有機(jī)微量元素對家畜免疫、健康、生產(chǎn)和繁殖的影響

礦物質(zhì)在動(dòng)物一生中起著多種非常重要的作用。與其他營養(yǎng)素相比，其需要量很低，日糧缺乏微量元素會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物生產(chǎn)性能下降20 %～30 %。因此在生產(chǎn)實(shí)踐中通常添加微量元素，以確保動(dòng)物快速生長，提高繁殖性能并增強(qiáng)免疫應(yīng)答能力。目前在動(dòng)物飼料中通常添加無機(jī)鹽形式的微量元素，如硫酸鹽和氯化物，但無機(jī)來源的微量元素生物利用率與飼料和草料來源的礦物質(zhì)并不完全等同。最新研究進(jìn)展表明，如果以有機(jī)形式補(bǔ)充，微量元素的吸收和利用率會(huì)更高。

礦物質(zhì)在動(dòng)物一生中起著多種非常重要的作用。與其他營養(yǎng)素相比，其需要量很低，日糧缺乏微量元素會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物生產(chǎn)性能下降20 %～30 %。因此在生產(chǎn)實(shí)踐中通常添加微量元素，以確保動(dòng)物快速生長，提高繁殖性能并增強(qiáng)免疫應(yīng)答能力。目前在動(dòng)物飼料中通常添加無機(jī)鹽形式的微量元素，如硫酸鹽和氯化物，但無機(jī)來源的微量元素生物利用率與飼料和草料來源的礦物質(zhì)并不完全等同。最新研究進(jìn)展表明，如果以有機(jī)形式補(bǔ)充，微量元素的吸收和利用率會(huì)更高。

1 有機(jī)礦物質(zhì)：作用機(jī)制

術(shù)語“螯合”源自于希臘語“螯”，意思是象爪子一樣抓住礦物元素。在螯合物中，金屬離子與有機(jī)分子（配體）牢固結(jié)合，形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，使得礦物元素不會(huì)發(fā)生不必要的化學(xué)反應(yīng)。螯合物配體提供至少兩個(gè)與金屬結(jié)合的供體基團(tuán)，其中一個(gè)供體一般是氨基，形成復(fù)雜的共價(jià)鍵；另外一個(gè)來自于羧基，并形成離子鍵。配體間必須有足夠的距離，以便形成雙雜環(huán)化合物。這種礦物質(zhì)很容易通過腸壁進(jìn)入血液，增強(qiáng)礦物質(zhì)的代謝。

根據(jù)美國飼料管理協(xié)會(huì)的定義，有機(jī)礦物質(zhì)是金屬離子通過化學(xué)鍵與有機(jī)分子（氨基酸）結(jié)合、形成具有獨(dú)特穩(wěn)定性和較高生物利用度特性的化學(xué)結(jié)構(gòu)。其分類如表1所示。

如果進(jìn)行適當(dāng)螯合，微量元素會(huì)更好地被動(dòng)物吸收和利用，進(jìn)而減少動(dòng)物對礦物質(zhì)需要量。與無機(jī)來源相比，螯合礦物元素可能具有更好的生物利用度，與身體形式也更為相似，從而使動(dòng)物具有更好的生產(chǎn)性能。

對于有機(jī)礦物元素比無機(jī)礦物元素具有更好的利用率，人們已經(jīng)提出了不同的理論。有機(jī)微量元素的有機(jī)部分似乎能幫助更好地在動(dòng)物組織中吸收和利用，而且這些礦物質(zhì)與其他礦物質(zhì)不會(huì)相互作用/競爭吸收。也有人認(rèn)為有機(jī)礦物元素可繞過瘤胃，在小腸中吸收，與某些生物分子類似。因此它們在身體中比無機(jī)元素更有用。

2 生物利用度研究

有機(jī)礦物質(zhì)對動(dòng)物生產(chǎn)性能的有益效果大部分是因?yàn)樗哂斜葻o機(jī)來源更好的生物利用度。與硫酸鋅相比，蛋氨酸鋅和銅在母羊中的生物利用度分別為133 %和151 %。一項(xiàng)薈萃分析表明，家禽中添加礦物質(zhì)蛋白鹽要比無機(jī)鹽具有更高的存留率和相對生物利用度，這可能是由于增加吸收和減少尿液排出所致。在豚鼠、雛雞、小山羊和羔羊中也觀察到類似的結(jié)果。部分礦物質(zhì)具有拮抗作用，比如在存在鉬和硫的情況下，反芻動(dòng)物日糧中銅的生物利用度可能會(huì)下降。因此一種不會(huì)與四硫鉬酸鹽作用的銅制劑或在反芻動(dòng)物消化道中保持可溶性硫是有益的。肉牛研究結(jié)果表明，銅蛋白鹽的生物利用率高于硫酸銅。此外，在家禽日糧中添加高水平的無機(jī)銅和鋅對日糧中植酸酶功效存在不利影響，而礦物質(zhì)蛋白鹽可以解決這個(gè)問題。

