被忽视的常量矿物质元素——钾、镁和硫

       钾、镁和硫是动物必需的常量矿物元素，这一点是世界范围内的动物营养饲料行业工作者的共识，但是过去设计日粮配方时通常并不考虑它们，其原因主要是误认为常规饲料原料中的含量足以满足动物的需要量，因此对其需要量和饲料原料中有效含量的研究要远少于钙磷等其他常量矿物元素。在现代化的集约化畜牧业生产中，随着畜禽品种的改进和生产效率的大幅提高，动物对各种营养物质的需求都在不断提升，如果只照搬建立在五六十年代研究数字基础上至今没有大的改进的NRC钾、镁、硫的需求标准，在设计配方时仍然忽视钾、镁和硫的补充，必将造成一定程度的经济损失。
            钾
           
            钾是动物体内含量仅次于钙和磷的第三大常量元素。正像钙、磷是骨骼中最多的矿物元素一样，钾是肌肉中最多的矿物质，因此从提高廋肉率角度考虑，钾就是非常重要的矿物元素。钠主要存在于血浆和细胞外液，而钾主要存在于细胞内液。钾参与细胞内的酸碱平衡、离子平衡、水平衡，并且作为机体最重要的电解质参与渗透压的形成。因此，钾与肉的系水力及肤色直接相关。
            
            钾是激活某些酶系的副因子，这些酶参与能量的转移和利用、蛋白质的合成以及碳水化合物的代谢。钾参与磷酸盐的许多代谢活动，由于磷酸盐代谢广泛存在于机体内，因此细胞内的许多反应都受钾的影响。充足的钾的供应是各种代谢活动正常进行的前提。
          
            钾也在神经和肌肉细胞的电生理活动中发挥重要的作用。这涉及到钾和钠的跨膜运输，许多酶系参与该反应的启动。从某种程度上说，正是钾钠泵实现了细胞内外的物质运送，从而维持了细胞的正常生理功能。
           
            许多研究表明，钾与猪体蛋白质的代谢密切相关，特别是和赖氨酸的协作关系。普度大学的试验发现，在日粮中添加0.4％的钾（肥育猪日粮蛋白质水平13.3％，赖氨酸0.15％，总钾含量在1.0％左右），可以使小母猪的日增重提高12％，阉公猪的日增重提高20％。
            
            钾与钙的平衡对于肌肉的正常活动性是必需的。钙过量会使肌肉处于完全收缩状态，即出现所谓的钙强直。相反，钾过量会使肌肉处于松弛状态，即钾抑制。
           
            钾是肉、蛋、奶的重要组分。许多人，包括营养学家，都没有认识到，钾是乳汁中含量最多的矿物元素。泌乳对钾的需要量要远高于钙和磷。日泌乳40kg的奶牛单单是产奶一项就需要60g钾，40g磷和48g钙。估计，奶牛钾摄入量的25％～40％直接进入奶中。同时，泌乳期母畜的其它生理活动也需要大量的钾。钾的供应量不足会导致泌乳期失重过多或泌乳量降低，长时间处于钾缺乏状态下就会出现健康问题。因此，奶牛和母猪的日粮中补充钾尤其重要。
          
            钾是体内非常容易耗竭的元素，除了肌细胞和神经细胞以外，体内基本上没有什么钾储存，而钾对完成细胞正常的生理功能又是必需的，因此，必须每天给动物提供足量的钾。这一点与钙和磷不同，它们主要存在在骨骼中，并且可以动用。
            镁
          
            动物体内的镁大约有70％存在于骨骼中，29％存在于软组织细胞特别是神经细胞中，1％存在于细胞外液中。骨骼中的镁参与构成动物的框架，同时也作为镁的储存形式。随着动物逐渐成熟，它动用骨骼中镁的能力大大降低。成年动物仅能动用骨骼中总镁的2％，因此，每天供给动物足量的镁的非常重要的，尤其是成年动物。
          
            镁是许多酶的活化因子。由于镁广泛参与蛋白质的合成和能量代谢，因此几乎参与体内所有的生理代谢过程，虽然目前我们仍然无法据此解释缺镁表现出的综合症状。
       
            因为镁是神经细胞中最多的矿物元素，镁的摄入量不足会通过增加神经传导和提高肌肉收缩而提高神经兴奋性。实事上，镁缺乏最常见的症状是动物过度兴奋，在猪上表现为惊厥、咬尾及异嗜，渐进性镁缺乏症之一是青草僵直，泌乳动物表现的症状包括：运动失调、兴奋、厌食、产奶量下降、流涎、斜视、肌肉抽搐、磨牙、昏迷直至死亡。镁是体内重要的电解质，在细胞外液中的含量仅次于钾。
            硫
            
            硫在动物营养中的重要性是勿庸置疑的，而且它在反刍动物上的重要性要大于猪鸡。早期的文献资料显示，单胃动物对硫的需要量是通过含硫氨基酸——蛋氨酸和胱氨酸来满足的。也就是说它们不能利用元素态和以硫酸盐形式存在的硫。现在的研究结果不仅对早期的报道提出了质疑，而且明确表明无机硫可以被吸收和利用。含硫氨基酸在维持蛋白质的结构中起到重要的作用。多肽链间二硫键的交连作用对蛋白质二级结构的形成起决定性作用。
              
            硫在体内的生理作用通过蛋白质中的含硫氨基酸，游离的含硫氨基酸和低分子量的其它含硫化合物来体现。除了含硫氨基酸参与构成蛋白质以外，巯基往往是酶活性中心的组成部分。如果酶中的巯基一旦被破坏，估计有90％的酶会丧失活性。
          
            由于硫在构成蛋白质和影响酶活性中的重要作用，它几乎参与体内所有的代谢。此外，硫还作为维生素—硫胺素和生物素的组分参与许多代谢过程。许多物质必须被转化为无毒的硫酸盐以后，才能通过尿液排出体外。
    
            以硫酸盐形式存在的硫，是一组多糖化合物的重要组成成分，这组多糖与特定的蛋白质结合以后，就构成了粘多糖。软骨素就是非常重要的一种粘多糖，因为它是软骨、骨、肌腱和血管壁的组分。如果日粮硫的水平太低，动物就会利用其他硫源—主要是含硫氨基酸去合成软骨素。
            总之，大量研究结果表明，钾、镁和硫这些被忽视的常量矿物元素与动物的生产性能和养殖利润密切相关。畜禽品种的不断改进、现代化畜牧业饲养密度的提高、环境和疾病压力的加大、合成氨基酸的大量使用、为非正常目的的个别微量矿物质元素的超剂量添加、为降低成本大量非常规的、品质较差的饲料原料广泛使用（如：反刍动物中优质粗饲料的用量在逐渐减少，而使用大量的非蛋白氮），所有这些都对动物营养学科和饲料配制提出了新的挑战。而利润空间的缩小迫使动物营养师们想尽所有的办法来配制营养平衡的，有一定利润空间又能有较好生产性能表现的饲料，很显然，补充钾、镁和硫有助于达到这一目的。