氨基酸螯合鐵的優(yōu)越性及在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

董冬華 楊維仁 （山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院 山東 泰安 271000）

氨基酸螯合鐵的優(yōu)越性及在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

董冬華 楊維仁 （山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院 山東 泰安 271000）

鐵是動(dòng)物機(jī)體所必需的一種微量元素，主要表現(xiàn)在，鐵是血紅蛋白和肌紅蛋白所必需的組成成分，并與細(xì)胞色素酶、過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶、乙酰輔酶、琥珀酸脫氫酶等酶的活性密切相關(guān)。鐵參與機(jī)體組織內(nèi)氧的正常運(yùn)輸，直接影響機(jī)體的能量和蛋白質(zhì)代謝，三羧酸循環(huán)中一半以上的酶和因子含鐵或鐵存在時(shí)才能發(fā)揮其作用，而且還會(huì)影響動(dòng)物體的免疫機(jī)能［1］。

到目前為止，鐵添加劑的發(fā)展已經(jīng)歷了三個(gè)階段，相應(yīng)的出現(xiàn)了三代產(chǎn)品：無(wú)機(jī)鐵；簡(jiǎn)單的有機(jī)鐵；氨基酸螯合鐵。而多數(shù)研究表明，氨基酸螯合鐵的吸收利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于前兩代[2-4]。關(guān)于氨基酸螯合鐵的研究推動(dòng)了無(wú)機(jī)鐵向氨基酸螯合鐵在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用。

1 氨基酸螯合物

1996年美國(guó)飼料管理官員協(xié)會(huì)(MFCO)確定微量元素氨基酸鰲合物的概念：由某種可溶性金屬鹽中的一個(gè)金屬元素離子同氨基酸按一定的摩爾比以共價(jià)鍵結(jié)合而成，水解氨基酸的平均分子量為150左右，生成的鰲合物的分子量不超過(guò)超過(guò)800[5]。但也有認(rèn)為金屬氨基酸螯合物的真正定義為由元素周期表中的第一過(guò)渡區(qū)元素(Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn)與氨基酸共價(jià)結(jié)合形成的一種穩(wěn)定的、電中性的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的螯合物[6]。

2 氨基酸螯合鐵的優(yōu)越性

2.1 氨基酸螯合鐵比無(wú)機(jī)鐵有更高的吸收率 Hopping等(1965)[7]研究認(rèn)為鐵是以氨基酸螯合鐵的形式吸收的。研究表明，位于具有五員環(huán)或六員環(huán)鰲合物中的金屬離子，可以直接通過(guò)小腸絨毛刷狀緣。可見(jiàn)，氨基酸鰲合鐵是鐵吸收的原始模式之一。螯合狀態(tài)下的微量元素是利用配位體的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，而不是金屬的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)吸收的，避免了金屬離子在腸道吸收時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)拮抗，從而提高了吸收效率。無(wú)機(jī)鐵被動(dòng)物吸收及蓄積的量很低，吸收率僅為10%，大部分隨糞便排出體外，影響環(huán)境，破壞地力，引起農(nóng)作物中鐵的富集，危害人畜健康。在常規(guī)日糧基礎(chǔ)上，以氨基酸螯合物形態(tài)存在的微量元素吸收率是無(wú)機(jī)態(tài)微量元素的1.8～4.0倍[8]。

2.2 氨基酸螯合鐵比無(wú)機(jī)鐵生物學(xué)效價(jià)更高 許多研究結(jié)果證明，氨基酸螯合鐵比無(wú)機(jī)鐵有更高的生物利用率，且對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)、生殖、健康及飼料轉(zhuǎn)化率等有明顯的促進(jìn)作用。Kegley(2002)研究表明，以血紅蛋白含量為標(biāo)識(shí)，給3日齡仔豬補(bǔ)給蛋氨酸鐵，21日齡時(shí)，相對(duì)于硫酸亞鐵，蛋氨酸鐵的相對(duì)生物學(xué)效價(jià)為180%[9]。Spears (1992)[10]研究了蛋氨酸鐵對(duì)哺乳仔豬的相對(duì)生物學(xué)效價(jià)為183%。在妊娠母豬日糧中添加氨基酸螯合鐵，鐵通過(guò)胎盤進(jìn)入胎兒體內(nèi)，可降低胎兒死亡率，提高仔豬的初生重和斷奶重[11-12]，說(shuō)明螯合鐵可通過(guò)胎盤轉(zhuǎn)運(yùn)，進(jìn)入到發(fā)育中的胚胎而無(wú)機(jī)鐵無(wú)法通過(guò)。

2.3 氨基酸螯合鐵與飼料中其它成分相互影響小 鐵離子被封閉在螯合物的螯環(huán)內(nèi)，性質(zhì)較為穩(wěn)定，極大地降低了對(duì)飼料中添加的維生素的氧化作用，對(duì)維生素的破壞作用明顯小于無(wú)機(jī)鐵；螯合物保護(hù)了鐵元素不被植酸奪走而排出，避免了消化道內(nèi)大量二價(jià)鈣離子的拮抗作用，使鐵元素順利到達(dá)吸收部位，相對(duì)地改善了微量元素鐵在機(jī)體內(nèi)的存留和利用，而消化吸收和動(dòng)員利用速度都大大提高。

