摘要：鋅是動物必需微量元素之一,在飼糧中添加适量鋅能促進豬的生長、提高飼料轉化率、增強机体的免疫机能。与無机鋅添加劑相比,氨基酸螯合鋅具有生物學效价高、環境污染小和安全性高等优點。
關鍵詞：氨基酸螯合鋅；豬；吸收机制；應用
鋅是動物必需微量元素之一,動物机体內很多 都含有鋅,如鹼性磷酸 、蛋白水解 和乳酸脫氫 等;此外,鋅還是体內多种金屬 的活化劑;參与核糖核酸及蛋白質的合成代謝,對動物皮毛的健康生長、繁殖机能及骨骼發育也有很大的影響。氨基酸螯合鋅是第三代微量元素添加劑,与無机鋅添加劑相比,氨基酸螯合鋅具有生物學效价高、環境污染小和安全性高等优點。
1 氨基酸螯合鋅的定義
根据美國飼料管理委員協會(ＡＡＦＣＯ)(2000)的定義,金屬氨基酸螯合物(Ｍｅｔａｌａｍｉｎｏａｃｉｄｃｈｅｌａｔｅ)是由可溶性金屬鹽中的金屬离子与氨基酸按(物質的量比)1︰1～3的比例而形成的共价化合物,它是一類具有獨特環狀結构的螯合物,集氨基酸与微量元素于一体,是一种類似動物体內被吸收形式和生物功能形式的微量元素添加劑。
2 氨基酸螯合鋅轉運吸收机制
對于無机鋅來說,鋅在豬体內吸收的主要部位是十二指腸。胰腺向腸腔分泌一种能結合鋅的載收体,与鋅結合成易被吸收的配体,通過腸道絨毛膜轉移到上皮細胞內,然后又被轉移到原漿膜上的鋅儲藏庫,最后鋅透過基底膜進入門靜脈形成血清白蛋白鋅复合体,隨血液轉運到肝、腎、胰腺及其他組織中。
不同鋅源在机体的吸收轉運机制是不同的。大量資料表明,氨基酸螯合鋅是利用配位体的轉運系統吸收,而不是金屬的轉運系統,鋅以共价鍵和离子鍵与氨基酸的配位体鍵合,被保護在絡合物的核心,通過氨基酸和 的轉運系統,以金屬絡合物的整体形式穿過黏膜細胞膜、黏膜細胞和基底細胞膜進入血液,此時金屬元素間的頡頏作用就會減弱,從而大大提高元素的利用率。Ｆｏｕａｄ(1974),Ａｓｍｍｅａｄ(1985),Ａｓｈｍｅａｄ(1993)等認為,位于具有五元環或六元環螯合物中心的金屬离子可通過小腸絨毛刷狀緣,而且所有的螯合物都可被氨基酸或 的形式吸收。Ｅｖａｎｓ(1975)認為,鋅必須和胰腺分泌的小相對分子質量蛋白配体(二)形成絡合物才能被動物吸收。Ｌｏｗｅ等(1994)報道,狗口服蛋氨酸鋅的吸收率与氨基酸相似,說明蛋氨酸鋅可能以完整形式吸收進入腸上皮細胞,并以完整的形式進入循環系統。
3 氨基酸螯合鋅的特點
3.1 化學生化性質穩定
氨基酸螯合鋅具有一個或多個螯環結构,而且分子內電荷趨于中性,穩定常數适中,有良好的生物化學穩定性;微量元素被氨基酸螯合后,可抗植酸和高鈣等抗營養因子干扰,抑制了礦物質之間的相互影響。
3.2 生物學效价高 通常在日糧中添加無机鋅(如氧化鋅和硫酸鋅等),但研究發現,無机鋅在体內的利用效率較低(李德發,1996)。而氨基酸螯合鋅在配位体氨基酸的保護下,可有效地抵御与其他离子生成難溶的無机鹽,緩解礦物質之間的頡頏競爭作用。同時具有良好的分散性能,在生理ｐＨ條件下有很好的溶解性,有利于小腸黏膜的吸收,比一般無机元素利用率提高3～6倍。
