氨基酸螯合物的研究應用

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　　1、氨基酸螯合物的概念
　　螯合物是指一個或多個基團與一個金屬離子發(fā)生配伍反應所形成的具有環(huán)狀結構的化合物。一個金屬元素離子可以和多個氨基酸形成環(huán)螯合物，形成的環(huán)數(shù)越多，螯合物的穩(wěn)定性越好。常見的螯環(huán)有五元環(huán)（如α-氨基螯合物）和六元環(huán)（如β-氨基螯合物）。螯合物中的金屬元素離子通常叫做中心離子，而與中心離子螯合著的中性分子叫做配位體，可作為中心離子的微量元素主要有銅、鐵、鋅、錳、鉻等，使用的配位體有蛋氨酸、賴氨酸、甘氨酸等。
　　2、微量元素氨基酸螯合物的特點
　　2.1　穩(wěn)定的化學性質(zhì)，吸收利用率高
　　第一代的無機微量元素添加劑由于帶有結晶水，吸濕性強、易結塊、易氧化、流動性差，在存放和使用過程中易受飼料中的pH值、脂類、纖維、草酸、維生素或胃酸等物質(zhì)的作用，使一部分金屬元素與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應，形成機體不能或難以吸收的物質(zhì)，生物學利用率低。第二代的簡單有機鹽，雖然穩(wěn)定性好，但與部分營養(yǎng)物質(zhì)仍會發(fā)生拮抗作用。在消化吸收過程中受影響的因素也較多，生物學利用率仍較低，而微量元素氨基酸螯合物因其金屬離子與氨基酸分子通過配位鍵結合后，使其分子內(nèi)電荷趨于中性，形成了較穩(wěn)定的化學結構，使金屬離子免受日糧中其他成分和胃腸中胃酸等不良作用，保護了金屬離子的理化性質(zhì)，不僅穩(wěn)定性好、流動性好，拮抗作用少，而且消化過程中受影響的因素小，便于機體對金屬離子的充分吸收和利用，從而提高了微量元素的生物學利用率。據(jù)邵建華等（2000）報道，氨基酸螯合銅的吸收率比碳酸鹽大5.8倍，比硫酸鹽大4.1倍；氨基酸螯合鐵的吸收率比碳酸鹽大3.6倍；氨基酸螯合鋅比硫酸鹽大2.3倍；氨基酸螯合鎂比碳酸鹽大1.8倍，比硫酸鹽大2.6倍。Baker（1992）也報道，家禽對蛋氨酸鋅的吸收利用率與一水硫酸鋅相比，依日糧復雜程度的不同，可提高至117%～206%。Ashmead等（1995）也報道，在機體內(nèi)氨基酸螯合鐵的吸收和代謝為無機鐵的25倍。
　　2.2　較高的生物學效價
　　第一代和第二代微量元素添加劑被動物吸收后，必須借助于輔酶的作用，與氨基酸和其他物質(zhì)形成螯合物后，才能穿過細胞膜，吸收后的金屬元素在血液中必須與某些蛋白結合后才被運輸?shù)綑C體所需的部位，才能產(chǎn)生功效。而微量元素氨基酸螯合物它既是機體吸收金屬離子的主要形式，又是動物體內(nèi)合成蛋白過程中的中間物質(zhì)。并且微量元素氨基酸螯合物穩(wěn)定常數(shù)適中，需要時金屬離子又可有效地釋放出來供機體利用。因而直接供給微量元素氨基酸螯合物吸收速度比無機鹽快2～6倍（邵建華等，2000）。周桂蓮等（2000）通過研究不同鐵源生物學效價的結果也顯示，賴氨酸螯合鐵和甘氨酸螯合鐵的生物學效價分別比硫酸亞鐵高1.73%～48.31%和2.75%～47.19%。滕冰等（1999）報道，以雞體鋅沉積率或鋅表觀代謝率為判定指標，以硫酸鋅100%，各種鋅源綜合平均生物效價相對值：蛋氨酸鋅為155%和317%，乙二胺四乙酸鋅141%和260%；而硫酸亞鐵的利用率為100%。
　　2.3　適口性好，對機體不良作用小
　　無機鹽不僅因其有特殊的味道，影響動物的適口性，而且與其他營養(yǎng)物質(zhì)還存在化學拮抗作用，對有效營養(yǎng)具有破壞作用，并在消化吸收過程中還會影響胃腸道內(nèi)的酸堿平衡，對機體產(chǎn)生不良的刺激作用。微量元素氨基酸螯合物作為體內(nèi)生化過程的中間產(chǎn)物，既對機體很少產(chǎn)生上述不良作用，適口性好，有利于動物采食和胃腸的吸收利用，又可加強動物體內(nèi)酶的活性，提高蛋白質(zhì)、脂肪和維生素的利用率，從而促進動物生長性能的發(fā)揮。另外，在反芻動物方面，微量元素氨基酸螯合物還具有過瘤胃的功能，既防止瘤胃微生物對氨基酸的降解作用，又可避免某些金屬元素對瘤胃微生物的毒性作用，有利于反芻動物生產(chǎn)性能的發(fā)揮。
　　2.4　使用方便，對飼料成分破壞作用小
