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有机微量元素的优势_论文

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XING JIA COLUMN 兴嘉专栏 有机微量元素的优势 王小龙 黄逸强 陈 娟 王赏初 (长沙兴嘉生物工程股份有限公司) 微量元素是动物维持生命和生产必不可少的 营养素,参与机体几乎所有生理生化过程,与动 物生长和健康密切相关。微量元素经历了无机盐 类、简单有机物和氨基酸螯合物三个发展阶段。 氨基酸螯合物作为第三代微量元素,具有良好的 稳定性、易被消化吸收、生物学效价高等特点, 近年来在畜牧行业应用越来越广泛。然而实际应 用过程中有机微量元素价值难以显性化,导致营 养师的接受难度加大。 图1 硫酸亚铁生产工艺 1 有机微量元素的安全性强 微量元素初级原料来源于工业副产物或废料 回收,比如硫酸亚铁是钛白粉硫酸法的副产物 (图1),硫酸铜的铜源是电路板的含铜蚀刻废液 回收。这些原料含有一些重金属和杂质残留,生 产过程除杂难度较大,如果在工艺上不进行改造 升级,安全隐患较大。专业有机微量元素生产厂 家在生产过程中会建立严格的品控体系,对微量 元素初级原料进行除杂,确保原料的安全性,再 与有机物或氨基酸进行螯合(络合)反应。然而 一些饲料行业从业人员并不了解微量元素的来源 和工艺,通过比价采购无机微量元素,从而为饲 料和养殖带来一定的风险。 2 有机微量的稳定性好 2.1避免对其他营养的氧化破坏 金属离子本身性质比较活泼,具有较强的氧 化性,而无机微量元素生产工艺中氧化剂的残 留加剧了微量元素的氧化性,会破坏饲料中维生 素、油脂、酶制剂等的敏感结构。金属离子与有 机配体进行螯(络)合反应会生成比较稳定的结 构,避免金属离子对营养物质敏感结构的影响。尤 其氨基酸螯合物是通过配位共价键结合(图2), 其稳定性比通过离子键结合的络合物更高。 2.2减少矿物元素相互拮抗 微量元素之间以及与常量元素之间在吸收排 泄、转运代谢、功能发挥等过程中存在许多拮抗 2018·8 29 兴嘉专栏 XING JIA COLUMN (图3)。在消化道的拮抗可能原因有:(1)元 素间发生简单的化学反应。如日粮内镁过多, 在消化道内可形成磷酸镁,从而阻碍磷的吸收。 (2)被胶体颗粒吸附。如铁与锰可固定于非溶 性的镁盐或铝盐表面,从而使铁与锰在消化道的 吸收减少。 (3)离子在肠壁上竞争相同转运载 体,如铜与锌等的竞争性拮抗作用。有机微量元 素在动物机体内的吸收与无机盐不同,氨基酸及 蛋白螯合物利用肽和氨基酸的吸收机制,以氨基 酸或肽的形式被吸收。 图2 微量元素氨基酸螯合示意图 吸收(表1)。而有机微量元素中的金属离子位 于五元或六元环螯合物中心,与配体通过配位和 共价键结合后,其分子内电荷趋于中性,形成稳 定结构,不会被日粮中的抗营养因子结合而影响 吸收。 3 有机微量元素的生物学利用率高 3.1吸收途径差异 吸收率高 有研究认为无机盐微量元素需要借助辅酶的 作用与氨基酸或其他物质形成络合物,将金属离 子带到小肠绒毛刷状缘附近,通过二价金属离子 转运蛋白(DMT1)吸收进入血液。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 位发生功效。多数学者认为,有机微量元素在动 物机体内的吸收代谢与无机盐不同,利用肽和氨 基酸的吸收机制,不同于小肠中无机盐的吸收机 制, 位于五元或六元环螯合物中心的金属可以通过 小肠绒毛刷状缘肽转运蛋白(PepT1),以氨基酸 或肽的形式被直接吸收。(图4,图5)。 图4 无机微量元素吸收示意图 图3 微量元素拮抗示意图 目前行业有人认为,无机微量元素无非就是 2.3避免与抗营养因子的拮抗 生物学利用率低点,但价格便宜,可以通过超量 无机微量元素在动物肠道内能与纤维、植酸 添加来满足动物的营养需要。有研究表明,微量 等结合在一起形成稳定的结构,从而降低或无法 元素在体内吸收代谢受稳衡机制调控,如吸收、 表1 抗营养因子对微量元素利用率的影响 抗营养因子 中性洗涤纤维 纤维素 果胶 植酸 草酸,单宁酸 对微量元素利用率的影响 NDF能与Fe2+结合,影响吸收 随着饲料中纤维素含量的提高,增加Cu2+,Fe2+,Zn2+的排放 在碳酸-碳酸氢钠的缓冲溶液中能与Cu2+,Zn2+结合 能与Cu2+,Fe2+,Zn2+结合,形成不溶于水的沉淀物 草酸、单宁酸与Fe2+,Zn2+结合成不溶沉淀 参考文献 Platt, S. R.and Clydesdale, F. M,1987 Mod, R. R.and Ory, R. L,1985 Schlemmer, U,1989 Champagne, E. T,1985 Kelsay and Prather,1983 30 2018·8 XING JIA COLUMN 兴嘉专栏 图5 氨基酸微量元素吸收示意图 尿中排出、向肠腔的分泌、同红细胞的交换、从 肌肉中释放几个位点等等。多数学者认为,肠道 是微量元素稳衡调控的主要场所, 吸收与内源分 泌是机体稳衡调控的主要方式。当日粮供给较低 时,吸收增加,排泄减少;日粮供给较高时,吸 收减少,内源排出增多,以达到调节营养的平 衡;因此,超量添加的后果不仅影响其他营养物 质的吸收利用,还会导致动物造成氧化损伤,并 对环境造成压力。 3.2代谢优势 研究表明,微量元素利用氨基酸或肽的吸收机 制,可以使吸收和循环进入机体的效率更高。氨基 酸与肽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的中间物质,可以减少 许多生化过程,节约能量消耗。动物体内存在必需 氨基酸库,配体为必需氨基酸的有机微量元素更容 易以氨基酸或小肽的形式储藏在体内,防止被快速 代谢。从而增加动物微量元素体贮备。此外,无机 铁无法通过胎盘屏障进入胚胎,而氨基酸螯合物可 以通过胎盘屏障进入胚胎,这对提高仔猪活力,预 防贫血具有重要意义。 4 有机微量元素的功能性营养 4.1提高免疫功能 减少应激 微量元素锌、硒、铜等就在免疫系统中扮演 着重要角色,缺乏或过量都会降低免疫功能。越 来越多的证据表明,无


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