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1、有机微量元素的作用机制有机微量元素的作用机制及研究进展及研究进展 山山东畜牧畜牧兽医医职业学院学院饲料与料与营养系养系刘建刘建胜主要内容主要内容n n一、有机微量元素吸收机制一、有机微量元素吸收机制n n二、有机微量元素在生产中的应用二、有机微量元素在生产中的应用n n三、存在问题三、存在问题n n四、展望四、展望一、有机微量元素吸收机制一、有机微量元素吸收机制n n 一种假说一种假说(Miller , Ashmead (Miller , Ashmead 引用引用,1993) ,1993) 认为认为, ,络合强度（螯合率络合强度（螯合率稳定常数）适宜稳定常数）适宜的有机微量元素络合物或螯合物进
2、入消化道的有机微量元素络合物或螯合物进入消化道后后, ,可以避免肠腔中拮抗因子及其它影响因子可以避免肠腔中拮抗因子及其它影响因子对矿物元素的沉淀或吸附作用对矿物元素的沉淀或吸附作用, ,直接到达小肠直接到达小肠刷状缘刷状缘, ,并并在吸收位点处发生水解在吸收位点处发生水解, ,其中的金其中的金属属以离子形式进入肠上皮细胞以离子形式进入肠上皮细胞, ,并吸收入血并吸收入血, ,因此进入体内的微量元素量增加。因此进入体内的微量元素量增加。n n此一假说强调的是：此一假说强调的是：适宜稳定常数适宜稳定常数的有的有机微量元素在消化道内的存在状态与无机微量元素在消化道内的存在状态与无机微量元素不同，其生
3、物学活性高的主机微量元素不同，其生物学活性高的主要原因是有机微量元素到达吸收部位并要原因是有机微量元素到达吸收部位并被吸收进入血浆的量比无机形态的多。被吸收进入血浆的量比无机形态的多。n n另一种假说则是另一种假说则是Ashmead等等(1993)提出的提出的金属氨基酸螯合物以类似于二肽的形式完金属氨基酸螯合物以类似于二肽的形式完整吸收进入血浆。整吸收进入血浆。Lowe等等(1994)报道，狗报道，狗口服蛋氨酸锌的吸收率与氨基酸相似，蛋口服蛋氨酸锌的吸收率与氨基酸相似，蛋氨酸锌可能氨酸锌可能以完整形式吸收进入肠上皮细以完整形式吸收进入肠上皮细胞，并以完整肽的形式进入循环系统胞，并以完整肽的形式
4、进入循环系统。此。此假说强调的是有机微量元素的吸收途径可假说强调的是有机微量元素的吸收途径可能与无机盐不同。能与无机盐不同。二、有机微量元素在生产中的应用二、有机微量元素在生产中的应用n n近年来，有机微量元素的运用得到了人近年来，有机微量元素的运用得到了人们的广泛关注，有机微量元素不仅有较们的广泛关注，有机微量元素不仅有较高的高的生物学利用率和生物活性生物学利用率和生物活性，而且可，而且可以以提高畜禽生长速度、改善免疫能力、提高畜禽生长速度、改善免疫能力、提高胴体品质，具有适口性好、高效、提高胴体品质，具有适口性好、高效、无残留、绿色环保无残留、绿色环保等特点。等特点。表：在采食纯合日粮和实
5、用日粮的雏鸡中测得锌添加表：在采食纯合日粮和实用日粮的雏鸡中测得锌添加剂中锌的相对生物利用率剂中锌的相对生物利用率锌添加剂锌添加剂锌添加剂锌添加剂生物利用生物利用生物利用生物利用率率率率 一水硫酸锌（标准）一水硫酸锌（标准）一水硫酸锌（标准）一水硫酸锌（标准）100100100100氧化锌氧化锌氧化锌氧化锌44* 44* 44* 44* 蛋氨酸锌蛋氨酸锌蛋氨酸锌蛋氨酸锌177* 177* 177* 177* 一水硫酸锌（标准）一水硫酸锌（标准）一水硫酸锌（标准）一水硫酸锌（标准）100 100 100 100 氧化锌氧化锌氧化锌氧化锌61* 61* 61* 61* 蛋氨酸锌蛋氨酸锌蛋氨酸锌蛋氨