在不同處理/試驗(yàn)中，有機(jī)礦物質(zhì)生物利用度估計(jì)值有時(shí)是不一致的。有機(jī)礦物元素的利用率方面也存在種間差異。非反芻動(dòng)物如雛雞和豬中螯合礦物質(zhì)能夠得到更好的利用，可能是由于其生物利用率高于非螯合形式，因?yàn)轵衔镌诜欠雌c動(dòng)物的吸收部位更易溶。有機(jī)微量元素在反芻動(dòng)物中不太受關(guān)注，可能是由于瘤胃微生物也參與消化。不過，在某些情況下，反芻動(dòng)物對螯合礦物質(zhì)有響應(yīng)。

3 對營養(yǎng)素?cái)z取和利用的影響

除少數(shù)報(bào)告指出添加有機(jī)礦物質(zhì)的雛雞、公羊采食量下降外，添加有機(jī)礦物質(zhì)通常對適口性和采食量沒有影響。在大多數(shù)研究中，添加無機(jī)或有機(jī)礦物元素，動(dòng)物對不同營養(yǎng)素消化率也類似。但是，與添加無機(jī)硒或不添加硒的試驗(yàn)組相比，添加有機(jī)硒的羔羊氮利用率提高。

4 對生長速度和飼料轉(zhuǎn)化率的影響

多項(xiàng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)添加有機(jī)礦物元素的動(dòng)物生長性能較好。添加蛋氨酸鋅可提高羔羊生長速度和體重。類似地，有機(jī)硒可改善豚鼠和羔羊的生長性能。添加有機(jī)礦物元素可改善肉雞飼料轉(zhuǎn)化率，但是與添加無機(jī)硒相比，添加有機(jī)硒的羔羊未觀察性能改善或改善很少。比添加相同水平的無機(jī)來源微量元素相比，添加有機(jī)微量元素的犢牛具有更大的終體重和平均增重。

添加有機(jī)微量元素對動(dòng)物生長性能沒有影響，不過使用有機(jī)微量元素添加劑可降低排出速度，因此可減少使用水平，從而降低對環(huán)境的危害。

5 對泌乳量和乳品質(zhì)的影響

多項(xiàng)研究表明，在長期飼喂試驗(yàn)或在短期飼喂試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，奶牛添加有機(jī)微量元素對泌乳量有積極影響，但其他研究報(bào)告添加有機(jī)或無機(jī)微量元素沒有區(qū)別。似乎從添加有機(jī)微量元素到產(chǎn)生生物學(xué)效果需要一定的時(shí)間。在一項(xiàng)針對20項(xiàng)試驗(yàn)的薈萃分析中發(fā)現(xiàn)，添加有機(jī)微量元素使泌乳量每天增加0.93 kg，乳脂增加0.04 kg，而乳蛋白增加0.03 kg。

多項(xiàng)研究表明，有機(jī)微量元素對乳蛋白比例沒有影響，但提高了蛋白總量。研究也證明，母牛飼喂有機(jī)微量元素要比飼喂無機(jī)微量元素具有更高的乳脂量，也有報(bào)告指出在乳脂量方面沒有差異。不過，Hackbart等觀察到乳脂率下降，而乳脂總量不變，表明添加有機(jī)微量元素對乳脂量及其組分總體是有益的。

6 對產(chǎn)肉、產(chǎn)蛋和產(chǎn)毛量的影響

一般而言，礦物質(zhì)與提高產(chǎn)肉和產(chǎn)蛋的數(shù)量和質(zhì)量有關(guān)。添加煙酸鉻和蛋氨酸螯合鉻的動(dòng)物具有更好的胴體評(píng)級(jí)。但添加酵母硒未能改善小山羊的胴體重及其質(zhì)量。母雞飼養(yǎng)日產(chǎn)蛋率未受到硒來源的影響，飼喂有機(jī)硒可提高蛋重和雞蛋中硒濃度。不過，單獨(dú)添加蛋氨酸鋅或與其他螯合礦物質(zhì)合并添加，未發(fā)現(xiàn)對產(chǎn)蛋性能和蛋殼質(zhì)量的有利影響?；A(chǔ)飼料中添加50 %的有機(jī)鋅、銅和錳，蛋重增加，蛋比重提高，蛋損耗率下降。公羊中添加有機(jī)銅和鋅，提高了羊毛產(chǎn)量。

