有机态微量元素在反刍动物营养中的应用

张素华¹  王加启²

(1．西北农林科技大学畜牧兽医学院，陕西杨陵712100；2．中国农科院畜牧研究所，北京100094）

    摘  要 本文介绍了有机态微量元素产品类型，对其在反刍动物体内的应用效果及生物学效率进行综述，并探讨了反刍动物有机态微量元素营养研究方向。

关键词 有机态微量元素；生物利用率；反刍动物；作用效果

中图分类号:  S816，72  文献标识码：A  文章编号：1004－0084（2002）11－03－04

    有机态微量元素用于反刍动物日粮与添加相同水平无机物相比，提高了生产性能（生长和产奶量）、胴体质量和免疫能力，降低了牛奶的体细胞数量，进一步影响十二指肠氨基酸流量。许多研究结果表明，有机态微量元素能够通过瘤胃，而且具有较强的抗分解能力，它也是一种较好的必需氨基酸保护方法，既防止了瘤胃微生物对氨基酸的降解作用，提供更多的过瘤胃氨基酸和微量元素供瘤胃后消化道吸收利用，同时也可避免某些金属元素对瘤胃的毒害作用。但也有许多研究结果表明有机态微量元素并不比无机元素有优势。本文对现有有机态微量元素在反刍动物体内的应用效果及生物学效率进行综述。

1   有机态微量元素产品的适用类型

    有机态微量元素添加剂随配体的类型而变化。市售的有机态微量元素，可分为络合物、螯合物和蛋白质盐。美国官方饲料管理协会（AAFCO,1990）定义如下：①金属元素氨基酸络合物（Metal amino acid complex）：由可溶性金属盐与一个或几个氨基酸形成的络合产物，还包括可溶性金属盐与特定氨基酸形成的络合物；②金属元素氨基酸螯合物（Metal amino acid chelate）：由可溶性金属盐中的金属元素离子以1 mol与 l－3 mol（最好是2 mol）氨基酸按比例形成共价键。其中水解氨基酸的平均分子量约为150,所形成的无螯合物分子量不能超过800；③金属元素蛋白盐（ Metal  proteinate）：由可溶性金属盐与氨基酸和部分水解的蛋白质螯合形成的产物。

2   有机态微量元素的应用效果

2.1 金属元素氨基酸络合物

目前市售的金属元素氨基酸络合物产品有蛋氨酸锌、赖氨酸锌。蛋氨酸锰、蛋氨酸铁、蛋氨酸铜和赖氨酸铜。在反刍动物以蛋氨酸锌研究的最多，几乎没有蛋氨酸铁的研究报道。2.l.l蛋氨酸锌 

  Spears（1989）利用含24mg／kg锌的玉米青贮日粮进行小母牛增重和饲料利用率试验，饲以蛋氨酸锌的小母牛比对照组增重和饲料利用率分别高8.l％（P＜0.07＝和 7.3％（P＜0.08＝，其繁殖性能也相近。Spears （1996）报道应用蛋氨酸锌和蛋氨酸锰可提高肉用母牛的妊娠率和繁殖性能。杭乃诚等（1998）报道，补喂蛋氨酸锌组羔羊日增重显著高于对照组（P＜0.05）。张照熙（1996）的黄牛试验也得出了相同的结论。

    对泌乳奶牛饲喂蛋氨酸锌后可增加其泌乳量和减少其体细胞计数。Kellogg（1990）对蛋氨酸锌在泌乳牛上的作用进行了综述。其中对照组日粮的含锌量等于或略超过NRC推荐的需要量，来自蛋氨酸锌的锌添加量为 180－412mg。在所进行的8个试验中，有4个试验表明蛋氨酸锌可明显增加产奶量（Aguilar等,1990； Kellogg等,1989）或减少体细胞计数（Aguilar等,1988； Gallon， 1990）。

Greene等（1988）利用育肥阉牛比较不同锌源的作用。经112 d试验结果表明，各组间生产性能无显著差异，但是蛋氨酸锌组牛肉的质量分级、大理石型肉及肾、骨盆和心脏脂肪含量要高于对照组和氧化锌组。Brethour（1984）和Rust（1985）的研究也得到了相同的结果。但在另外一些研究中（Carrica等,1986；Martin等,1987 Neel等，1986； Stobart等,1987），未发现蛋氨酸锌能够影响胴体品质。

    Johnson等（1988）利用773头犊牛观察蛋氨酸锌对其健康的影响。经28 d试验，添加蛋氨酸锌组的犊牛日增重比对照组高10.7％，发病率低5％。Herrick（1989）报道认为，蛋氨酸锌可预防腐蹄病及其它蹄病，但Moore（1988）的报道奶牛蹄的生长与磨损在对照组和补蛋氨酸锌组间相似。Greene等（1988）用育肥阉牛所进行的试验发现其腐蹄病的发生率在对照组、氧化锌组和蛋氨酸锌组分别为20％、6.7％和0。