　　微量元素被氨基酸螯合后，生成穩(wěn)定常數(shù)適中的螯合物，具有與其他添加劑混合貯存無配伍禁忌等優(yōu)點。據(jù)報道，微量元素氨基酸螯合物與維生素、抗生素等配伍使用，與使用無機鹽相比可分別提高維生素A和C的存留率20%和45%。同時，由于用量少，還可避免使用高銅等微量元素所造成的環(huán)境污染。
　　3、與微量元素消化生理的某些關系
　　Found（1974）認為，位于具有五元環(huán)或六元環(huán)螯合物中心的金屬離子可通過小腸絨毛刷狀緣。而且所有氨基酸螯合物都可以氨基酸和肽的形式吸收。Vandergrift（1991）也提出了金屬一旦與氨基酸和肽螯合，那么該礦物質(zhì)元素在體內(nèi)的吸收、代謝情況完全由與之螯合的氨基酸、肽決定，動物對氨基酸螯合物的分子量要求不嚴格，分子量在1000以下的都可以通過細胞膜吸收，而且在特殊的生理時期（如初生動物），可以“胞飲”的方式直接吸收分子量幾萬的高分子螯合物（如鐵蛋白）。
　　微量元素氨基酸螯合物進入機體以后，按不同的組織和酶系統(tǒng)對氨基酸的需要，將被氨基酸螯合的微量元素直接運輸?shù)桨薪M織和酶系統(tǒng)中，通過酶和組織的作用釋放出微量元素，以滿足機體的需要，提高了微量元素的利用率。
　　動物每日攝入的蛋白質(zhì)在胃腸中消化產(chǎn)生了足夠量的氨基酸和肽，在消化道適當部位可以自行螯合微量元素離子。微量元素氨基酸螯合物符合動物系統(tǒng)發(fā)育的原始本能需要，而且動物對二價的微量元素并非以離子態(tài)吸收，而是以氨基酸或肽的螯合物形式吸收的。
　　4、微量元素氨基酸螯合物對反芻動物的作用
　　微量元素氨基酸螯合物用于反芻動物日糧與添加相同水平無機礦物質(zhì)相比，可提高生產(chǎn)性能（生長、產(chǎn)奶量）、胴體質(zhì)量和免疫能力，并降低奶中的體細胞數(shù)量。這是因為氨基酸螯合物能過瘤胃，而且具有較強的抗分解作用，防止瘤胃微生物對氨基酸的降解，以提供更多的過瘤胃氨基酸和微量元素供瘤胃后消化吸收利用。
　　4.1　對肉牛的作用
　　John（1992）報道，在肥育牛飼料中添加蛋氨酸鋅，可使牛日增重提高3.26%，飼料轉(zhuǎn)化率提高3.78%，而且牛的胴體品質(zhì)明顯改善。Spears（1991，1992）報道，飼喂蛋氨酸鋅和蛋氨酸錳，可使犢牛斷乳體重提高5%和雜種肥育牛生長率顯著提高，母牛受胎率提高15%。Ruth（1982）報道，在治療肉牛缺銅方面，蛋氨酸銅較其他無機形式銅更有效。
　　4.2　對奶牛的作用
　　Kellogg（1990）報道，當奶中的細胞增多和發(fā)生蹄病時，飼喂奶牛含鋅為360mg/（天·頭）的蛋氨酸鋅后，產(chǎn)奶量平均提高6%，并且乳脂率和乳蛋白含量無明顯變化，奶中的體細胞數(shù)（SCC）下降了49.8%，蹄的視覺評分明顯改善。很多試驗表明奶牛日糧中添加蛋氨酸鋅，其血漿中維生素A和β-胡蘿卜素水平高于未添加組，而且奶牛乳房炎患病率降低，腐蹄病減少。
　　4.3　對羊的作用
　　王洪榮（1998）用綿羊體試驗，對照組（基礎日糧）、無機鋅組（基礎日糧＋ZnO＋Met）、螯合鋅組（基礎日糧＋蛋氨酸鋅）羊瘤胃液pH值變化組間差異不顯著，飼喂氨基酸鋅組綿羊瘤胃液中pH有降低趨勢；無機鋅組和螯合鋅組的瘤胃液中NH3-N濃度都高于對照組，不同鋅源對綿羊體內(nèi)干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)和有機物質(zhì)消化率無顯著影響，但蛋氨酸鋅組綿羊體內(nèi)氮沉積率（36.20%）顯著高于對照組（24.31%）和ZnO組（25.39%）。蛋氨酸鋅中鋅的生物利用率比ZnO提高6.8%。
　　5、存在問題及今后發(fā)展趨勢
　　微量元素氨基酸螯合物作為新型飼料添加劑具有廣闊的應用前景。但目前還存在一些問題，須進一步研究：①生產(chǎn)成本太高，須降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。②質(zhì)量檢測分析有待解決，定性定量分析方法尚待研究。通常采用的分光光度計法、電位法等不適合商品螯合物的定性定量分析，難以規(guī)范其生產(chǎn)、銷售、使用。③進一步研究其作用機理。雖然目前人們普遍接受微量元素氨基酸螯合物和蛋白鹽利用肽與氨基酸的吸收機制，但并非小腸中普通金屬的吸收機制，須進一步證實。④繼續(xù)深入研究適合機體的最佳螯合物結構形式、最佳添加時間及劑量，以達到最佳的經(jīng)濟效益。

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