不同形式微量元素對(duì)鰻用復(fù)合預(yù)混料中維生素穩(wěn)定性的影響

■馬德英 盧文標(biāo) 陳學(xué)豪 翟少偉*

（1.集美大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，鰻鱺現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)教育部工程研究中心，福建廈門 361021；2.青島求實(shí)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東青島 266000；3.福建深納生物工程有限公司，福建永泰 350700）

維生素主要以輔酶和催化劑的形式參與動(dòng)物體內(nèi)幾乎所有的新陳代謝，對(duì)維持細(xì)胞功能和調(diào)節(jié)三大物質(zhì)代謝有不可替代的作用。但大多數(shù)維生素含有不飽和的碳原子、雙鍵、羥基等對(duì)化學(xué)反應(yīng)極敏感的結(jié)構(gòu)部分，極易被氧化，導(dǎo)致活性降低甚至全部喪失[1]，在飼料中最易受到微量元素金屬離子的氧化破壞作用，影響維生素穩(wěn)定性[2]。目前，動(dòng)物飼料中添加的微量元素形式可分為傳統(tǒng)無機(jī)微量元素、有機(jī)微量元素和包被無機(jī)微量元素，且傳統(tǒng)無機(jī)微量元素是普遍采用的添加形式。研究表明，動(dòng)物復(fù)合預(yù)混料中的無機(jī)形式微量元素對(duì)維生素的破壞作用較大[3-5]，而有機(jī)微量元素替代無機(jī)微量元素可降低復(fù)合預(yù)混料中維生素的損耗率[6-7]，包被的硫酸銅、硫酸亞鐵和硫酸鋅分別替代相應(yīng)的無機(jī)化合物可降低復(fù)合預(yù)混料中維生素A的損失率[8-10]。目前，還鮮見不同形式微量元素對(duì)動(dòng)物復(fù)合預(yù)混料中不同種類維生素保護(hù)效果的比較研究。因此，本試驗(yàn)在鰻用復(fù)合預(yù)混料中使用無機(jī)微量元素、有機(jī)微量元素和包被無機(jī)微量元素，通過比較不同儲(chǔ)存時(shí)間維生素的保留率差異情況，評(píng)價(jià)不同形式微量元素對(duì)維生素穩(wěn)定性的影響，為微量元素在飼料中的科學(xué)應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)。將使用不同形式微量元素配制的鰻用復(fù)合預(yù)混料分為4個(gè)處理組，即無機(jī)微量元素配制成的0.50%鰻用復(fù)合預(yù)混料組（ITE組Ⅰ）、無機(jī)微量元素配制成的0.75%鰻用復(fù)合預(yù)混料組（ITE組Ⅱ）、有機(jī)微量元素為主配制成的0.75%鰻用復(fù)合預(yù)混料組（OTE組）和包被無機(jī)微量元素配制成的0.50%鰻用復(fù)合預(yù)混料組（CITE組），每組3個(gè)重復(fù)，不同組復(fù)合預(yù)混料為每千克配合飼料提供的各種微量元素水平一致（其中：銅7 mg/kg、鐵200 mg/kg、錳30 mg/kg、鋅70 mg/kg、碘1.6 mg/kg、硒0.4 mg/kg、鈷1.2 mg/kg；不同鰻用復(fù)合預(yù)混料的配方情況見表1）。所有處理組鰻用復(fù)合預(yù)混料中的碘、硒、鈷元素均采用無機(jī)鹽形式；在OTE組中，銅、鐵、錳、鋅為復(fù)合氨基酸微量元素絡(luò)合物的有機(jī)微量元素形式。由于有機(jī)微量元素的容重較小，體積較大，最低配制成0.75%復(fù)合預(yù)混料，考慮到復(fù)合預(yù)混料中載體或稀釋劑對(duì)維生素保留率的影響，設(shè)置了與OTE組相同添加水平的ITE組Ⅱ。