Spears等（1991a）曾研究了不同锌水平和锌源对受应激影响的新断奶和运输的阉牛免疫机能的影响。经过28 d的试验，各处理间表现无显著差异，死亡率均很低。但经测定，其抗牛瘟疹病毒抗体滴度在第14 d时补蛋氨酸锌组要比对照组和氧化锌组高 47％和31％。邵凯等（1996,2000）研究了蛋氨酸锌对细毛羊闭羯羊的免疫机能的影响，发现补饲蛋氨酸锌能提高其布氏杆菌抗体滴度、血清γ一球蛋白的百分含量、外周血T淋巴细胞转化率和Кα一醋酸萘酪酶（ANAE）染色的阳性率。

王洪荣和邵凯等（1998）研究表明，饲喂不同锌源绵羊瘤胃内锌的流量（mg／d）间差异不显著；ZnO组和Zn－Met组绵羊在十二指肠和回肠中锌流量显著高于对照组。Zn－Met组绵羊在十二指肠内锌的吸收率显著高于ZnO组和对照组，而ZnO组绵羊在回肠后锌的吸收率较高；不同锌源对绵羊瘤胃食糜和瘤胃微生物的氨基酸组成无显著影响，对进入十二指肠的氨基酸组成有较大影响，其中Zn－Met组十二指肠食糜谷氨酸（Glu）、精氨酸(Val)。异亮氨酸 (Ile）、亮氨酸(leu）和精氨酸（Arg）的含量都比对照组和 ZnO组降低，而甘氨酸（Gly）、胱氨酸（Cys）、蛋氨酸（Met）、色氨酸(Tyr）和组氨酸(His)都比对照组和ZnO组显著提高，说明Zn－Met具有一定的过瘤胃功能。

2.1.2蛋氨酸锰

    Henery等(1992）测定羔羊骨、肾和肝脏中锰的沉积率发现，蛋氨酸锰的相对生物利用率为氧化锰的120％。 Spears(1996)在生长肉用小母牛日粮中添加蛋氨酸锰和氧化锰，在所进行的两个试验中，添加蛋氨酸锰的试验中有1个试验可提高小母牛的日增重和饲料利用率。

2.1.3赖氨酸铜

    阉牛对赖氨酸铜的沉积率要比硫酸铜高得多（DeBonis和Nockels,1992），这主要是由于它的吸收增加和尿中排出下降。Ward等（1993）比较了高铜日粮下赖氨酸铜和硫酸铜中铜在生长阉牛的生物利用率，结果发现其血浆铜浓度和血浆铜蓝蛋白的活性相似。以血浆铜浓度和碱性磷酸酶活性为指标，生长期牛对赖氨酸铜和硫酸铜生物利用率相似（ Kegley和Spears,1994）。在缺铜牛的日粮中添加赖氨酸铜可以增加肝铜浓度和血浆铜浓度（Rabiansky等，1998）。

2.2  金属元素蛋白盐

    Kincaid等（1986）在给犊牛喂以天然高钼的干草＋精料日粮条件下，比较了铜蛋白盐和硫酸铜对增加犊牛铜水平作用。结果发现饲以铜蛋白盐的犊牛其血浆和肝铜含量比饲以硫酸铜的要高。Ward（1996）报道，青年牛日粮中存在高钼的情况下，添加铜蛋白盐比硫酸铜更能保证肝铜贮备，生物学效率更高。Wittenberg等（1990）用饲以高钼日粮的缺铜阉牛试验，结果表明阉牛对不同铜源铜的利用率相似。近年来，人们利用锌蛋白盐和氧化锌在反刍动物上进行了一些试验。在羔羊饲粮中以锌蛋白盐补锌，锌在羔羊体内的存留率高于添加氧化锌，差异显著（Lardy，1992）。Spain等（1993）研究发现饲以锌蛋白盐的乳牛其新发生乳房感染率要明显少于饲以氧化锌的乳牛（P＜0.05）。

2.3 有机态硒

    有机态硒产品主要包括硒酵母（主要成分为硒美氨酸）和硒酸酯多糖。Phrson等      (1989)以小母牛的红细胞谷胱甘肽过氧化物酶为指标得出硒蛋氨酸的利用率为Na₂Se0₃，  的2倍。羔羊试验结果表明,添加硒蛋氨酸比Na₂SeO₃能更好地增加血硒浓度和谷胱肽甘肽过氧化物酶活性（Larsen，1988）。近年来的研究结果表明，添加硒酵母可提高奶中硒含量(Conrad和 Moxon, 1979；Aspila，1991；Malbe等1995； Ortman和 Pehrson，1997)。 Pehrson（1999）在奶牛饲粮中添加硒酵母，不仅可以提高牛奶中硒含量,而且还可以提高奶牛和犊牛红细胞谷胱甘肽过氧化物酶活性。刘晓松等（1995）利用硒酸酯多糖对不同年年龄的绵羊进行试验，结果表明试验羊的生长率、产毛和后代生产力均高于不补硒的对照组。

