有機(jī)和無(wú)機(jī)微量元素對(duì)預(yù)混料中維生素穩(wěn)定性的影響

周俊華，李雅青

（1.臨沂職業(yè)學(xué)院基建辦公室，山東臨沂 276000；2.魯南技師學(xué)院信息工程系基礎(chǔ)課教研室，山東臨沂 276000）

在許多代謝過(guò)程中，維生素和微量礦物質(zhì)是動(dòng)物日糧中必需的營(yíng)養(yǎng)素，但由于飼料在儲(chǔ)藏期間維生素的活性會(huì)損失，造成動(dòng)物生長(zhǎng)抑制，飼料轉(zhuǎn)化率降低及維生素缺乏而引起的疾病。許多維生素是相對(duì)不穩(wěn)定的化合物，在正常儲(chǔ)存條件下會(huì)發(fā)生顯著損耗（Coelho，1991）。維生素單體對(duì)環(huán)境因素有不同程度的敏感性，如濕度、光、熱、pH、擠壓、制粒和儲(chǔ)存時(shí)間，這些是影響預(yù)混料中維生素穩(wěn)定性的重要因素。當(dāng)維生素暴露在氧化物中，如礦物質(zhì)鹽，其離子電荷會(huì)加快維生素的破壞速度（Killeit，1988）。Adams（1972）研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)混料中含有無(wú)機(jī)微量元素，在36℃下儲(chǔ)存3個(gè)月，與不含微量元素和膽堿的預(yù)混料相比，維生素B6損耗了55%。微量元素通常是高活性無(wú)機(jī)礦物鹽，常在豬預(yù)混料中添加。然而，一些已經(jīng)商業(yè)化的有機(jī)微量元素（如氨基酸螯合礦物質(zhì)）價(jià)格較高，但這些有機(jī)微量元素具有保護(hù)維生素免受破壞性離子電荷的能力。如果有機(jī)微量礦物質(zhì)可以降低維生素破壞率，其使用可能會(huì)延長(zhǎng)預(yù)混料的安全儲(chǔ)存期。對(duì)預(yù)混料而言，維生素穩(wěn)定性的提高提高了配方中的安全系數(shù)，可降低維生素缺乏而引起的疾病風(fēng)險(xiǎn)。本研究的目的是為了確定維生素、維生素+無(wú)機(jī)微量元素和維生素+有機(jī)微量元素對(duì)預(yù)混料中維生素的損失率，比較有機(jī)微量元素和無(wú)機(jī)微量元素對(duì)維生素穩(wěn)定性的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分組 試驗(yàn)采用單因素方差設(shè)計(jì)，共分為3組，每組3個(gè)重復(fù)，處理1組為維生素組（不添加微量元素），處理2組為維生素組添加無(wú)機(jī)微量元素，處理3組為維生素組添加有機(jī)微量元素，各組分別加上載體后做成預(yù)混料，儲(chǔ)存120 d。3組預(yù)混料的配方見(jiàn)表1。3組預(yù)混料中維生素的含量維持一致，預(yù)混料中均添加氯化膽堿，同時(shí)添加相同量的抗氧化劑（乙氧基喹啉），分別用有機(jī)載體（統(tǒng)糠）和無(wú)機(jī)載體（麥飯石）將各組預(yù)混料配制成同一比例。

1.2 預(yù)混料準(zhǔn)備和儲(chǔ)存 每組預(yù)混料分為25 kg包裝，每包代表一個(gè)重復(fù)，之后用避光的、密閉自封袋分為5包（5 kg/包）。將各包預(yù)混料放在一個(gè)可以控制環(huán)境條件的房間，室內(nèi)溫度維持在30℃。試驗(yàn)期間每月的相對(duì)濕度分別控制在25%～50%、20%～40%、15%～35%和15%～30%。

