微量元素運用于水產(chǎn)動物的優(yōu)勢與狀況

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本文作者：赫麗娟 單位：浙江維豐生物科技有限公司

微量元素是維持動物生命和生長發(fā)育的必需營養(yǎng)素之一，它們直接或間接地參與機體許多重要的生理生化過程，滿足機體正常生命活動的需要。隨著科技進步和人們健康意識的增強，人們在追求動物高產(chǎn)的同時，還對畜產(chǎn)品質(zhì)量安全問題愈來愈重視，對使用高劑量無機物質(zhì)導(dǎo)致環(huán)境污染也越來越關(guān)注。有機微量元素在歷經(jīng)了無機鹽、簡單有機物和氨基酸絡(luò)合物3個階段的研究后，為高劑量微量元素的污染問題提供了1條有效的解決途徑。氨基酸微量元素絡(luò)合物克服了無機鹽和簡單有機物吸收利用率低，效果不穩(wěn)定及適口性差等缺點，具有穩(wěn)定性好、適口性好、吸收利用率高、流動性好且可減輕在飼料中對營養(yǎng)素的破壞等優(yōu)點，是一種集安全、高效和環(huán)保為一體的綠色飼料添加劑。我國從80年代開始研制有機微量元素，經(jīng)過20多年的發(fā)展，有機微量元素的研究與推廣已經(jīng)達到了一個新的層次，應(yīng)用范圍也逐漸由畜禽生產(chǎn)向水產(chǎn)方面擴展。

1有機微量元素作為水產(chǎn)飼料添加劑的優(yōu)點

1.1有較高的吸收利用率和生物學(xué)活性

無機鹽和簡單有機物形式的微量元素進入水產(chǎn)動物腸道中，金屬離子需要與載體分子形成絡(luò)合物形式，才能穿過腸道細胞黏膜，進入血液，進而由血液轉(zhuǎn)運至機體各組織發(fā)揮作用。而氨基酸微量元素絡(luò)合物則是微量元素的低相對分子質(zhì)量配位體形式，它既是機體吸收金屬離子的主要形式，又是動物體內(nèi)合成蛋白質(zhì)過程的中間物質(zhì)，進入水產(chǎn)動物體內(nèi)后，按照不同組織和酶系統(tǒng)對氨基酸的需要，將被氨基酸絡(luò)合的微量元素直接運輸?shù)教囟ǖ陌薪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。這樣就比無機態(tài)微量元素的吸收速度快了很多，能促使氨基酸微量元素絡(luò)合物在體內(nèi)被快速地吸收利用。根據(jù)國內(nèi)外科研部門的研究，氨基酸微量元素螯合物在水產(chǎn)動物中的吸收率是無機鹽的1.25~2.5倍，比無機鹽有更大且更優(yōu)越的普遍吸收和消化代謝作用。氨基酸螯合銅的吸收率比碳酸鹽大1.5倍，比硫酸鹽大2.25倍，比氧化物大1.25倍；氨基酸螯合鎂吸收率比碳酸鹽大1.8倍，比硫酸鹽大2.5倍。氨基酸螯合鐵的吸收率比碳酸鹽大1.5倍，比硫酸鹽大1.8倍，比氧化物大2.5倍；氨基螯合鋅比硫酸鹽大2.1倍，比氧化物大2.5倍。

1.2穩(wěn)定性好，避免金屬元素對飼料中營養(yǎng)素的破壞

水產(chǎn)動物飼料中的Fe2+、Cu2+和Mn2+等金屬元素離子在pH5~6時易與植酸形成植酸微量元素絡(luò)合物，其穩(wěn)定常數(shù)為10.85~17.63，難以被水產(chǎn)動物所消化吸收和利用。而氨基酸微量元素螯合物是以金屬離子為中心離子，氨基酸作為配位體，金屬中心離子既能與氨基酸分子中的羧基以離子鍵結(jié)合，又能與同一氨基酸分子中的氨基以配位鍵相結(jié)合，構(gòu)成五元環(huán)或六元環(huán)結(jié)構(gòu)，較為穩(wěn)定。因其具有獨特的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性能，使其分子內(nèi)電荷趨于中性，可有效避免水產(chǎn)飼料中植酸的影響，并降低某些金屬微量元素與Ca2+的頡頏作用，提高其利用率。水產(chǎn)飼料中的Fe2+、Cu2+和Mn2+等金屬元素離子能直接引起維生素特別是維生素A、泛酸、維生素C和維生素E的迅速分解失活。無機微量元素中的結(jié)晶水分和添加劑中的水分，也加速了微量元素對他們的破壞和分解。而使用有機微量元素（氨基酸螯合物）則可以在一定程度上，保證飼料的營養(yǎng)全面并降低成本。Marchetti等研究指出，將維生素A、維生素D3、維生素E、維生素K、維生素B1、核黃素、維生素B6、維生素B12、維生素C、煙酸、泛酸、葉酸和生物素分別與Cu、Zn、Fe、Mn和Co的硫酸鹽及其氨基酸螯合物相混合之后這二種混合物分別平均分為2部分，一部分在37.3℃下保存，另一部分在20.3℃下保存，在0、90和180d時測定維生素的含量，結(jié)果表明：在37.3℃時維生素B6、核黃素及在20.3℃時維生素A、維生素C和維生素K在硫酸鹽混合物中的含量明顯減少，但是氨基酸微量元素螯合物中卻幾乎未少。說明氨基酸微量元素螯合物與維生素共存時可相對減少維生素的氧化。

