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微量元素氨基酸螯合物在养猪业上的研究与应用进展
刘瑞生
甘肃省畜牧兽医研究所
微量元素氨基酸螯合物是一种新型有机矿物元素添加剂，被人们称为第三代微量元素添加剂。国外从20世纪70年代就已开始进行研究，我国研究此产品始于20世纪80年代中期。经过多年努力探索，我国一些企业已经研制生产出微量元素氨基酸螯合物添加剂，在养猪业上的研究与应用引起了普遍关注和重视。
1 微量元素氨基酸螯合物的定义
微量元素氨基酸螯合物是由可溶性金属盐中的金属元素离子同氨基酸按一定摩尔比（1～3），以共价键结合而成。水解氨基酸的平均分子量约为150，所生成的螯合物分子量不超过800。可作为螯合物中心离子且具有营养意义的金属微量元素主要有铜、铁、锌、锰、铬和钴，使用的氨基酸有蛋氨酸、赖氨酸、甘氨酸等。既可以制成单体氨基酸螯合物，如蛋氨酸锌、甘氨酸铁等；也可以制成复合氨基酸螯合物，如蛋白微素精、3天等产品。
2 微量元素氨基酸螯合物的特点
2.1 稳定性好，吸收利用率高
微量元素氨基酸螯合物中金属离子被封闭在螯合物的螯环内，性质较为稳定，极大地降低了对饲料中添加的维生素等氧化破坏作用，在存在氯化胆碱、水分较高、贮藏条件较差的预混料中表现更为突出（徐学明等，2002；叶彩芳等，2003）；保护了微量元素不被植酸夺走而排出，避开了消化道内大量二价钙离子的拮抗作用，使金属微量元素顺利到达吸收部位，相对地改善了微量元素在机体内的存留和释放利用，而消化吸收和动员利用速度都大大提高。
2.2 生物学效价高
微量元素氨基酸螯合物是动物机体吸收金属离子的主要形式，又是动物体内合成蛋白过程的中间物质，不仅吸收快，而且可以减少许多生化过程，节约体能消耗，因而具有较高的生物学效价。韩希福等（1994）用蛋氨酸螯合铁、锌、锰、钴喂猪和鸡，糖类和蛋白质消化率分别提高约20%和15%。周桂莲等（2000）用大鼠研究了不同铁源的相对生物学效价，设硫酸亚铁为100%，赖氨酸螯合铁为101.73%～148.31%（平均为124.3%），甘氨酸螯合铁为107.75%～147.19%（平均为118.5%）。测定纯合、常规、高铜和高植酸四种日粮背景下氯化亚铁、甘氨酸螯合铁、赖氨酸螯合铁的铁吸收率表明，螯合铁吸收率显著地高于氯化亚铁，螯合铁在吸收、转运和利用方面都优于无机铁盐。
2.3 抗病和抗应激作用
微量元素氨基酸螯合物能够增强杀菌能力，提高免疫反应，缓解应激，提高生产性能。aniels（1990）给猪饲喂40mg/kg蛋氨酸锌时感染猪痢疾，猪死亡率下降。Spears（1992）在仔猪出生后3天饲喂添加蛋氨酸铁饲料，比饲喂添加硫酸亚铁饲料的仔猪死亡率降低30.4%。Laveme Schugcl指出，在接种、去势、应激、疾病、严酷气候和变更日粮组分时，喂给蛋氨酸锌对猪有良好作用。李丽立等（1995）给哺乳仔猪分别饲喂含复合氨基酸铁、硫酸亚铁+复合氨基酸铁日粮，猪白痢发病率分别比饲喂硫酸亚铁日粮降低27.78%和10.48%。
2.4 减少环境污染
饲料中添加高铜（250mg/kg硫酸铜）可加快生长肥育猪的生长，提高饲料利用率。国内外许多养殖场广泛采用添加高铜饲料喂猪，铜的添加量已经达到或超过猪的最小中毒剂量，大量未被吸收的铜随粪尿排出体外，不但导致环境污染，而且直接影响动物健康和畜产品的食用安全。
周桂莲等（2000）以5mg/kg剂量向饲料中添加赖氨酸铜对仔猪日增重和耗料增重比的影响，与250mg/kg硫酸铜组间差异不显著，添加5mg/kg赖氨酸铜的收益较好，又避免了高铜引起的环境污染。余德谦等（2005）采用有机铜、铁、锌源，按照NRC（1998）标准铜、铁、锌需要量的一半所配制的日粮，并没有降低生长猪的生产性能，而且部分血液指标的变化不大，但其粪中的铜、铁、锌排泄量减少了30%左右。