表1 預(yù)混料中維生素和微量元素組成 g

1.3 測(cè)定指標(biāo) 試驗(yàn)所有指標(biāo)的測(cè)定過(guò)程單獨(dú)分開(kāi)，用10%蒸餾水作為溶劑，測(cè)定預(yù)混料的pH。將各重復(fù)稱量350 g預(yù)混料，之后分為0、30、60、90和 120 g，樣品全部 -20℃儲(chǔ)存。參考Miller（1998）研究方法，用液相色譜法測(cè)定預(yù)混料中維生素的含量。維生素?fù)p耗率等于配方設(shè)定值與測(cè)定值之差再除以配方設(shè)定值。參考Coelho（1991）研究方法對(duì)維生素每月的損耗率、成本和對(duì)環(huán)境的敏感性進(jìn)行評(píng)分，其中1表示成本最低，13表示損耗率最高。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 由于本試驗(yàn)測(cè)定的指標(biāo)分段進(jìn)行，試驗(yàn)單元以每袋預(yù)混料為主，采用SAS（9.1版）完全隨機(jī)設(shè)計(jì)模型，用單因素方差分析來(lái)評(píng)估整包預(yù)混料及拆包后預(yù)混料中維生素的含量隨儲(chǔ)存時(shí)間的變化，各組之間的差異用Tukey進(jìn)行評(píng)估，用α=0.05作為顯著水平，P＞0.05表示差異不顯著，P＜0.05表示差異顯著，0.05＜P＜0.1表示具有差異顯著的趨勢(shì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)和無(wú)機(jī)微量元素對(duì)儲(chǔ)存120 d后預(yù)混料中維生素月均損耗率的影響 由表2可知，預(yù)混料儲(chǔ)存120 d后，無(wú)機(jī)礦組每月的平均損耗率達(dá)5%。維生素組中維生素的損耗率由0%（泛酸）到10%（維生素K3）變化，而有機(jī)礦組維生素月均損耗率為2.5%。各處理對(duì)預(yù)混料中維生素D3、維生素E、煙酸、維生素B2、泛酸和生物素月均損耗率的影響無(wú)顯著差異（P＞0.05）。與無(wú)機(jī)礦組相比，維生素和有機(jī)礦組顯著降低預(yù)混料中維生素A和維生素B6的月均損耗率（P＜0.05）。無(wú)機(jī)礦組維生素3的月均損耗率較維生素和有機(jī)礦組分別提高了6.0%（P＜0.05）和2.2%（P＜0.05）。無(wú)機(jī)礦組維生素B1月均損耗率最高，達(dá) 9%（P＜ 0.05），其次是有機(jī)礦組（4.1%），維生素組最低（2.6%）。無(wú)機(jī)礦組維生素B12的損耗率（5.4%）顯著高于維生素（2.1%）和有機(jī)礦組（2.3%）（P＜0.05）。與維生素組相比，無(wú)機(jī)礦組顯著提高氯化膽堿的月均損耗率（P＜0.05）。有機(jī)和無(wú)機(jī)礦組對(duì)葉酸損耗率的影響無(wú)顯著差異，但顯著高于維生素組（P＜0.05）。表2反映出預(yù)混料中有些維生素更容易遭受破壞，如泛酸、維生素E、維生素B2、生物素和煙酸。

2.2 維生素成本、平均月?lián)p耗率及對(duì)儲(chǔ)存條件敏感性的對(duì)比

由表3可知，表中損耗率的排名數(shù)據(jù)是根據(jù)表2的結(jié)果得到的，維生素K3月均損耗率位列第1，而泛酸的月均損耗率最低，位列13。環(huán)境敏感性是根據(jù)預(yù)混料對(duì)水分、氧化還原、熱、光和pH的反應(yīng)程度得到的。維生素成本、平均月?lián)p耗率和對(duì)環(huán)境敏感性反映出維生素A、維生素B1、維生素K3、維生素B12是預(yù)混料中更需要采取措施防止其過(guò)度損耗的4種維生素。

表2 有機(jī)和無(wú)機(jī)微量元素對(duì)儲(chǔ)存120 d后預(yù)混料中維生素平均月?lián)p耗率的影響 %

表3 維生素成本、平均月?lián)p耗率及對(duì)儲(chǔ)存條件敏感性的對(duì)比

2.3 有機(jī)和無(wú)機(jī)微量元素對(duì)儲(chǔ)存120 d預(yù)混料中維生素?fù)p耗量的影響 由表4可知，與無(wú)機(jī)礦組相比，有機(jī)礦組顯著降低預(yù)混料中維生素A、維生素 K3、維生素 B12、維生素 B1、葉酸、維生素 B6和氯化膽堿的損耗量（P＜0.05），有降低維生素D3和煙酸的趨勢(shì)（P=0.08）。