1.3毒性小，適口性好

由于無機鹽的生物利用率比較低，為了滿足水產(chǎn)動物對微量元素的需求，在水產(chǎn)飼料中一般添加大量的無機鹽，未被消化的無機離子大量排放在水體中，會對水體造成污染。而當(dāng)水中的Fe2+、Cu2+和Mn2+等達到一定質(zhì)量濃度時，會對水產(chǎn)動物的呼吸系統(tǒng)、呼吸運動、生長、免疫和胚胎發(fā)育等有一定的影響。有機微量元素的吸收利用率高，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，是解決微量元素過量使用造成環(huán)境污染的有效方法。一般的無機微量元素適口性較差，有苦澀味，而氨基酸螯合微量元素具有氨基酸特有的甜味，適口性好，對魚蝦有很好的誘食作用。

1.4調(diào)節(jié)水產(chǎn)動物免疫力，提高其抗病抗應(yīng)激能力

氨基酸微量元素螯合物在結(jié)構(gòu)上與動物體內(nèi)酶的形態(tài)有些相似，如：銅與賴氨酸、半胱氨酸和色氨酸螯合時具有細胞色素還原酶活性，可以提高體液免疫和細胞免疫，增強殺菌能力，提高其抗病抗應(yīng)激能力，從而提高生產(chǎn)性能。同時微量元素氨基酸螯合物還可減少體內(nèi)自由基的形成，能夠增強殺菌能力，提高動物機體免疫應(yīng)答水平，對某些腸炎、皮膚病和貧血有顯著的治療作用。

1.5形成緩沖系統(tǒng)，調(diào)節(jié)腸道pH

金屬離子和有機配位體的反應(yīng)為金屬離子在介質(zhì)中的質(zhì)量濃度提供了一個緩沖系統(tǒng)，其通過螯合物的離解或合成來保證金屬離子質(zhì)量濃度恒定。而機體又可以通過對腸道及組織中pH水平的控制，反過來控制緩沖系統(tǒng)中游離金屬離子的水平，這樣就可以為機體提供一個可利用的金屬離子蓄存池，使其維持在動物所需但無毒的質(zhì)量濃度水平。無機鹽會影響胃腸內(nèi)的pH和體內(nèi)的酸堿平衡，氨基酸螯合物為體內(nèi)正常的中間產(chǎn)物，對機體很少產(chǎn)生不良的刺激作用，有利于動物采食和胃腸道的消化吸收。

2有機微量元素在水產(chǎn)動物中的應(yīng)用

2.1有機微量元素在魚類養(yǎng)殖中的應(yīng)用

2.1.1促生長作用

有機微量元素能夠為動物的生長繁殖提供所需的多種氨基酸和微量元素，這種物質(zhì)最有利于動物體內(nèi)酶的復(fù)制、激活和再生，對魚類的生長有明顯的促生長作用。研究表明：以增質(zhì)量為考察指標(biāo)時，斑點叉尾對蛋氨酸鋅的生物利用率相當(dāng)于硫酸鋅生物利用率的352%。張純也得到了類似的結(jié)果：在鯉魚飼料中添加有機鋅（乳酸鋅），可減少鋅的用量而不降低鯉魚的生長性能。李愛杰等指出，用氨基酸微量元素螯合物（Fe、Cu、Mn、Zn和Co）飼喂羅非魚，氨基酸螯合鹽組比無機鹽組羅非魚增重率提高17.84%~25.84%。對鯉魚的飼養(yǎng)試驗表明：添加氨基酸微量元素螯合物的3個試驗組比對照組增質(zhì)量提高了37.2%~68.1%。趙元鳳等在用氨基酸微量元素螯合物與無機鹽添加劑飼養(yǎng)羅非魚的對比試驗表明：添加微量元素氨基酸螯合物的羅非魚生長顯著好于無機鹽組，4個試驗組分別比對照組增質(zhì)量75.7%、86.5%、108.5%和89.0%。