許多研究証明,氨基酸螯合鋅的生物學利用率高于無机鋅和有机酸鋅源,并能有效促進動物生長(Ｃａｏ,2000)。閆立新(1992)報道,植酸和鈣不影響蛋氨酸螯合鋅在雛雞体內的沉積,以表觀代謝率、沉積率、血中鹼性磷酸 活性和脛骨鋅濃度為評价指標,与硫酸鋅(100%)相比,蛋氨酸螯合鋅的生物學效价為317%、155%、167%和134%。Ｗｅｄｅｋｉｎｄ等(1992)在肉仔雞上的試驗報道,以生長速度和脛骨中鋅含量作為評价指標,在純合日糧、半純合日糧和玉米-豆粕型日糧中添加的蛋氨酸鋅,其生物學效价相對于一水硫酸鋅(生物學效价設為100%)分別是117%(Ｐ<0.05)、177%(Ｐ<0.01)和206%(Ｐ<0.05)。Ｗａｒｄ等(1996)研究表明,蛋氨酸絡合鋅提高了鋅的生物利用率,并同時具有增強免疫作用,与各种營養物質(如抗生素)相容性极佳,具有協同作用,并能提高維生素存留率。Ｍａｔｓｕｉ(1996)等測定仔豬股骨和血清中的鋅含量發現,添加100ｍｇ/ｋｇ氨基酸螯合鋅組明顯高于添加同等劑量的硫酸鋅組(Ｐ<0.05)。Ｌｏｗｅ(1997)報道,鋅源影響組織銅濃度,氧化鋅和硫酸鋅組大鼠肝臟、腎臟和肌肉等組織中銅濃度低于蛋氨酸螯合鋅和甘氨酸鋅組。周錦蘭等(2002)報道,用氨基酸螯合物作為有机鋅源添加劑飼喂肉雞時,其生物學利用率較無机鋅源高。方俊等(2004)在研究蛋氨酸鋅對仔豬生產性能的影響時發現,蛋氨酸鋅來源300、350和400ｍｇ/ｋｇ鋅處理組血漿鋅濃度較40ｍｇ/ｋｇ處理組分別增加24.8%、29.9%和32.1%,差异顯著,這与ＳＨＬｅｅ試驗結果相一致;而鋅300、350和400ｍｇ/ｋｇ處理間差异不顯著。蛋氨酸鋅處理組的血漿鋅含量顯著高于氧化鋅組,這充分說明,蛋氨酸鋅比氧化鋅更能促進鋅的吸收和生物利用率,從而使血漿鋅含量上升。但也有研究表明,蛋氨酸鋅、賴氨酸鋅与硫酸鋅對斷奶仔豬和羔羊具有相同的生物學利用率(Ａｈｎ,1998;Ｃｈｅｎｇ,1998)。
上述研究表明,氨基酸螯合鋅的生物學利用率可因不同的動物或同种動物的不同生理階段而有所不同,其原理仍需要進一步的研究。
3.3 适口性好,安全性高
氨基酸螯合鋅具有氨基酸的特有香味,适口性;氨基酸螯合鋅為体內正常中間產物,可起到緩沖作用,對机体無不良刺激作用。同時,也可避免使用高劑量無机元素造成環境污染。
4 氨基酸螯合鋅在養豬生產中的效果
大量的研究証實了用氨基酸螯合鋅由于其抗干扰和獨特的吸收方式,更易被小豬有效利用,能很好的促進仔豬生長,降低料肉比,同時也能提高母豬的產仔數、仔豬成活率及斷奶仔豬質量(Ｆａｉｒｗｅａｔｈｅｒ,1996,Ｐｏｗｅｒ,2000)。閻立新(1992)在日糧中同時添加不同鋅源和植酸或高鈣的試驗發現,蛋氨酸螯合鋅內絡鹽具有抗植酸和高鈣不利影響的顯著營養效果。Ｃｈｅｎｇ(1995)報道,在斷奶仔豬日糧中添加含鋅80ｍｇ/ｋｇ的賴氨酸鋅,可增加血清鋅和增強鹼性磷酸 的活性，并可提高仔豬日增質量13.7%。