2.4有机态铬

    目前有机态铬的产品主要有酵母铬、螯合铬、尼克铬、吡啶羧酸铬。Chang等（1992）报道犊牛长途运输后，以酵母铬形式添加0.4mg铬/kg干物质,可明显提高犊牛到达肥育场后最初28 d的日增重和饲料效率，此外还提高了血清免疫球蛋白浓度,降低了血清中皮质醇浓度，增强了免疫机能。Monn sin-shageer和 Mowat（1993）通过对运输应激犊牛的研究，发现补 0.2mg／kg或 1.0mg／kg的铬(酵母铬)不仅使犊牛在试验期内（30天）的增重和干物质采食量提高，而且免疫机能也得到改善。Wright等  1994)。对应运输应激犊牛补充铬（螯合铬）,明显提高犊牛试验期的日增重。但对非应激生长肥育牛添加有机铬却未能改善其生产性能出(Chang等1992；Bunting等1994)。史清河（1998）总结了国内外的有机态铬对应激牛的营养效果，指出添加有机态铬可提高运输府激犊牛初期的增重及初产奶牛的产奶量,减少肉犊牛呼吸道疾病及经产奶牛代谢紊乱(亚临床酮症，脂肪肝等）的发生，从而降低应激牛对抗生素的需要量，此外添加有机态铬有潜力减少DFD牛肉的发生并有改善初产奶牛乳品质的趋向。

3  有机态微量元素在瘤胃中的稳定性及对瘤胃发酵的影响

   Heinrich和  Conrad（ 1983）的研究报道，蛋氨酸锌中的蛋氨酸部分在很大程度上不被瘤胃微生物所降解，根据其所绘微生物生长曲线，在模拟瘤胃环境条件下蛋氨酸锌在96小时后仍不能被微生物利用。美国Zinpro公司曾用体外法评定其产品Availa－Zn（蛋氨酸锌）和Availa－Cu（赖氨酸铜）在瘤胃中的稳定性，所做的5个试验都表明氨基酸螯合物在模拟瘤胃环境下是稳定的，通过瘤胃率都达到90％以上。

    Ward等（1992）报道，饲喂蛋氨酸锌的牛瘤胃中可溶性锌的浓度要远远高于饲喂相同浓度的硫酸锌或氧化锌，饲喂蛋氨酸锰也得出同样的结果。Kenndy等（1993）曾比较了锌多糖结合物和氧化锌在阉牛瘤胃中的分布，当把瘤胃内容物分为无细胞相、微生物相和颗粒相3部分时，饲以锌多糖的阉牛3部分的锌浓度均高于饲以氧化锌的阉牛。

    Gibson等（1988）在母牛日粮中添加蛋氨酸锌，痛胃液NH₃－N水平提高，原虫数量有增加趋势。李丽立等（1994）研究报道，饲喂蛋氨酸锌时山羊瘤胃内NH₃－N浓度显著降低（P＜0.05），锌元素浓度较氧化锌组低（P＜0.05），pH值相似，挥发性脂肪酸含量各组间无显著差异。王洪荣等(1998）研究表明，蛋氨酸锌组绵羊瘤胃液NH₃－N变化平稳，说明蛋氨酸锌在绵羊瘤胃中较稳定。

4  生物利用率

4.1生物利用率研究现状

    生物利用率（bioavailability）或生物学效价，在微量矿物质元素文献中通常的概念是摄入的微量元素被吸收，并转变为生理活性形式的部分（O＇Dell,1983）。现将近年来国内外有机态锌和有机态铜在反刍动物中的生物利用率利于表1、表2。

4.2 影响有机态微量元素利用率测定因素

综上所述共有18个试验结果表明有机态微量元素利用率高于无机态微量元素，12个试验无机态微量元素利用率与有机态微量元素相似。反刍动物有机态微量元素利用率测定结果有很大差异，主要因为在每一个研究中有着大量的因素影响测定结果，这些因素包括：①有机态微量元素产品质量；②研究中所采用的反映指标和研究方法；③研究中所用日粮组成和类型；④研究所用动物以往的营养水平；⑤研究所用动物种类、机体状况和当时的生产水平；⑥测定的持续时间；⑦研究中所用矿物质的种类、添加水平和级别（食品级、饲料级）。

表1  锌螯合物、络合物与无机态锌盐的生物利用率比较

表2铜鳌合物、络合物与无机锅盐的生物利用率比较

 5   研究方向