表1 鰻用復(fù)合預(yù)混料配方（g/kg）

1.2 鰻用復(fù)合預(yù)混合料的配制

試驗(yàn)中鰻用復(fù)合預(yù)混料由不同形式微量元素和維生素預(yù)混料按一定比例混合而成。所有原料用超細(xì)粉碎機(jī)（ZFJ-300，江陰市?？倷C(jī)械制造有限公司）粉碎后過80目篩，按表1中的配方比例用萬(wàn)分之一感量的電子天平秤依次稱取各種微量元素原料和復(fù)合維生素，逐級(jí)混合均勻，然后用自封袋密封包裝，40℃恒溫儲(chǔ)存，于第1 d、第30 d和第60 d取樣測(cè)定不同組鰻用復(fù)合預(yù)混料中的維生素，主要包括維生素A、維生素D、維生素E、維生素K、維生素B1、維生素B6、煙酰胺、維生素C和葉酸含量。由于以往研究認(rèn)為無機(jī)微量元素對(duì)泛酸保留率的影響較小[6-7]，本試驗(yàn)中未測(cè)定泛酸含量。

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)及方法

其中，維生素A、維生素D、維生素E、維生素K、維生素B1、維生素B6、煙酰胺和葉酸測(cè)定采用高效液相色譜法，維生素C采用鄰苯二胺熒光法，具體步驟參照《飼料工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編》（2019版）[11]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行單因素方差分析（one-way ANOVA），若存在顯著差異，則用Duncan’s法進(jìn)行多重比較，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 第30 d不同組鰻用復(fù)合預(yù)混料的維生素保留率（見表2）

由表2可知，與ITE組Ⅰ相比，ITE組Ⅱ中維生素K保留率顯著增加（P＜0.05），其他8種維生素保留率無顯著變化（P＞0.05）；OTE組和CITE組各種維生素的保留率均顯著升高（P＜0.05）。CITE組的維生素B1、維生素C和葉酸保留率顯著高于OTE組（P＜0.05），兩組間的其他維生素保留率接近（P＞0.05）。

表2 第30 d不同組鰻用復(fù)合預(yù)混料的維生素保留率（%）

2.2 第60 d不同組鰻用復(fù)合預(yù)混料的維生素保留率（見表3）

由表3可知，與ITE組Ⅰ相比，ITE組Ⅱ的維生素K保留率顯著增加（P＜0.05），其他8種維生素保留率無顯著變化（P＞0.05）；OTE組（除維生素B1外）和CITE組各種維生素保留率均顯著升高（P＜0.05）。CITE組維生素K、維生素B1和葉酸保留率顯著高于OTE組（P＜0.05），兩組間的其他維生素保留率無顯著差異（P＞0.05）。

表3 第60 d不同組鰻用復(fù)合預(yù)混料的維生素保留率（%）

2.3 儲(chǔ)存不同時(shí)間后鰻用復(fù)合預(yù)混料維生素保留率比較（見圖1）

由圖1可知，ITE組Ⅰ、ITE組Ⅱ（除維生素E和維生素C外）在第60 d的各種維生素保留率均顯著低于第30 d的保留率（P＜0.05）。OTE組在第60 d的維生素A、維生素D、維生素E、維生素B6和煙酰胺保留率顯著低于第30 d的維生素保留率，其他維生素的保留率在第60 d和第30 d均無顯著差異（P＞0.05）。CITE組在第60 d的維生素A、維生素D、維生素B6保留率顯著低于第30 d的維生素保留率，其他維生素的保留率在第60 d和第30 d均無顯著差異（P＞0.05）。