6、酸锌206* 206* 206* 206* 一水硫酸锌（标准）一水硫酸锌（标准）一水硫酸锌（标准）一水硫酸锌（标准）100 100 100 100 蛋氨酸锌蛋氨酸锌蛋氨酸锌蛋氨酸锌117* 117* 117* 117* * *：显著低于标准，：显著低于标准，*：显著高于标准。：显著高于标准。资料来源：资料来源：BarkerBarker（19921992） 哺乳仔猪哺乳仔猪n n许丽许丽许丽许丽(1994)(1994)研究了甘氨酸铁研究了甘氨酸铁研究了甘氨酸铁研究了甘氨酸铁(150mg/kg)(150mg/kg)的日粮，的日粮，的日粮，的日粮，仔猪生产后不补任何铁剂可获得与肌注右旋糖甘仔猪生产后
7、不补任何铁剂可获得与肌注右旋糖甘仔猪生产后不补任何铁剂可获得与肌注右旋糖甘仔猪生产后不补任何铁剂可获得与肌注右旋糖甘铁相同的生长和防贫血效果。铁相同的生长和防贫血效果。铁相同的生长和防贫血效果。铁相同的生长和防贫血效果。n nClose(2001)Close(2001)研究发现，在妊娠母猪或哺乳母猪研究发现，在妊娠母猪或哺乳母猪研究发现，在妊娠母猪或哺乳母猪研究发现，在妊娠母猪或哺乳母猪日粮里添加有机铁，仔猪断奶重增加，血液中日粮里添加有机铁，仔猪断奶重增加，血液中日粮里添加有机铁，仔猪断奶重增加，血液中日粮里添加有机铁，仔猪断奶重增加，血液中HbHb升高，证明有机铁通过胎盘容易进入胚胎。升高
8、，证明有机铁通过胎盘容易进入胚胎。升高，证明有机铁通过胎盘容易进入胚胎。升高，证明有机铁通过胎盘容易进入胚胎。n n英国英国英国英国DarneleyDarneley（19931993）研究报道，母猪在）研究报道，母猪在）研究报道，母猪在）研究报道，母猪在1 18 8胎次产前胎次产前胎次产前胎次产前28d28d开始采食有机铁（头开始采食有机铁（头开始采食有机铁（头开始采食有机铁（头dd）平均每胎）平均每胎）平均每胎）平均每胎育成断乳仔猪头数提高育成断乳仔猪头数提高育成断乳仔猪头数提高育成断乳仔猪头数提高7.1%7.1%，仔猪死亡率降低，仔猪死亡率降低，仔猪死亡率降低，仔猪死亡率降低26.8%26
9、.8%。断奶仔猪断奶仔猪n n有机微量元素应用于断奶仔猪有显著效果。有机微量元素应用于断奶仔猪有显著效果。Ward试验证实，添加试验证实，添加250mg/kg蛋氨酸锌蛋氨酸锌可使断奶仔猪生长速度，采食量与饲料转化可使断奶仔猪生长速度，采食量与饲料转化率分别提高率分别提高5%8%，3%4%与与1%11%，保育期末体重增加。，保育期末体重增加。n n纪孙瑞纪孙瑞(2002)研究表明：有机微量元素可显研究表明：有机微量元素可显著提高断奶仔猪的日增重，用有机微量元素著提高断奶仔猪的日增重，用有机微量元素代替代替40%无机微量元素也优于全用无机微无机微量元素也优于全用无机微量元素。量元素。生长肥育猪生长
10、肥育猪n n添加有机微量元素使生长育肥猪提高了添加有机微量元素使生长育肥猪提高了日增重和饲料利用率，促进生长，改善日增重和饲料利用率，促进生长，改善了胴体品质，增强体质，提高抗病力。了胴体品质，增强体质，提高抗病力。n n覃以智覃以智(2000)研究在饲料中应用有机微研究在饲料中应用有机微量元素络合物的效果，结果表明：增重量元素络合物的效果，结果表明：增重提高了提高了8.59%,饲料利用率改善了饲料利用率改善了6.40%，每增重，每增重1kg节省成本元。节省成本元。母猪母猪n n提高母猪繁殖性能，降低仔猪死亡率和提高母猪繁殖性能，降低仔猪死亡率和乏情率，改善母猪体况，降低经产母猪乏情率，改善母
11、猪体况，降低经产母猪的淘汰率。的淘汰率。家禽家禽n n有机微量元素应用于肉禽，对改善肉禽的生有机微量元素应用于肉禽，对改善肉禽的生产性能，增强免疫力，提高饲料转化率，改产性能，增强免疫力，提高饲料转化率，改善禽肉质量有显著效果。李德发（善禽肉质量有显著效果。李德发（1994）用）用0.3%氨基酸锌、锰代替无机盐饲喂肉仔鸡，氨基酸锌、锰代替无机盐饲喂肉仔鸡，使日增重提高使日增重提高6.6%，饲料消耗降低，饲料消耗降低5.7%，腿病发生率下降腿病发生率下降9.9%。n n美国奥特奇有机硒（赛乐硒）试验，每只种美国奥特奇有机硒（赛乐硒）试验，每只种鸡一生可多产鸡一生可多产7牧种蛋，孵化率提高，繁殖率