Pierce等（2005）对猪的研究发现，只需饲喂NRC规定量的50%的百乐TM有机微量元素，就能得到正常的瘦肉生长速率，粪便中微量元素的排泄量也有了显著的减少，铜减少75%，锌50%，铁14%。贾久满等（2006）在仔猪和中猪日粮中用低剂量的氨基酸螯合微量元素代替高剂量的无机微量元素，可使仔猪和中猪的生产性能均有提高的趋势，粪便中微量元素的排泄量显著减少，铜排放量减少58%～63%，锌排放量减少12%左右，锰和铁也有一定程度的减少。
黄志坚等（2007）分别在仔猪基础日粮中添加150mg/kg源于硫酸铜的铜（对照组）以及105mg/kg源于烟酸铜的铜（试验Ⅰ组）和105mg/kg源于蛋氨酸铜的铜（试验Ⅱ组）饲喂仔猪30天，结果试验组与对照组在A天G、A天FI、FCR以及血液生化指标如BUN、TP、T-SO天、CP等无显著差异，但粪铜的含量比对照组降低了43.7%和45.7%（P<0.01），认为添加低剂量有机铜的吸收利用率比硫酸铜高，且可减少粪铜的排泄。
何河等（2008）对生长阉公猪分别饲喂添加10mg/kg、150mg/kg、250mg/kg蛋氨酸铜和150、250mg/kg硫酸铜日粮30天，结果饲喂蛋氨酸铜组A天G、F/G及表观养分消化率具有明显的优势，血清铜含量随饲粮铜水平的提高而发生显著变化，而高铜组组间血清锌差异不显著，蛋氨酸组粪铜排泄量比硫酸铜组粪铜排泄量显著降低，说明添加中等水平的有机蛋氨酸铜吸收利用率比高剂量硫酸铜高，且可减少粪铜、锌的排泄。王琤韡等（2012）在日粮中添加67mg/kg或134mg/kg的蛋氨酸铜能有效地提高养分消化率和生长猪粪便的pH，并能减少粪便中铜的浓度。
3 微量元素氨基酸螯合物的添加方式
一种是用微量元素氨基酸螯合物全部取代饲料中添加的无机微量元素，由于目前微量元素氨基酸螯合物成本及售价较高，全部取代会提高饲料及饲养成本，因而限制了其应用，仅适合于在种畜禽及鱼虾等投入产出比较高的饲养品种使用。另一种添加方式是用微量元素氨基酸螯合物取代饲料中添加的部分无机微量元素，既节约成本，又能取得良好的饲喂效果，适用于一般饲养对象及饲料生产企业中，能够发挥两种不同添加剂的优势。
林映才等（2001、2002）在饲粮使用FeSO4基础上，仔猪添加有机铁制剂富血铁300mg/kg、小猪添加富血铁300mg/kg～600mg/kg、生长猪添加250mg/kg配合使用，可提高不同阶段猪生长性能，改善肤色和毛况，获得良好的效果。郭海涛（2005）研究发现无机铁与复合氨基酸螯合铁混合使用的效果比单独使用无机铁好，提高断奶仔猪日增重（8.9%），显著降低料肉比（6.16%），极显著降低腹泻率（64.80%），对血液指标没有显著影响。
张纯等（2010）对28日龄断奶三元杂交仔猪分别接受锌添加量相同（100mg/kg）但锌氨基酸螯合物（Zn-AAC）和无机锌配合比例不同的处理日粮饲养28天，结果与对照组（100%ZnSO4）相比，Zn-AAC分别取代无机锌的40%、60%、80%和100%，试验前期平均日增重（A天G）分别提高22.0%、38.5%（P<0.01）、32.6%（P<0.05）、26.2%（P<0.05），平均日采食量（A天FI）分别增加24.6%（P<0.05）、25.3%（P<0.05）、23.5%（P<0.05）、23.8%（P<0.05）；试验后期所有含Zn-AAC组的A天FI增加；整个试验期含Zn-AAC60%组的A天G高于对照组（P<0.01），各组间饲料转换效率差异不显著；可见Zn-AAC与无机锌合用的饲喂效果优于单一使用，最佳配合比例为60%Zn-AAC加40%无机锌。
4 微量元素氨基酸螯合物在养猪业上的应用
4.1 哺乳仔猪
