金屬氨基酸螯合物在水產中的應用

和興

金屬氨基酸螯合物（簡稱氨基酸螯合鹽）(Chelate Complex) 作為第三代新型的微量元素添加劑，在發達國家使用已有近四十年左右的時間，水產專用礦物鹽添加劑也由無機鹽向氨基酸螯合型礦物鹽轉化。而我國目前水產常用的無機鹽由于受體內外很多因素的影響，因而在魚蝦體內利用率較低，而氨基酸螯合礦物鹽融氨基酸和礦物元素于一體，在補充微量元素的同時，能有效地利用氨基酸，達到與結合氨基酸同時利用的目的，從而促進魚蝦的生長，降低生產成本。

一、氨基酸螯合鹽在水產中的應用特點
1.氨基酸螯合鹽化學性質穩定。氨基酸螯合鹽以金屬離子為中心，與氨基酸氨基中的氮原子形成配位鍵，同時與氧原子形成離子鍵形成五元環或者六元環的螯合結構，獨特的螯合結構對金屬離子形成了有效的保護，分子內電荷接近中性，從而使金屬元素在消化吸收過程中有效避免了飼料原料和魚蝦消化道堿性環境的影響，并且可直接通過腸道吸收，提高了金屬元素的利用效率（鄭學斌等，2003）。
2.氨基酸螯合鹽通過氨基酸與金屬元素的螯合作用，避免了金屬元素與金屬元素、金屬元素與維生素的直接接觸，從而減少了金屬元素之間的拮抗和對維生素的破壞。無機金屬離子在運輸過程中容易發生氧化還原反應，例如Fe2+氧化成Fe3+，這種氧化產物會破壞飼料中的維生素，影響維生素的穩定。當氨基酸與金屬形成螯合結構后，避免了金屬元素的氧化，從而減輕了對維生素的破壞作用。微量元素之間還存在復雜的拮抗作用，如Fe2+與Zn2+，Cu2+與Mn2+，Ca2+與其他金屬元素之間在消化吸收過程中都存在一定的拮抗作用，氨基酸螯合鹽獨特的螯合結構有效抑制了礦質元素之間的拮抗作用，增強了金屬元素的利用率。
3.由于氨基酸螯合鹽融氨基酸和礦質元素于一體，含有大量氨基酸，因此具有特殊的鮮香味，對魚蝦有誘食作用，彌補了無機鹽適口性差的弱點。目前使用的氨基酸螯合鹽，多數是利用甘氨酸或蛋氨酸與金屬元素螯合形成，甘氨酸對多數魚蝦都具有誘食作用，而蛋氨酸是實用飼料中的限制氨基酸之一，氨基酸螯合鹽在提供微量元素的同時，也補充了氨基酸的不足，這種多重功能正是氨基酸螯合鹽養殖效果優于無機鹽的重要原因(呂景才，趙元鳳等，1994)。
4.氨基酸螯合鹽可直接穿過小腸絨毛膜，節約了許多生化過程，減少了魚蝦的能量消耗。常用無機鹽攝入體內以后，必須借助于輔酶的作用，與氨基酸和其他物質形成螯合鹽，才能被機體吸收，吸收后微量元素在血液中與某些蛋白質結合后才能被運輸到機體所需的部位；而氨基酸螯合物的結構接近魚蝦吸收微量元素的天然形態，也是魚蝦合成蛋白質的中間物質形態，需要時釋放出微量元素供機體利用，從而減少了很多生化過程和能量消耗，提高了飼料效率（張維睿等，2006）。Found也認為具有五元環或六元環的螯合物中心金屬離子可通過小腸絨毛刷狀緣，所有氨基酸螯合物都可以以肽的形式吸收。
5.大量科研生產實驗表明，氨基酸螯合鹽對魚蝦具有明顯的增產作用，縮短養殖周期，并能大幅度降低養殖成本，能明顯促進魚蝦的生長和增重。

二、螯合物對草魚攝食和生長的影響
5～6月在兩個實驗魚池同時培養同數量的實驗所用魚苗，7月初開始投喂顆粒飼料。螯合鹽組所用飼料配方是在無機鹽組所用配方的基礎上添加一定比例的螯合鹽。初期每個實驗池每畝放養草魚夏花6000尾，鯉魚夏花1000尾，鰱魚夏花3000尾，鳙魚夏花700尾。由于螯合鹽組魚池培苗過程中水質惡化，因而導致實驗初期重量偏小。7月份開始攝食顆粒，中期隨機取樣，結果如下表所示（表1）。
養殖結果表明，在草魚飼料配方中添加復合螯合礦物鹽，草魚攝食情況顯著好于無機鹽組（P<0.05），飼料系數低10.1%，增重率高79.2%，經濟效益比無機鹽組高42.53%（傅英，李風彩等，1991）。

表1
草魚各期平均生長統計

	7月4日		8月4日		8月19日		9月4日		攝食量 (kg)
	初體長 (cm)	初重(g)	體長 (cm)	體重(g)	體長 (cm)	體重(g)	體長 (cm)	體重 (g)
螯合鹽組	6.9	5.0	13.5	27	17.5	60	19.33	86	6553.5
無機鹽組	7.45	5.8	14.1	31	16.1	45	16.56	51	5687

三、螯合物對羅非魚生長和耗氧的影響
羅非魚養殖實驗分三組，每組一個重復，在室內恒溫水族箱（50×50×60cm）中進行。每天投喂4次。在羅非魚實用飼料中添加無機復合礦物鹽1%、復合螯合鹽0.5%、復合螯合鹽1%。實驗結果如圖1-3：