圖1 儲(chǔ)存不同時(shí)間后鰻用復(fù)合預(yù)混料中維生素保留率比較

3 討論

研究表明，微量元素是影響復(fù)合預(yù)混合料中維生素穩(wěn)定性的最大因素，其對(duì)維生素的穩(wěn)定性均具有很強(qiáng)的破壞作用，尤其對(duì)飼料中脂溶性維生素的穩(wěn)定性有重要影響[12]；維生素與微量元素混合后，極易發(fā)生氧化與還原作用而遭到破壞，使效價(jià)明顯降低[13-14]；在微量元素中，銅是影響維生素的主要元素，影響維生素?fù)p失率順序?yàn)殂~＞鋅＞鐵[8，15]。大多數(shù)維生素含有對(duì)化學(xué)反應(yīng)極敏感的不飽和碳原子、雙鍵、羥基等結(jié)構(gòu)，易發(fā)生氧化反應(yīng)生成氫過氧化物，產(chǎn)生大量的自由基。無機(jī)微量元素金屬離子所帶的電荷可直接誘導(dǎo)維生素的敏感鍵發(fā)生氧化反應(yīng)，還可參與氧化反應(yīng)來催化維生素產(chǎn)生活性氧自由基，縮短氧化的誘導(dǎo)期或加快氧化的速率[16]。目前，金屬離子（Mn+表示微量元素金屬離子）氧化維生素的主要途徑有：①加速氫過氧化物分解：Mn++ROOH→M（n+1）++OH-+RO-。②直接與未氧化物質(zhì)反應(yīng)：Mn++ROOH→M（n-1）++H++ROO-；Mn++RH→M（n-1）++H++R-。③分子氧活化單重態(tài)氧和過氧化自由基：Mn++O2→M（n+1）++O2-；O2-e-→O2或O2-+H+→OH-[17]。目前，已有微囊化處理或包衣處理技術(shù)改善維生素穩(wěn)定性的報(bào)道，具有提高維生素儲(chǔ)存過程中的含量和存留率效果[13，18]，從改變傳統(tǒng)無機(jī)微量元素的形式出發(fā)保護(hù)維生素也是一條重要途徑。

本試驗(yàn)中，OTE組比ITE組Ⅰ鰻用復(fù)合預(yù)混料中維生素A、維生素D、維生素E、維生素B1、維生素B6、葉酸和維生素C儲(chǔ)存第30 d保留率提高的幅度為2.81%～14.32%（維生素K的保留率提高47.90%），儲(chǔ)存第60 d保留率提高的幅度為6.11%～19.37%（維生素K的保留率提高59.91%），且OTE組儲(chǔ)存第30 d和第60 d維生素K、維生素C、維生素B1和葉酸保留率無顯著差異；而ITE組Ⅰ第30 d和第60 d維生素保留率逐漸降低，且存在顯著差異，說明鰻用復(fù)合預(yù)混料中使用有機(jī)形式的復(fù)合氨基酸微量元素絡(luò)合物對(duì)維生素的保護(hù)效果優(yōu)于無機(jī)微量元素。研究表明，用有機(jī)微量元素替代無機(jī)微量元素，可以使儲(chǔ)存120 d后的維生素?fù)p耗降低約40%～50%[6-7]；還有一些研究也認(rèn)為預(yù)混料中添加有機(jī)微量元素對(duì)維生素A、維生素B1、維生素C和維生素E的破壞作用明顯小于添加無機(jī)微量元素[19-20]，上述研究報(bào)道與本試驗(yàn)的結(jié)果類似。有機(jī)微量元素提高預(yù)混料中維生素保留率的原因可能是其絡(luò)合物中陽(yáng)離子能與氨基酸等形成穩(wěn)定的配位鍵，具有非常穩(wěn)定的獨(dú)特環(huán)狀結(jié)構(gòu)，能緊緊地將微量元素離子包裹在中間，使游離形式存在的金屬離子減少，從而降低了對(duì)飼料中維生素的氧化破壞作用[21]；還可能與其降低某些維生素氧化降解速度常數(shù)Ka值、減緩維生素的氧化作用、降低維生素的破壞作用有關(guān)[22]。