12、牧种蛋，孵化率提高，繁殖率提高提高1.6%，死胎率降低，死胎率降低1.45%。其它动物其它动物n n美国美国Auhurn大学大学Lovell教授的有机硒研究发教授的有机硒研究发现，有机硒在鲶鱼和鲑鱼养殖生产中的生物利现，有机硒在鲶鱼和鲑鱼养殖生产中的生物利用率在所有测定指标上均高于无机的亚硒酸钠。用率在所有测定指标上均高于无机的亚硒酸钠。n n马牛羊饲料中添加有机微量元素可提高其生产马牛羊饲料中添加有机微量元素可提高其生产性能，减少疾病的发生。在肥育牛中添加蛋氨性能，减少疾病的发生。在肥育牛中添加蛋氨酸锌可使牛日增重提高酸锌可使牛日增重提高8.6%，饲料利用率提，饲料利用率提高高10%（张照熙
13、，（张照熙，1996）。）。n nLawrence教授给母马补加酵母硒，可提高母教授给母马补加酵母硒，可提高母马血清的硒水平，母马初乳和奶中的硒水平。马血清的硒水平，母马初乳和奶中的硒水平。三、存在问题三、存在问题n n尽管人们从不同角度研究了有机微量元尽管人们从不同角度研究了有机微量元素对畜禽生产性能的影响，但各研究结素对畜禽生产性能的影响，但各研究结果间变异幅度大，可比性差，很难说明果间变异幅度大，可比性差，很难说明有机微量元素对畜禽的作用是否优于相有机微量元素对畜禽的作用是否优于相应的无机形式。目前实际应用中还存在应的无机形式。目前实际应用中还存在一些问题，有待进一步研究解决。一些问题，
14、有待进一步研究解决。（一）有机微量元素与畜禽生产性能（一）有机微量元素与畜禽生产性能 有机有机有机有机微量微量微量微量元素元素元素元素作用作用作用作用效果效果效果效果试验试验试验试验 59595959次次次次27272727次次次次有机微量元素对畜禽的作用效果有机微量元素对畜禽的作用效果有机微量元素对畜禽的作用效果有机微量元素对畜禽的作用效果高于高于高于高于等量的无机物等量的无机物等量的无机物等量的无机物 23232323次次次次有机微量元素对畜禽的作用效果与等量无机物有机微量元素对畜禽的作用效果与等量无机物有机微量元素对畜禽的作用效果与等量无机物有机微量元素对畜禽的作用效果与等量无机物无差异
15、无差异无差异无差异 2 2 2 2次次次次有机微量元素对畜禽的作用效果有机微量元素对畜禽的作用效果有机微量元素对畜禽的作用效果有机微量元素对畜禽的作用效果低于低于低于低于等量的无机物等量的无机物等量的无机物等量的无机物 3 3 3 3次次次次低剂量有机微量元素对畜禽的作用与高剂量无机物的作用低剂量有机微量元素对畜禽的作用与高剂量无机物的作用低剂量有机微量元素对畜禽的作用与高剂量无机物的作用低剂量有机微量元素对畜禽的作用与高剂量无机物的作用效果效果效果效果相同相同相同相同 3 3 3 3次次次次添加有机微量元素后畜禽生产性能比不添加有机微量元素添加有机微量元素后畜禽生产性能比不添加有机微量元素添
16、加有机微量元素后畜禽生产性能比不添加有机微量元素添加有机微量元素后畜禽生产性能比不添加有机微量元素得到改善得到改善得到改善得到改善1 1 1 1次次次次添加有机微量元素与否对畜禽生产性能无影响添加有机微量元素与否对畜禽生产性能无影响添加有机微量元素与否对畜禽生产性能无影响添加有机微量元素与否对畜禽生产性能无影响n n在有机锌对断奶仔猪饲喂效果的在有机锌对断奶仔猪饲喂效果的5次试验中，次试验中，有有2次试验报道，以硫酸锌或氯化锌做参照次试验报道，以硫酸锌或氯化锌做参照物时，有机锌对断奶仔猪的促生长效果与等物时，有机锌对断奶仔猪的促生长效果与等量无机锌没有差异（量无机锌没有差异（Hill1987）
