利用;如稳定常数过低,则其易分解而失去了螯合物的优越性。
猪体的健康、营养状况也影响着螯合物的吸收利用率。
微量元素氨基酸螯合物作为一种新型、高效、环保型营养添加剂,它的优越性已在养猪生产中得到证实,是近代动物营养学研究的亮点之一。近年来,微量元素螯合物的发展虽然非常快,但实际生产中,其产品价格偏高、质量标准不统一、作用机理不太明确等原因在一定程度上限制了它在养殖业中的广泛应用。这需要我们加强科研开发、降低生产成本、积极推广应用以促进养猪业的迅速发展。
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