實驗結果表明，添加氨基酸螯合鹽和無機鹽比較能顯著促進魚類的生長，降低餌料系數，提高飼料效率。添加氨基酸螯合鹽顯著降低了羅非魚的耗氧率，其原因可能在于氨基酸螯合鹽降低了羅非魚的能量消耗，減輕了羅非魚的生理負擔（呂景才等，2001）。

四、螯合鹽對鯉魚生長和營養狀況的影響
實驗在池塘網箱（1.0×1.0×1.0m）中進行，每箱放鯉魚20尾（初重200g左右），實驗周期2個月。分別在鯉魚實用飼料中添加1%無機鹽（對照組），0.1%螯合鹽（A組），0.3%螯合鹽（B組），0.6%螯合鹽（C組），實驗周期為一個月。實驗結果如下（見圖4-5）：

實驗結果表明，各個實驗組的增重率和飼料系數均好于對照組，說明添加氨基酸螯合物更加有利于鯉魚的生長，降低飼料系數，從而降低養殖成本。添加氨基酸螯合鹽較合適的比例為機體所需無機鹽比例的1/3較好，但鯉魚對氨基酸螯合鹽具體的需求量是多少還有待進一步研究（呂景才等，1994）。
五、螯合鹽對鯉魚消化吸收的影響
實驗分基礎飼料組（對照組，只投喂基礎飼料）、無機鹽組（基礎飼料中添加無機礦物鹽）和蛋氨酸螯合鹽組。實驗用魚為建鯉（體重約500g左右）,實驗時先停喂24h后，投喂實驗飼料2d使之適應，然后投喂實驗飼料，用虹吸法收集糞便，測定鯉魚對螯合鹽和無機鹽的消化吸收，結果表現出一致的規律性，即螯合鹽的消化率顯著高于無機鹽(P<0.05)(見表2)。

表2
不同劑型微量元素對鯉魚消化吸收的影響

	Fe	Cu	Co	Zn	Mn
對照組	51.13	42.64	35.65	70.55	82.53
無機鹽組	55.82	48.19	40.53	75.16	83.72
螯合物組	64.35	68.13	59.37	87.31	88.59

李愛杰等（1994）認為，魚的中腸呈堿性，無機態的礦物鹽進入消化道后，在堿性條件下溶解度很低，極大地限制了無機鹽的消化吸收，而氨基酸螯合鹽具有特殊的螯合結構，化學性質穩定，在魚的中腸堿性條件下溶解性很好，易于釋放金屬離子，從而更有利于螯合鹽被中腸吸收。在飼料中添加有機礦物鹽，可有效提高雜食性魚對微量元素的消化吸收，從而取得更高的養殖經濟效益。

六、氨基酸螯合鹽在水產中的應用前景及存在的問題
氨基酸螯合鹽在水產養殖中有獨特的作用，相對無機鹽而言具有非常明顯的優勢，能顯著提高魚蝦的生長性能，促進攝食，降低飼料效率，最終起到節約養殖成本的作用，是未來礦物鹽應用發展的趨勢，也是未來礦物質微量元素在水產飼料中添加的最好選擇。但相對無機礦物元素而言，氨基酸螯合也存在一些問題需要解決：
1.每一種氨基酸螯合鹽在魚蝦飼料中的最適添加量究竟是多少還有待進一步研究確定。目前國內所做的研究工作基本上在于確認氨基酸螯合鹽在水產中的作用和替代無機鹽的可行性，但定量實驗報告較少，這對氨基酸螯合鹽的推廣應用設置了一定的障礙，需要我們進一步解決。而無機鹽在水產中的需求量研究比較完善，在實際生產過程中起到了較好的參考作用。
2.相對無機微量元素而言，氨基酸螯合鹽價格偏高，這是制約氨基酸螯合鹽使用最主要的因素。因為氨基酸螯合鹽是氨基酸和無機鹽的綜合體，是二者反應的產物，也是二者價值的結合。如果只是用無機鹽和氨基酸螯合鹽對比，氨基酸螯合鹽存在天然的缺陷，因為氨基酸的價值沒有得到更好的表現。因此需要對氨基酸螯合鹽的產品開發加大投放，降低生產成本。其一是利用水解動植物蛋白獲得氨基酸，另外在氨基酸螯合鹽中的氨基酸的作用增加研究投入，使氨基酸的價值得到更全面的體現。
3.研究氨基酸螯合鹽在魚蝦體內的吸收機制，以及氨基酸螯合鹽在魚蝦體內的代謝機理。盡管氨基酸螯合鹽在國內外已經有四十多年的研究歷史，在國外應用也較廣泛，但有關氨基酸螯合鹽在魚蝦體內的應用機制研究較少，這對氨基酸螯合鹽的推廣應用較為不利。建立氨基酸螯合鹽體內利用與代謝機理的相互關系，可為氨基酸螯合鹽的推廣應用提供理論基礎，也可為開發更高效的氨基酸螯合鹽提供指導。
4.質量體系的建立。盡管目前國內的氨基酸螯合鹽在畜禽和水產中應用日益廣泛，但對氨基酸螯合鹽的質量管理體系還處于發展完善過程中，這也是目前氨基酸螯合鹽應用推廣過程中遭遇最大的難題。沒有一個完善的質量體系，沒有一個系統的監測標準，這對于一個廣泛認可的新產品才是最大的瓶頸，而缺乏系統的科學研究和較完善的科學數據，才是最根本的原因所在。

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