2.4 有機(jī)微量元素的抗病和抗應(yīng)激作用明顯優(yōu)于無(wú)機(jī)微量元素 無(wú)機(jī)鐵性質(zhì)不穩(wěn)定，易與其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生拮抗作用，并在消化吸收過(guò)程中還會(huì)影響胃腸道的酸堿平衡，而對(duì)機(jī)體產(chǎn)生不良影響。氨基酸螯合鐵中鐵離子被封閉在螯合物的螯環(huán)內(nèi)，較為穩(wěn)定，極大地降低了對(duì)飼料中加的維生素等物質(zhì)的破壞作用。氨基酸螯合鐵在預(yù)混合飼料中具有較好的穩(wěn)定性，對(duì)VA、VC的破壞作用明顯小于無(wú)機(jī)礦物鹽[13]。

2.5 減小環(huán)境污染 氨基酸螯合鐵的生物學(xué)效價(jià)較高，故低添加量的螯合鐵就可代替高劑量的無(wú)機(jī)鐵，從而減少向環(huán)境的排放而減輕環(huán)境污染。

3 氨基酸螯合鐵在養(yǎng)豬生產(chǎn)上的應(yīng)用效果

3.1 氨基酸螯合鐵在母豬生產(chǎn)中的的應(yīng)用 Dameley (1993)[14]經(jīng)4年多的生產(chǎn)試驗(yàn)，研究結(jié)果表明，氨基酸鰲合鐵能提高母豬繁殖性能，并改善經(jīng)產(chǎn)母豬體況。但目前生產(chǎn)中多是在母豬飼糧中添加氨基酸螯合鐵來(lái)預(yù)防仔豬貧血。Ashmead(1991)[15]報(bào)道，氨基酸螯合鐵加入分娩前的懷孕母豬飼糧中，可使鐵通過(guò)胎盤，并由胚胎吸收，使出生后仔豬貯存足夠的鐵，消除仔豬貧血癥的發(fā)生，且無(wú)需再額外給仔豬補(bǔ)鐵。并報(bào)道，仔豬的出生重及斷奶重也較大，死亡率減小，且仔豬較健壯。王紀(jì)亭等(2002)[16]在產(chǎn)前1個(gè)月的母豬飼料中添加500mg/kg甘氨酸鐵，初乳中鐵含量提高了2.45%，仔豬初生重提高42.4%，死亡率降低6.4%，血液中鐵含量提高24.9%。張照喜(2002)[17]在妊娠后期和哺乳期飼糧中分別添加賴氨酸螫合鐵和硫酸亞鐵，并同時(shí)給初生仔豬注射葡聚糖苷鐵，研究結(jié)果表明：賴氨酸螫告鐵組較對(duì)照組仔豬斷奶成活率提高了9.2%(P＜0.05)，平均斷奶重提高18.8% (P＜0.01)；較硫酸亞鐵組仔豬斷奶成活率提高了3.1% (P＞0.05)，平均斷奶重高9.9%(P＜0.05)；較3日齡仔豬注射葡聚糖苷鐵組相比，成活率和斷奶重分別提高了0.2%和2.3%(P＞0.05)。童建國(guó)(2002)[18]在基礎(chǔ)日糧基礎(chǔ)上，試驗(yàn)組添加400 mg/kg甘氨酸螯合鐵，總產(chǎn)仔數(shù)、活仔數(shù)和初生窩重較對(duì)照組分別高于了3.6%、3.77%和4.75%，并能顯著改善仔豬的缺鐵性貧血。

3.2 在仔豬生產(chǎn)中的應(yīng)用 仔豬初生時(shí)，由于胎盤屏障的影響，體內(nèi)鐵貯較低，而與仔豬出生后乳汁鐵含量低和較高的生長(zhǎng)速度形成矛盾，導(dǎo)致仔豬易出現(xiàn)缺鐵性貧血[9]。Fourugouir 和 Kawabata(1976，1977)認(rèn)為，口服蛋氨酸鐵可顯著提高仔豬血紅蛋白含量和血漿鐵水平，并促進(jìn)免疫功能的改善，初生仔豬腸粘膜易吸收鐵、出生后前幾個(gè)小時(shí)口服鐵螯合物，能滿足斷乳仔豬對(duì)鐵的需要。仔豬出生后的前幾個(gè)小時(shí)，仔豬小腸可通過(guò)胞飲方式吸收大分子有機(jī)物質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的[19]。徐建雄(1993)[20]在仔豬飼料中添加蛋氨酸鐵60 mg/kg，日增重、飼料效率和經(jīng)濟(jì)效益分別提高9.99%～12.98%、6.60% ～10.61%、18.16%～28.47%。Feng等*(2007)[21]在仔豬飼料中添加90mg/kg的甘氨酸鐵與硫酸亞鐵組相比，可顯著提高仔豬日增重、血紅蛋白含量及增強(qiáng)仔豬免疫功能。同時(shí)國(guó)內(nèi)外很多研究結(jié)果表明，氨基酸螯合鐵可通過(guò)穿過(guò)胎盤和提高母乳鐵含量傳遞給仔豬，從而促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)發(fā)育，預(yù)防缺鐵性貧血，降低仔豬死亡率[12,22]。