本試驗(yàn)中，CITE組比ITE組Ⅰ鰻用復(fù)合預(yù)混料中維生素D、維生素E、維生素K、維生素B1、維生素B6、煙酰胺、葉酸和維生素C儲(chǔ)存第30 d保留率提高3.73%～12.77%（除維生素K保留率提高51.62%外），儲(chǔ)存第60 d保留率提高6.54%～28.60%（除維生素K保留率提高67.03%外），且CITE組儲(chǔ)存第30 d和第60 d維生素E、維生素K、維生素C、維生素B1、煙酰胺和葉酸的保留率無顯著變化；而ITE組Ⅰ第30 d和第60 d維生素保留率逐漸下降，且存在顯著差異，說明包被無機(jī)微量元素對(duì)維生素的保護(hù)效果優(yōu)于無機(jī)微量元素。研究表明，包被處理后硫酸銅對(duì)高溫下和低溫下維生素A的破壞顯著降低，有利于延長(zhǎng)維生素A儲(chǔ)存時(shí)間[15]；預(yù)混料中添加包被硫酸亞鐵或包被硫酸鋅較替代無機(jī)形式的硫酸亞鐵或硫酸鋅，可使維生素A、維生素C的損失率分別降低9.95%和5.70%[10]；添加包被硫酸銅、包被硫酸亞鐵和包被硫酸鋅比僅使用硫酸銅在40℃條件下儲(chǔ)存8、16 d和24 d后的維生素A損失率分別降低3.23%、4.83%和4.24%[8]；包被復(fù)合無機(jī)微量元素可顯著減少維生素A、維生素D和維生素E儲(chǔ)存過程中的損失[23]。這些報(bào)道與本試驗(yàn)的研究結(jié)果接近，可能是包被無機(jī)微量元素采用液固相融合分散的物理包被技術(shù)，使用可消化的食品級(jí)包材，直接實(shí)現(xiàn)與維生素的物理隔離，避免易發(fā)生氧化反應(yīng)的金屬離子直接與維生素接觸，從而直接起到保護(hù)作用[23]。

本試驗(yàn)中，CITE組鰻用復(fù)合預(yù)混料中維生素K、維生素B1、維生素C和葉酸在儲(chǔ)存第30 d和第60 d的保留率比OTE組提高3.54%～9.20%，表明鰻用復(fù)合預(yù)混料中添加包被無機(jī)微量元素對(duì)某些維生素的保護(hù)效果優(yōu)于復(fù)合氨基酸微量元素絡(luò)合物形式的有機(jī)微量元素，具體原因有待查明。此外，ITE組Ⅰ與ITE組Ⅱ鰻用復(fù)合預(yù)混料中維生素保留率差異不大，說明本試驗(yàn)條件下無機(jī)微量元素稀釋1.5倍對(duì)維生素產(chǎn)生的保護(hù)效果較小，進(jìn)一步稀釋對(duì)維生素的保護(hù)作用還有待研究。一般認(rèn)為稀釋可使復(fù)合預(yù)混料中維生素和微量元素的空間距離加大，暴露于空氣中的面積減少，可能減弱維生素的氧化程度[24-25]。

維生素的穩(wěn)定性易受高溫的影響，主要是高溫可提高水分子和金屬離子的活性，為金屬離子催化氧化自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)提供能量；高溫還可使硫酸鹽易脫去部分結(jié)晶水，而處于一種極不穩(wěn)定的狀態(tài)，同時(shí)物料更易吸潮、結(jié)塊[25]。本試驗(yàn)中鰻用復(fù)合預(yù)混料密封儲(chǔ)存在40℃條件下，而在復(fù)合預(yù)混料的生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中溫度可能更高，包被無機(jī)微量元素和有機(jī)微量元素對(duì)維生素的保護(hù)效果有可能更為明顯，這點(diǎn)還有待于進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)條件下，與無機(jī)微量元素相比，包被無機(jī)微量元素和復(fù)合氨基酸微量元素絡(luò)合物可提高鰻用復(fù)合預(yù)混料中維生素的穩(wěn)定性，且包被無機(jī)微量元素效果更佳。