2.1.2提高飼料轉(zhuǎn)化率，降低飼料系數(shù)，降低飼料成本

魚類攝食氨基酸螯合鹽后，被小腸黏膜直接吸收，并且一次可吸收2類營養(yǎng)物質(zhì)：氨基酸和微量元素；而無機鹽被魚類攝入后，必須借助輔酶作用，與氨基酸等物質(zhì)進行生化反應(yīng)，形成螯合鹽后才被魚體所吸收。在魚類的胃及腸道內(nèi)，無機鹽中的部分元素常與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成機體不能或難以吸收的物質(zhì)，降低微量元素的利用率。所以直接供給氨基酸螯合鹽不僅使微量元素的利用率明顯提高，又可以節(jié)省消化吸收這些物質(zhì)所需的體能，提高了餌料的利用率。李愛杰等報道，用5種氨基酸微量元素螯合物飼喂羅非魚，餌料系數(shù)降低8.6%，微量元素的吸收率平均提高25%。卓起瑯等也指出，用微量元素氨基酸螯合物替代無機鹽喂養(yǎng)鰻魚和鯉魚，魚體增質(zhì)量明顯，飼料系數(shù)降低。呂景才等用Fe、Cu、Mn、Zn和Co氨基酸螯合物飼喂羅非魚和鯉魚，螯合物組餌料系數(shù)得到明顯的改善，螯合物組羅非魚的餌料系數(shù)平均為2.2，而無機鹽組的餌料系數(shù)達到3.3；螯合物組鯉魚的餌料系數(shù)為1.6，顯著低于無機鹽組的2.7。趙元鳳等試驗表明：4個添加微量元素氨基酸螯合物的試驗組分別比對照組餌料系數(shù)下降29.2%、33.4%、43.5%和33.7%。

2.1.3提高魚組織中微量元素的含量

組織中營養(yǎng)物質(zhì)含量也是反應(yīng)動物營養(yǎng)狀況的一個指標(biāo)。Hardy等（1987）就報道了投喂氨基酸螯合鋅（Zn-AA）的虹鱒，其體內(nèi)的Zn含量明顯高于投喂ZnSO4的虹鱒。Apines-Amar分別使用硫酸鹽形式的微量元素和氨基酸微量元素螯合物飼喂虹鱒，結(jié)果表明：氨基酸微量元素螯合物組中的Cu的沉積量顯著高于無機鹽組。宋進美等用氨基酸微量元素與無機微量元素，添加在鯉魚飼料中，進行對比飼養(yǎng)試驗，并對各組試驗魚肌肉營養(yǎng)成分及肌肉微量元素的含量進行了分析測定，結(jié)果表明：氨基酸組魚肌肉的水分含量最低，而粗蛋白和粗脂肪的含量都是各試驗組中最高的，同時，鯉魚肌肉中各微量元素的含量均高于無機組。

2.1.4增強魚體免疫力和抗應(yīng)激能力

在對淡水魚和海水魚的研究中發(fā)現(xiàn)，溶菌酶在魚的肌肉、黏液、血清和某些淋巴組織中廣泛分布，代表一定非特異性免疫水平的溶菌酶活性。超氧化物歧化酶（SOD）是重要的抗氧化酶之一，在清除活性氧自由基及防止生物分子損傷方面有十分重要的作用，對增強吞噬細胞吞噬能力和整個機體免疫功能起重要作用。Apines-Amar等在虹鱒飼料中添加不同形式的微量元素，15周的試驗結(jié)果表明：當(dāng)氨基酸螯合鹽的含量是無機鹽的一半時，堿性磷酸酶活性顯著高于無機組，體內(nèi)DNA聚合酶和Cu、ZnSOD被高效表達（P<0.05），Mn和Zn含量也高于無機組（P<0.05）。朱春峰等分別使用不同質(zhì)量濃度的有機硒和無機硒飼喂異育銀鯽，結(jié)果表明：在相同硒質(zhì)量濃度下，有機硒組的黏液溶菌酶活力顯著高于無機組；血清SOD活力中各有機硒試驗組較對應(yīng)無機硒試驗組有不同程度的升高；所以有機硒組的免疫力顯著高于無機硒組。