表4 有機(jī)和無(wú)機(jī)微量元素對(duì)儲(chǔ)存120 d預(yù)混料中維生素?fù)p耗量的影響

3 討論

3.1 有機(jī)和無(wú)機(jī)微量元素對(duì)預(yù)混料中維生素?fù)p耗率的影響 本試驗(yàn)結(jié)果表明，用有機(jī)微量元素替代無(wú)機(jī)微量元素，預(yù)混料中維生素的損失可以降低40%～50%。本試驗(yàn)將預(yù)混料存放120 d發(fā)現(xiàn)，維生素A、維生素D3、維生素E、維生素B1和葉酸的損耗率與Coelho（1991）研究結(jié)果一致，但維生素K3、泛酸損耗率較其低，而生物素、氯化膽堿、煙酸、維生素B2、維生素B12、維生素B6和泛酸的損耗率要高于他的報(bào)道。根據(jù)本試驗(yàn)得到的結(jié)果，作者推斷預(yù)混料中生物素、煙酸、維生素B2、維生素B12、維生素B6和泛酸要比維生素E對(duì)氧化的敏感程度更高，Coelho（1991）認(rèn)為，維生素E的穩(wěn)定性比較高。維生素B6在維生素預(yù)混料中的穩(wěn)定性低于膽堿。

無(wú)機(jī)微量元素對(duì)膽堿的破壞要比Coelho（1991）的報(bào)道結(jié)果高10倍，這種結(jié)果比較異常，因?yàn)槟憠A通常被認(rèn)為是一種很穩(wěn)定的維生素。在無(wú)機(jī)微量元素組中，維生素D3、維生素E、維生素K3、煙酸、葉酸、維生素B2、維生素B6和生物素的月均損耗率要低于Coelho（1991）的報(bào)道，而維生素A、維生素B12、維生素B1、維生素B6和生物素是預(yù)混料中同時(shí)存在膽堿和礦物質(zhì)時(shí)發(fā)生損耗的維生素。盡管使用的維生素來(lái)源穩(wěn)定性對(duì)預(yù)混料中維生素的穩(wěn)定性有很大影響，當(dāng)維生素與微量元素混合時(shí)，需要對(duì)維生素?fù)p失的程度進(jìn)行評(píng)估，以免長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存后，維生素的活性損耗超出安全線，導(dǎo)致動(dòng)物采食的飼料維生素缺乏。飼料制粒和膨化過(guò)程對(duì)維生素的影響在本試驗(yàn)中未進(jìn)行評(píng)估，但Coelho（1991）發(fā)現(xiàn)，顆粒飼料較粉料除了對(duì)膽堿的損耗無(wú)影響外，對(duì)其他維生素的損耗都有顯著降低作用。在制粒過(guò)程中，積壓、熱量、濕度和調(diào)質(zhì)時(shí)間對(duì)維生素穩(wěn)定性的影響小于溫度、壓力和濕度。

與無(wú)機(jī)微量元素組相比，有機(jī)微量元素顯著降低了維生素A、維生素K3、維生素B12、維生素B1和維生素B6的月均損耗率。維生素A和維生素D3對(duì)環(huán)境的pH敏感，而維生素K3、維生素B1和維生素B6對(duì)環(huán)境pH的敏感度相對(duì)較低。這說(shuō)明有機(jī)微量元素對(duì)降低維生素氧化的作用可能大于低pH環(huán)境。

3.2 有機(jī)和無(wú)機(jī)微量元素對(duì)預(yù)混料中維生素?fù)p耗評(píng)估和安全邊際量的影響 維生素預(yù)混料的安全邊際應(yīng)以維生素成本、微量礦物質(zhì)存在或缺乏為基礎(chǔ)，同時(shí)包括氯化膽堿是否添加、儲(chǔ)存時(shí)間、飼料加工條件及預(yù)期的維生素?fù)p耗率（Gadient，1986）。維生素成本很高，同時(shí)維生素的檢測(cè)成本也很高。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，維生素A、維生素B1、維生素K3、維生素B12是4種成本較高的維生素，而在這4種維生素中，維生素A的檢測(cè)成本較低，其可作為評(píng)估預(yù)混料中維生素?fù)p耗率的一個(gè)指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有機(jī)微量元素中膽堿的活力較其他組好，這與膽堿對(duì)微量元素的氧化性不敏感有關(guān)（Coelho，1991）。目前關(guān)于有機(jī)和無(wú)機(jī)微量元素對(duì)維生素的研究報(bào)道不多，后續(xù)研究還需進(jìn)一步關(guān)注微量元素的添加形式及環(huán)境條件的交互效應(yīng)對(duì)維生素破壞的影響。

4 結(jié)論

預(yù)混料中用有機(jī)微量元素替代無(wú)機(jī)微量元素可以使儲(chǔ)存120 d后的維生素?fù)p耗降低40%～50%。維生素A、維生素B1、維生素K3、維生素B12是預(yù)混料中更需要采取措施防止其過(guò)度損耗的4種維生素。