Ｗａｒｄ(1996)試驗証實,添加250ｍｇ/ｋｇ蛋氨酸鋅可使斷奶仔豬生長速度、采食量与飼料轉化率分別提高5%～8%、3%～4%和1%～11%,保育期末体質量增加0.63～0.90ｋｇ,其促生長功效相當于2000ｍｇ/ｋｇ的氧化鋅。陳洪亮等(2000)報道,添加蛋氨酸絡合鋅提供80ｍｇ/ｋｇ鋅顯著提高仔豬的平均日增質量。其中,前期0～14ｄ日增質量比對照組(500ｍｇ/ｋｇ氧化鋅)提高16.03%(Ｐ<005),后期14～21ｄ提高4.32%,全期提高12.7%(Ｐ<0.05)。鞠繼光(2001)在生長育肥豬日糧中添加羥基蛋氨酸鋅30ｍｇ/ｋｇ,羥基蛋氨酸鐵40ｍｇ/ｋｇ分別代替等量相應的無机鹽,可提高40～75ｋｇ生長豬的日增質量8.3%,降低料肉比13.7%。陳洪亮等(2001)用蛋氨酸鋅(含鋅18%,蛋氨酸80%)飼喂斷奶仔豬,結果表明,以蛋氨酸鋅的形式加入80ｍｇ/ｋｇ鋅相對于加入500ｍｇ/ｋｇ組可顯著提高日增質量(7.09%)、采食量(14.39%)和血清鋅的含量(17.15%),鹼性磷酸 的活性提高了20.16%。張仁雙(2004)報道,斷奶仔豬日糧中添加有机鋅的試驗結果表明,添加鋅可顯著促進食欲、生長和飼料利用率,降低腹瀉,皮毛光亮。添加部分有机鋅時結果更好,可降低飼料中鋅的供給量。張純一等(2005)在含鋅100ｍｇ/ｋｇ的斷奶仔豬實用日糧中用Ｚｎ-ＡＡＣ分別取代ＺｎＳＯ4添加量的60%,与100%ＺｎＳＯ4組比較,ＡＤＧ全期提高22.9%,ＡＤＦＩ前期增加25.3%。張純一等(2006)報道,在飼糧中添加100ｍｇ/ｋｇＺｎ-ＡＡＣ飼喂斷奶仔豬,与含等量鋅的ＺｎＳＯ4飼糧比較,試驗前期明顯提高了仔豬平均日增質量和平均日進食量。Ｈｏｏｖｅｒ(1997)在母豬日糧中添加蛋氨酸鋅,初產母豬首次配种受胎率平均提高7.2%,胎產活仔數平均增加0.37頭,初產死胎率平均下降2.1%,斷奶仔豬成活率平均提高2.9%,第2～8胎經產母豬的產死胎率降低了7.1%～29.6%,斷奶仔豬成活率提高了3.1%～6.2%。
5 氨基酸螯合鋅研究和應用前景
氨基酸螯合鋅的优越性已在養豬生產中得到体現,其穩定性好、生物學效价高且能更好的提高仔豬的生產性能,又能減少高鋅對環境帶來的污染,是一种安全高效營養添加劑,具有廣闊的市場前景和重大的經濟效益和社會效益。但目前對氨基酸螯合鋅的研究還遠遠不夠,有許多問題還有待于近一步解決:
5.1 研究氨基酸螯合鋅的吸收机制,在特定組織的定位,及在靶組織細胞內的分子水平代謝机制。
5.2 确定一定的標准,可准确反映不同氨基酸螯合鋅相對于無机鋅的生物學效价;同時探討适合動物机体的最佳螯合鋅的添加劑量和時間。5.3 研究降低生產不同氨基酸螯合鋅成本的新工藝和新方法,進一步提高產品質量和完善產品質量檢控体系。
隨著氨基酸螯合鋅生產工藝的改進,生產成本的降低,在畜牧生產中大規模的普及應用,其在畜牧生產中具有廣闊的應用前景。
马文强1，冯杰1，李奎2（1.浙江大學飼料科學研究所 2.浙江維丰生物科技有限公司）