3.3 育肥豬 添加氨基酸螯合鐵可提高生長(zhǎng)育肥豬日增重和飼料利用率。Yu等(2000)[23]研究表明，氨基酸螯合鐵生物學(xué)利用率顯著高于硫酸亞鐵，且隨著氨基酸螯合鐵添加量的增加，血紅蛋白含量、紅細(xì)胞壓積和血漿鐵含量逐漸增加。鞠繼光等(2000)[24]在生長(zhǎng)育肥豬日糧中以40 mg/kg的羥基蛋氨酸鐵代替等量相應(yīng)的無(wú)機(jī)鐵，生長(zhǎng)豬日增重提高了8.3%，料肉比降低了13.7%。婁雪彪(1992)[25]報(bào)道，在生長(zhǎng)豬的日糧中添加60mg/kg的蛋氨酸鐵，與對(duì)照組相比可提高豬的增重13%，料肉比降低11.7%，血紅蛋高含量增加0.8g/100ml，經(jīng)濟(jì)效益提高13%。孫鐵虎等(2006)[26]在生長(zhǎng)豬日糧中添加160mg/kg的氨基酸螯合鐵，可顯著提高平均日增重和改善飼料轉(zhuǎn)化效率。

4 存在的問(wèn)題及前景

氨基酸螯合鐵可明顯改善母豬繁殖性能，并改善動(dòng)物的生長(zhǎng)性能，增強(qiáng)免疫功能，另外還可適當(dāng)減少鐵的添加量，從而減少排泄物中的排出量，減輕環(huán)境污染。是優(yōu)良的無(wú)機(jī)鐵替代產(chǎn)品，具有廣闊的應(yīng)用前景。但從目前生產(chǎn)中的應(yīng)用情況來(lái)看還存在一些問(wèn)題，有待于進(jìn)一步研究。

4.1 較高的生產(chǎn)成本 目前市場(chǎng)上氨基酸螯合鐵價(jià)格是硫酸亞鐵的數(shù)倍，雖然氨基酸螯合鐵具有優(yōu)越性但也很難在生產(chǎn)中應(yīng)用。當(dāng)務(wù)之急應(yīng)研制出降低生產(chǎn)成本的新工藝新方法，改進(jìn)產(chǎn)品配方、工藝，研制出市場(chǎng)可以接受的微量元素螯合產(chǎn)品。

4.2 螯合產(chǎn)品品質(zhì)控制檢測(cè)方法 目前關(guān)于氨基酸螯合產(chǎn)品未得到廣泛應(yīng)用，除價(jià)格因素外，可能是由于氨基酸螯合產(chǎn)品的性質(zhì)不夠穩(wěn)定，質(zhì)檢方法還沒(méi)有得到很好的解決。當(dāng)前氨基酸螯合微量元素的定性定量分析尚待研究解決，當(dāng)前對(duì)于氨基酸微量元素的定性定量分析常采用分光光度法、電位法，但這些方法難以確定其螯合度或絡(luò)合度的質(zhì)量，從而無(wú)法規(guī)范氨基酸螯合微量元素的生產(chǎn)、銷售及應(yīng)用。因此，建立準(zhǔn)確的定性、定量檢測(cè)新技術(shù)，是今后研究工作的重點(diǎn)之一。

4.3 作用機(jī)理及利用條件有待進(jìn)一步研究 關(guān)于氨基酸螯合鐵的作用效果已有很多研究，但對(duì)于其在體內(nèi)的吸收機(jī)制和代謝原理及對(duì)機(jī)體造血機(jī)能的影響有待進(jìn)一步研究。雖然很多研究結(jié)果表明氨基酸螯合鐵是利用肽與氨基酸的吸收機(jī)制而非小腸中無(wú)機(jī)狀態(tài)金屬離子吸收機(jī)制，但作用模式還需進(jìn)一步證實(shí)。氨基酸螯合鐵的需要量受不同動(dòng)物、不同階段、不同日糧營(yíng)養(yǎng)水平及螯合物不同結(jié)構(gòu)形式等條件的影響，因此明確氨基酸螯合鐵的利用條件就顯得很有必要。

4.4 強(qiáng)化示范推廣 加大對(duì)氨基酸螯合鐵示范宣傳與推廣，使人們盡快接受這一新型微量元素添加劑，成為常規(guī)的礦物元素添加劑，一經(jīng)大面積普及使用，將會(huì)給飼料工業(yè)和畜牧業(yè)帶來(lái)顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

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2013–12–22）

山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系生豬創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目（STDAV-011-06-05）