仔猪缺铁性贫血是目前困扰养猪业的一个重要问题，通常采取给3日龄内的乳猪注射铁剂，费时费工。许丽等（1994）研究发现生后仔猪无论口服甘氨酸螯合铁还是肌肉注射右旋糖酐铁，其血红蛋白和仔猪21日龄日均增重均无差异，说明口服甘氨酸螯合铁和肌肉注射右旋糖酐铁对仔猪有同样的补铁效果，可预防仔猪缺铁性贫血而不需另外注射铁剂。
李丽立等（1995）试验表明，复合氨基酸铁对哺乳仔猪的补铁效果明显优于硫酸亚铁，能显著提高日增重、血红蛋白、血浆铁和转铁蛋白含量，明显改善哺乳仔猪的体况行为，降低饲料消耗及猪白痢发病率。朱建平等（1997）在7日龄乳猪开食料中添加复合氨基酸微量元素络合物，对照组使用无机盐，结果乳仔猪成活率分别为94.94%和88.76%，日增重分别为232/（头.天）和216g/（头.天），料肉比分别为0.857:1和0.907:1。刘惠芳等（2003）给母猪和哺乳仔猪均补饲氨基酸螯合铁，可显著提高哺乳仔猪断奶窝重和断奶成活率，极显著提高了血清免疫球蛋白Ig水平，显著提高仔猪抗病能力，并明显表现有协同增强免疫力的作用。
曾丽莉等（2003）和陈婉如等（2004）在妊娠和泌乳母猪以及哺乳仔猪饲粮中添加有机铁在改善新生和哺乳仔猪铁营养状况方面的效果明显优于无机硫酸亚铁，在改善哺乳仔猪皮肤红色方面的效果优于硫酸亚铁，但有机铁的以上改善效果尚不足以完全代替养猪生产中常用的铁注射。石文艳（2005）研究发现直接补铁方式预防仔猪贫血的效果显著，而通过两种补铁方式相结合的方法给仔猪进行补铁效果要优于直接和间接任何一种补铁方式。
冯一凡等（2012）在基础日粮中分别添加90mg/kg甘氨酸亚铁和国外某企业生产的90mg/kg有机铁，结果表明：比添加90mg/kg FeSO4组显著提高母猪产活仔数、健康仔数及平均出生窝重，降低死胎及木乃伊胎的数量；且能增加母猪血清和乳中的铁含量，甘氨酸亚铁能够明显增加新生仔猪血红蛋白浓度、血清中铁含量及肝脏和肾脏中铁含量，有效降低了仔猪缺铁性贫血。
4.2 断奶仔猪
在断奶仔猪日粮中添加微量元素氨基酸螯合物，可以提高生长速度。Pavlov等（1986）和Kuznetsov等（1987）分别报道，蛋氨酸铁是早期断奶仔猪有效的铁源，在日粮中添加蛋氨酸铁，日增重提高12.95%。徐建雄等（1993）在35日龄～80日龄断奶仔猪日粮中添加60mg/kg蛋氨酸铁，使生长猪的日增重、饲料效率和经济效益分别提高9.99%～12.98%、6.60%～10.61%、18.16%～28.47%。
纪孙瑞等（2002）向断奶仔猪饲料中分别添加有机微量元素、无机+有机微量元素，结果有机组、无机+有机组日增重分别比无机组提高了15.6%和6.38%，料重比分别改善了8.33%和4.4%，降低了腹泻率。王立新等（2003）给断奶仔猪分别饲喂氧化锌和蛋氨酸锌的日粮，补给量均为60mg/kg，结果蛋氨酸锌组日均增重、饲料报酬分别比氧化锌组提高5.91%和10.81%，血清锌含量提高8.48%，血清AKP活性提高6.72%，多收入2.24元/头。郭海涛（2005）在断奶仔猪饲料中添加100mg/kg复合氨基酸螯合铁比等剂量无机铁更显著促进仔猪生长，提高日增重（8.7%），显著降低料肉比（7.73%），降低腹泻率（16.7%），极显著提高淄猪皮毛得分。于会民等（2007）在基础日粮中添加150mg/kg“富锌宝”（有效成分是甘氨酸锌）饲喂断奶仔猪，采食量提高2.9%，日均增重提高13.3%，料重比降低9.74%；可提高血液白细胞和淋巴细胞数量及血清球蛋白和抗体水平，降低腹泻率和病死率；促进锌铜吸收，提高血清锌铜水平、铜锌超氧化物歧化酶和乳酸脱氢酶活性，进而改善被毛发育状况。