17、。）。n n泌乳牛日粮中添加蛋氨酸锌与等量锌加蛋氨泌乳牛日粮中添加蛋氨酸锌与等量锌加蛋氨酸的酸的12次对比试验中，有次对比试验中，有8次试验认为，泌次试验认为，泌乳牛日粮中添加蛋氨酸锌乳牛日粮中添加蛋氨酸锌(20mg/kg或或40mg/kg)时产奶量和体细胞数均未表现出时产奶量和体细胞数均未表现出明显差异（明显差异（Kellogg1990）。）。n n大剂量有机铜对断奶仔猪的促生长作用研究大剂量有机铜对断奶仔猪的促生长作用研究较多，共进行了较多，共进行了11次有代表性的试验。有次有代表性的试验。有7次试验分别报道赖氨酸铜、铜多糖络合物、次试验分别报道赖氨酸铜、铜多糖络合物、氨基酸螯合铜和酪蛋白
18、铜的作用效果与硫酸氨基酸螯合铜和酪蛋白铜的作用效果与硫酸铜之间无明显差别（铜之间无明显差别（Apgar1994）。）。n n在有机锰对家禽生长影响的在有机锰对家禽生长影响的3项研究中，有项研究中，有1次试验报道在等蛋氨酸日粮中，蛋氨酸锰次试验报道在等蛋氨酸日粮中，蛋氨酸锰(60mg/kg)对雏鸡生长的促进作用并不比硫对雏鸡生长的促进作用并不比硫酸锰高（朱玉琴酸锰高（朱玉琴1998）。）。（二）影响有机微量元素试验效果的因素（二）影响有机微量元素试验效果的因素造成以上差异的原因主要可能有以下几种造成以上差异的原因主要可能有以下几种：n n1.有机微量元素产品的质量有机微量元素产品的质量有机微量元
19、素产品质量是指有机微量元素产有机微量元素产品质量是指有机微量元素产品中品中氨基酸与金属离子的比例关系氨基酸与金属离子的比例关系以及以及络合物络合物或螯合物的络合强度（稳定常数？或螯合物的络合强度（稳定常数？）是影响）是影响有机与无机微量元素作用效果的首要因素，但有机与无机微量元素作用效果的首要因素，但至今尚无可靠的方法鉴定有机微量元素的络合至今尚无可靠的方法鉴定有机微量元素的络合率或络合强度。率或络合强度。2.2.试验动物机体状况试验动物机体状况n n体内某种微量元素缺乏、适当和过量时，动体内某种微量元素缺乏、适当和过量时，动物对相应元素的利用效率不同。体内某种微物对相应元素的利用效率不同。体
20、内某种微量元素缺乏时，对相应微量元素的利用率会量元素缺乏时，对相应微量元素的利用率会升高，升高，从而缩小了有机微量元素与相应无机从而缩小了有机微量元素与相应无机物之间的差距物之间的差距；反之，体内某种微量元素过；反之，体内某种微量元素过量时，由于吸收机制与机体缺乏时不同，对量时，由于吸收机制与机体缺乏时不同，对相应元素的利用率会下降，可能更容易比较相应元素的利用率会下降，可能更容易比较有机源与无机源之间差距。有机源与无机源之间差距。3.饲粮组成饲粮组成n n众所周知，无论是矿物元素缺乏还是饲粮众所周知，无论是矿物元素缺乏还是饲粮蛋白质或氨基酸不足，都会影响到畜禽生蛋白质或氨基酸不足，都会影响到
21、畜禽生产性能。饲粮蛋白质的来源也影响动物对产性能。饲粮蛋白质的来源也影响动物对有机和无机微量元素作用的反应。有机和无机微量元素作用的反应。. .有机微量元素与无机物的添加剂量有机微量元素与无机物的添加剂量n n由于机体稳恒机制，由于机体稳恒机制，动物对微量元素的动物对微量元素的吸收并非一直与微量元素的浓度成直线吸收并非一直与微量元素的浓度成直线关系，关系，而是呈渐近线关系。因此部分试而是呈渐近线关系。因此部分试验以低剂量有机微量元素与高剂量无机验以低剂量有机微量元素与高剂量无机物相比，可能因机体稳恒机制造成二者物相比，可能因机体稳恒机制造成二者在消化道内的吸收量相同，因而不能科在消化道内的吸收
22、量相同，因而不能科学地说明问题，正确的方法应是在相同学地说明问题，正确的方法应是在相同的剂量水平下比较有机和无机微量元素的剂量水平下比较有机和无机微量元素对动物作用效果的差别。对动物作用效果的差别。（三）（三）价格高价格高n n进口的有机微量元素售价比无机盐高好进口的有机微量元素售价比无机盐高好几倍，难以在实际生产中大量应用。国几倍，难以在实际生产中大量应用。国内生产厂家还没有研制出降低生产成本内生产厂家还没有研制出降低生产成本的新工艺、新方法（的新工艺、新方法（？），今后应对产），今后应对产品配方、工艺设计进行重点研究，选择品配方、工艺设计进行重点研究，选择合适的生产工艺路线，降低生产成本。