7 對繁殖性能的影響

微礦在家畜繁殖中起著非常重要的作用。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)添加有機(jī)微量元素對繁殖性能具有積極作用，但是有少數(shù)報(bào)告顯示沒有影響或有不利的影響。對20項(xiàng)奶牛試驗(yàn)進(jìn)行的一項(xiàng)薈萃分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加有機(jī)微量元素降低了空懷期和每次受胎配種次數(shù)。類似地，青年母牛在接受有機(jī)礦物質(zhì)后，繁殖性能提高，但成熟母牛沒有影響。幾項(xiàng)研究表明，有機(jī)微量元素可改善多項(xiàng)繁殖指標(biāo)，包括提高泌乳天數(shù)150 d以上的母牛懷孕率、降低空懷天數(shù)和每次受胎配種次數(shù)。肉牛飼喂有機(jī)礦物質(zhì)，在隨后的繁殖季節(jié)中懷孕率提高。母豬飼喂螯合鐵，出生仔豬和斷奶仔豬死亡率顯著下降、體重增加，因?yàn)轵嫌兄诖龠M(jìn)金屬通過胎盤轉(zhuǎn)移到胚胎，減少仔豬死胎，增加斷奶仔豬數(shù)，縮短斷奶和發(fā)情間隔期。Rowe等觀察到，與僅飼喂無機(jī)物的試驗(yàn)組相比，飼喂無機(jī)和有機(jī)鋅、銅、鈷和錳混合物的公牛活動(dòng)精子比例更高，前向運(yùn)動(dòng)的精子和快速運(yùn)動(dòng)的精子比例提高。在有機(jī)微量元素組，首次配種-產(chǎn)犢和受胎-產(chǎn)犢間隔縮短。

8 對健康狀況的影響

微量元素在保持最佳動(dòng)物健康方面起著重要作用。肉雞添加有機(jī)礦物質(zhì)改善了皮膚強(qiáng)度和完整性，從而增強(qiáng)了足墊完整性和健康狀況。同樣，在以大腸桿菌進(jìn)行乳房內(nèi)接種24 h后，飼喂有機(jī)銅的牛奶中大腸桿菌數(shù)更低。研究表明，微量元素來源（硫酸鹽、有機(jī)氨基酸復(fù)合物或羥基來源）不會(huì)影響到受到運(yùn)輸應(yīng)激的犢牛增重、發(fā)病率或?qū)ε２《拘愿篂a苗接種的抗體滴度響應(yīng)。

9 對抗氧化狀況、應(yīng)激和免疫應(yīng)答的影響

在某些特定條件下，特別是在應(yīng)激條件下有機(jī)礦物質(zhì)更為有效。在日糧微量元素水平滿足或超出動(dòng)物需要時(shí)，添加礦物質(zhì)沒有更多益處。與硫酸鋅相比，羔羊添加15 mg/kg的鋅蛋白鹽，具有更高的免疫應(yīng)答。與添加無機(jī)形式的微量元素相比，添加有機(jī)微量元素的新生犢牛初乳及血清中免疫球蛋白總量更高。添加螯合形式的銅、錳和鋅可增強(qiáng)泌乳早期奶牛的免疫應(yīng)答。在家禽和公羊中也觀察到有機(jī)礦物質(zhì)組免疫應(yīng)答的改善。

在補(bǔ)充銅的羔羊中銅藍(lán)蛋白和紅細(xì)胞超氧化物歧化酶活性和細(xì)胞介導(dǎo)免疫應(yīng)答較高，補(bǔ)充銅蛋白鹽時(shí)效果更好。羔羊中添加鋅蛋白鹽、母羊中添加蛋氨酸銅和蛋氨酸鋅、羔羊中添加有機(jī)硒和雛雞中添加有機(jī)礦物質(zhì)混合物（鐵、銅、鋅和錳）均比添加無機(jī)礦物質(zhì)具有更高的抗氧化酶活性。

添加有機(jī)鉻可使得應(yīng)激動(dòng)物更快地恢復(fù)到正常狀況，改善生長性能、代謝性能和疾病易感性。添加有機(jī)微量元素對傳染性鼻-氣管炎病毒疫苗接種有更大的抗體應(yīng)答。有機(jī)礦物質(zhì)還可降低新生犢牛的死亡率。此外，有機(jī)鉻補(bǔ)充劑可調(diào)節(jié)以血糖水平和皮質(zhì)酮表示的熱應(yīng)激Wister大白鼠血清皮質(zhì)酮反應(yīng)。

10 結(jié)論

雖然不同形式的有機(jī)礦物質(zhì)具有不同的溶解度、可利用性，對動(dòng)物生產(chǎn)性能具有不同的影響和效果，但似乎在非反芻動(dòng)物中要比反芻動(dòng)物中更有潛力，原因是有機(jī)微量元素要比無機(jī)鹽具有更高的生物利用度，有更好的動(dòng)物性能、健康狀況、生產(chǎn)免疫應(yīng)答并減輕應(yīng)激。但是使用有機(jī)或螯合微量元素成本昂貴，一些營養(yǎng)學(xué)家認(rèn)為，添加高水平的無機(jī)鹽更為經(jīng)濟(jì)。對商品化市場的質(zhì)量監(jiān)管也缺乏合適的法規(guī)?！酢?/p>

原題名：Organic Trace Minerals：Immunity Health Production and Reproduction in Farm Animals（英文）

原作者：Ranjan Kumar Mohanta和Anil Kumar Garg（印度獸醫(yī)研究所動(dòng)物營養(yǎng)室礦物質(zhì)與維生素營養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室）