郝贵增等（2009）在饲料中添加125mg/kg蛋氨酸铜，能显著促进断奶仔猪生长，提高饲料利用率；使血清GSH-PX、血浆TP、ALB升高，降低血清BUN和Glu水平；提高血清铜含量，降低血清锌含量。李江涛等（2010）在含250mg/kg高铜基础日粮条件下，分别添加甘氨酸铁150mg/kg、100mg/kg、50mg/kg，甘氨酸锌150mg/kg、100mg/kg、50mg/kg，饲喂断奶仔猪30天，与添加150mg/kg硫酸亚铁+150mg/kg硫酸锌对照组相比，试验3组的生产性能最佳，平均日增重提高了4.35%，料肉比降低了5.38%；能够提高机体抗氧化酶的活性及血清铁、锌的含量，促进微量元素的吸收利用，减少排泄量，进而促进断奶仔猪的生产性能。周作红等（2012）在断奶猪每千克日粮添加50mg～150mg蛋氨酸铜以及添加250毫克硫酸铜对猪的生长均有促进作用，但添加蛋氨酸铜的作用要优于硫酸铜；对于蛋氨酸铜和硫酸铜的添加剂量及其组合方式取决于猪的不同生长阶段。
4.3 生长猪
生长猪日粮中添加微量元素氨基酸螯合物，可不同程度提高日增重，改善饲料利用率。占海星等（1999）在饲料中添加51.2g/kg蛋氨酸铁比使用32.68g/kg硫酸亚铁饲喂生长猪日增重提高9.56%，采食量提高1.88%，饲料报酬提高7.09%，血红蛋白含量增加2.37g/100ml。何志金等（2008）在饲料中分别添加11mg/kg甘氨酸铜和碱式氯化铜饲喂生长猪，比添加200mg/kg硫酸铜组平均采食量分别提高6.56%和2.73%，日增重分别提高3.32%和0.42%，添加11mg/kg甘氨酸铜组的经济效益最佳。
邓伏清等（2012）在生长肥育猪日粮中分别添加200mg/kg硫酸铜（对照组）、150mg/kg碱式氯化铜、100mg/kg甘氨酸铜和100mg/kg羟基蛋氨酸铜持续饲喂28天，与对照组相比，3个试验组都能提高生长猪前期的日增重，显著改善皮肤外观，其中羟基蛋氨酸铜显著提高该阶段生长肥育猪的日增重；3个试验组对生长肥育猪后期的生长性能有改善趋势。许甲平等（2013）在日粮中添加300g/t的稀土超微螯合包和0.3mg/kg的酵母硒饲喂生长猪31天，可明显提高生长猪的平均日增重、平均日采食量，降低料重比，有效降低生长猪的腹泻率与死亡率；结果显示，日粮中添加300g/t的稀土超微螯合包和0.3mg/kg的酵母硒可显著改善生长猪的生长性能，提高机体的抗病能力。而余德谦等（2004）研究结果显示，添加不同剂量赖氨酸铜（50mg/kg、100mg/kg、150和200mg/kg）的各组生长猪生产性能差异不大，但均比对照组提高，反映了高剂量有机铜对生长猪生长性能的促进作用并不显著；结合试验结果，50mg/kg铜（其中38mg/kg来源于赖氨酸铜）、96mg/kg的铁和锌可基本满足生长猪的需要。
4.4 肥育猪
在肥育猪日粮中添加微量元素氨基酸螯合物，可以提高增重，降低饲料消耗。美国Zinpro公司资料表明，用蛋氨酸锌饲喂肥育猪，比无机锌组提高日增重8.8%，改善饲料效率5.9%。
肖俊武等（2012）在在生长肥育猪后期添加200g/kg蛋氨酸铬，使猪的平均日增重提高5.25％，猪胴体长增加1.75cm，眼肌面积增加4.2cm2，添加有机铬能使猪胴体长和眼肌面积增加，血液中胰岛素含量略有增加，但差异不显著。许甲平等（2013）在玉米一豆粕型基础日粮中分别添加不同水平的蛋氨酸铬（以铬计0、0.2、0.4、0.6mg/kg）L5稀土（镧、铈）壳糖胺螯合盐200g/t饲喂肥育猪41天，结果表明：添加0.4mg/kg蛋氨酸铬＋200k/t机稀土组和0.6mg/kg蛋氨酸＋200k/t肥育猪的日增重和饲料转化率，屠宰率、滴水损失对照组相比差异显著。