23、合适的生产工艺路线，降低生产成本。（四）产品质量难保证（四）产品质量难保证n n有机微量元素产品的有机微量元素产品的质检方法质检方法还没有得到很还没有得到很好解决。当前有机微量元素产品的定性、定好解决。当前有机微量元素产品的定性、定量分析，通常采用的分光光度法、电位法等量分析，通常采用的分光光度法、电位法等并不适合产品的定性、定量分析，难以确定并不适合产品的定性、定量分析，难以确定其有机其有机螯合度或络合度螯合度或络合度（稳定常数）的质量，（稳定常数）的质量，很难规范有机微量元素的生产、销售和应用。很难规范有机微量元素的生产、销售和应用。建立定性、定量的检测新技术，是今后研究建立定性、定量的检
24、测新技术，是今后研究工作的一个重点。工作的一个重点。（五）作用机理还不清楚（五）作用机理还不清楚n n近年来，虽然越来越多的人接受金属氨近年来，虽然越来越多的人接受金属氨基酸螯合物和蛋白盐利用肽与氨基酸的基酸螯合物和蛋白盐利用肽与氨基酸的吸收机制，而并非小肠中普通金属的吸吸收机制，而并非小肠中普通金属的吸收机制，但这只是推测，还需要进一步收机制，但这只是推测，还需要进一步研究证实。研究证实。（六）最佳剂型（六）最佳剂型n n适合动物机体的最佳螯合物（络合物）适合动物机体的最佳螯合物（络合物）结构形式、最佳添加时间和剂量，不同结构形式、最佳添加时间和剂量，不同螯合剂组成的有机微量元素、不同的动螯
25、合剂组成的有机微量元素、不同的动物、不同生理条件、不同日粮营养水平物、不同生理条件、不同日粮营养水平和原料构成，都影响动物有机微量元素和原料构成，都影响动物有机微量元素需要量，因此需要继续深入研究。需要量，因此需要继续深入研究。四、展望四、展望n n有机微量元素作为一种新型、高效、环有机微量元素作为一种新型、高效、环保型营养添加剂，具有良好的应用前景。保型营养添加剂，具有良好的应用前景。环境污染小环境污染小n n有机微量元素避免了无机微量元素之间的有机微量元素避免了无机微量元素之间的相互拮抗、吸收率低、污染环境等弊端。相互拮抗、吸收率低、污染环境等弊端。添加一定量有机微量元素即可代替高剂量添加
26、一定量有机微量元素即可代替高剂量的无机盐，显著降低猪肝脏和粪中微量元的无机盐，显著降低猪肝脏和粪中微量元素（如铜锌素（如铜锌) )含量，对环境影响小。含量，对环境影响小。比无机盐具有更多的优越性比无机盐具有更多的优越性n n氨基酸微量元素螫合物的使用安全性高、氨基酸微量元素螫合物的使用安全性高、适口性好，避免金属微量元素氧化破坏适口性好，避免金属微量元素氧化破坏维生素等缺点。维生素等缺点。促生长效果明显促生长效果明显n n由于其消化利用率高于无机微量元素，由于其消化利用率高于无机微量元素，能明显促进动物生长、提高生产性能，能明显促进动物生长、提高生产性能，经济效益好。有机微量元素的剂型研究经济
27、效益好。有机微量元素的剂型研究将用在常量矿物元素，并得到广泛运用，将用在常量矿物元素，并得到广泛运用，具有广阔的运用前景。具有广阔的运用前景。小结小结n n有机微量元素络合物或螯合物对动物产生效有机微量元素络合物或螯合物对动物产生效应的作用机制的研究尚处于探讨阶段，尚无应的作用机制的研究尚处于探讨阶段，尚无直接的试验证据证明哪种直接的试验证据证明哪种假说假说更符合有机微更符合有机微量元素在肠道内的吸收情况，还需进行大量量元素在肠道内的吸收情况，还需进行大量深入的专门研究，寻找直接的试验证据。深入的专门研究，寻找直接的试验证据。n n试验结果须更确切的重复，使用方法根据产试验结果须更确切的重复，使用方法根据产品特性而规范。品特性而规范。