2.2有機微量元素在蝦類養(yǎng)殖中的應(yīng)用

肖懷平等選用斑節(jié)對蝦進行大塘養(yǎng)殖試驗，試驗結(jié)果表明：復(fù)合氨基酸螯合物組每公頃增產(chǎn)6.34%；餌料系數(shù)下降0.05，飼料利用率提高2.75%；每公頃增加收益1389.6元，經(jīng)濟效益顯著。董曉慧等比較了不同形式的Cu對凡納濱對蝦生長、免疫機能和銅沉積的影響，結(jié)果表明：添加蛋氨酸銅的對蝦增重率均顯著高于硫酸銅組，血清酚氧化酶（PO）和SOD活性均顯著高于硫酸銅組，當(dāng)飼料中蛋氨酸銅添加量為10mg/kg時，可滿足對蝦生長和免疫需要。陽會軍等在基礎(chǔ)飼料中添加了2種不同形式的銅鹽：蛋氨酸銅和硫酸銅對斑節(jié)對蝦進行飼養(yǎng)試驗，結(jié)果表明：2種形式的Cu均能促進斑節(jié)對蝦的生長，但斑節(jié)對蝦蛋氨酸銅利用率比硫酸銅要高得多，添加15mg/kg的蛋氨酸銅可滿足斑節(jié)對蝦生長的需要，但以硫酸銅為Cu源時，需求量為30mg/kg。楊原志等使用不同質(zhì)量濃度的硫酸鋅和蛋氨酸鋅飼喂凡納濱對蝦，結(jié)果表明：蛋氨酸鋅的營養(yǎng)效果好于硫酸鋅，飼料中蛋氨酸鋅的添加量為40~60mg/kg時，凡納濱對蝦的生長和免疫效果最好。

2.3有機微量元素在貝類養(yǎng)殖中的應(yīng)用

Tand等以蛋氨酸鋅和七水硫酸鋅作為鋅源，對皺紋盤鮑進行飼養(yǎng)試驗，結(jié)果表明：當(dāng)?shù)鞍彼徜\添加量為15.49mg/kg時，皺紋盤鮑達到最大生長率，而七水硫酸鋅添加量為34.10mg/kg時，才能達到相同效果。當(dāng)?shù)鞍彼徜\和七水硫酸鋅的添加量分別為15.16和33.99mg/kg時，日貝殼增長率達到最大值；當(dāng)?shù)鞍彼徜\和七水硫酸鋅的添加量分別為15.49和34.10mg/kg時，軟體組織的堿性磷酸酶活性最大，當(dāng)?shù)鞍彼徜\和七水硫酸鋅的添加量分別為15.54和31.91mg/kg時，軟體組織的鋅的最大富集量達到最大值。由此可見：皺紋盤鮑對蛋氨酸鋅的生物利用率幾乎是七水硫酸鋅的2倍。

趙元鳳等在皺紋盤鮑飼料中添加氨基酸螯合鹽和無機鹽進行對比試驗，結(jié)果表明：添加螯合鹽的2個試驗組皺紋盤鮑的平均特定生長率分別比對照組提高36.45%和64.49%。呂景才等在皺紋盤鮑上也得到了相似的試驗結(jié)果：螯合態(tài)微量元素處理的鮑魚其增重率比對照組（不添加微量元素）高85.23%，無機態(tài)微量元素處理的鮑魚比對照組高27.08%。說明環(huán)境中的微量元素并不能滿足皺紋盤鮑的生長需求，必須要從飼料中獲??；而無機鐵微量元素吸收率低、適口性差且生物利用率低，從而制約了鮑魚的快速生長，且與不添加微量元素組差異不顯著，這是很長一段時間人們誤認(rèn)為鮑魚飼料不需要添加微量元素的原因。

3有機微量元素在水產(chǎn)動物養(yǎng)殖中存在的問題

有機微量元素的優(yōu)勢已經(jīng)在水產(chǎn)動物生產(chǎn)中得到了證實，其優(yōu)良的性能應(yīng)用于水產(chǎn)飼料行業(yè)已得到國內(nèi)外科技界的認(rèn)可。目前發(fā)達國家已經(jīng)逐步使用有機微量元素替代無機鹽在飼料中的使用，微量元素有機化已經(jīng)成為飼料添加劑發(fā)展的必然趨勢。但目前還存在一些問題需要進一步的探討：目前國際和國內(nèi)尚無統(tǒng)一且可靠的方法測定氨基酸微量元素螯合物的螯合率，這是影響氨基酸微量元素螯合物應(yīng)用的首要因素；有機微量元素價格高昂，也是制約其廣泛應(yīng)用的因素之一；水生動物種類繁多，我國有超過900種淡水魚類和超過2200種海水魚類，還有大量的甲殼類和貝類等，且各種水生動物又分為魚苗、魚種和育成3個營養(yǎng)階段。各品種和各營養(yǎng)階段的吸收利用率是不同的，甚至存在很大的差異，目前在這方面研究報道很少，缺乏系統(tǒng)的研究，不能為生產(chǎn)提供有效的技術(shù)支持；有機微量元素在水產(chǎn)動物中的應(yīng)用現(xiàn)在主要集中在營養(yǎng)學(xué)方面，如：對生長率和增重率等傳統(tǒng)指標(biāo)的研究，其作用機制還有待于進一步研究。