邓波波等（2013）在育肥猪日粮中分别添加复合氨基酸铁（48mg/kg铁）+复合氨基酸锌（48mg/kg锌）（试验1组）和复合氨基酸铁（64mg/kg铁）+复合氨基酸锌（64mg/kg锌）（试验2组）试验8周，育肥猪体重分别比添加无机铁（80mg/kg铁）+无机锌（80mg/kg锌）的对照组增加9.32％和11.90％，差异显著，育肥猪平均日增重与对照组差异显著，其中试验2组在0～8周、5周～8周及试验全期分别比对照组提高25.37％、23.61％和26.09％；平均日采食量与对照组差异不显著，在0周～4周和0周～8周，试验2组育肥猪的料肉比分别低于对照组10.48％和9.94％，与对照组差异显著；试验组育肥猪的体斜长和体直长均显著高于对照组。
4.5 妊娠母猪
妊娠母猪饲料中添加氨基酸螯合铁，能够显著提高母猪繁殖性能，预防仔猪缺铁性贫血。黎日利等（2003）在经产母猪的日粮中用氨基酸微量元素螯合物替代无机微量元素，具有提高母猪繁殖性能和仔猪的生长性能的趋势，试验组与对照组平均窝断奶仔猪数、平均断奶体重、断奶成活率差异显著。谭会泽等（2004）使用蛋氨酸螯合微量元素和蛋白质螯合微量元素相对于对照组，提高了窝产活仔数、合格仔数以及窝重，减少了死仔和干尸的数量，返情率和乏情率也降低。石文艳（2005）在分娩前4周至分娩后3周基础日粮中添加100mg/kg氨基酸螯合铁，可以显著提高仔猪断奶重、断奶窝重、断奶仔猪头数、日增重；可以提高母猪体内的铁贮，从而达到预防仔猪贫血的效果。杭柏林等（2006）试验表明，母猪日粮中添加1000mg/kg甘氨酸螯合铁能够提高乳猪的日增重、个体重及存活率，间隔补铁方式效果优于连续补铁方式。刘贤荣等（2007）在母猪产前产后和仔猪补料中添加“母子铁”（氨基酸螯合铁），不但补铁效果可达到肌注“牲血素”的水平，而且仔猪出生均重增加13.67%，出生仔猪成活率提高3.66%，21天仔猪成活率提高6.35%；母猪分娩时血红蛋白含量比对照组高16.4%。“母子铁”是一种较理想的仔猪补铁制剂。沈思军等（2008）在母猪妊娠和哺乳期日粮中分别添加Ⅰ组：CuSO4、FeSO4、MnSO4、ZnSO4、Na2SeO3；Ⅱ：蛋氨酸螯合铁、铜、锰、锌和硒 ；Ⅲ：蛋白质螯合铁、蛋白质螯合锌、蛋白质螯合锰和酵母硒），结果Ⅱ组和Ⅲ组分别较Ⅰ组初乳中锰含量提高21.05%和5.87%，初乳中铁含量提高17.0%和8.4%，对初乳中锌和常乳中各微量元素无明显影响；提高了窝产活仔数、合格仔数，减少了死仔和干尸的数量，Ⅱ组和Ⅲ组初生窝重分别比Ⅰ组高0.78和0.48kg；断奶窝重分别比Ⅰ组高4.12kg和0.28kg。
王磊（2009）试验结果显示，在母猪日粮中添加62.5g/t螯合铁有利于哺乳仔猪的生长。郄彦昭等（2011）在母猪基础日粮中（Se的实测值为0.04mg/kg）添加0.3mgSe/kg天L-硒代蛋氨酸，较添加0.3mgSe/kg亚硒酸钠能显著提高后代乳猪组织硒沉积，增强其抗氧化功能，有效调节激素分泌，而促进乳猪生长。贾瑞莲等（2012）在基础日粮中分别添加200ug/kg和400ug/kg的蛋氨酸铬饲喂母猪，在下一胎可提高窝产仔数1.3头～1.4头，有效降低母猪哺乳期体重损失、有提高断奶仔猪窝重的趋势。
综上所述，微量元素氨基酸螯合物对猪具有一定的营养作用和生产效果，是微量元素添加剂更新换代的优良产品，应用前景广阔。我国应该加强研制开发工作，探索生产成本廉价化和生产工艺简单化的方法，注重提高产品质量，降低生产成本，尽快建立饲用微量元素氨基酸螯合物的产品质量标准，研究制定微量元素氨基酸螯合物质量检验与鉴别的确实有效方法，规范饲用微量元素氨基酸螯合物的生产、销售和使用。探讨微量元素氨基酸螯合物的理想添加水平、影响因素和作用机理，加强推广应用工作，促进养猪业的迅速发展。
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