有機微量元素螯合物是近年來在國內外發展較快的第三代新型微量元素飼料添加劑，它是動物生長所必需的微量元素金屬離子與氨基酸反應生成的具有環狀結構的螯合物，目前已成為畜禽營養研究的熱點之一。美國在二十世紀七十年代最初研制有機微量元素螯合物在動物生產中的應用，美國飼料管理官員協會（AAFCO）于1996年確定了微量元素螯合物的概念：由某種可溶性金屬鹽中的一個金屬元素離子同氨基酸按一定的摩爾比以共價鍵結合而成。水溶性氨基酸的平均分子量必須為150左右，生成的螯合物的分子量不得超過800。
有機微量元素由于接近動物體內天然形態的微量元素補充劑，且具有良好的化學穩定性、較高的生物學效價、易消化吸收、抗干擾、無刺激、無毒等方面的優點，目前認為是一種非常理想的微量元素添加劑。在畜牧業發達的國家，已在動物生產中得到推廣應用，國內在20世紀80年代中期開展了該項目的開發與研究應用，并取得了較大進展。本文就有機微量元素螯合物在動物生產中的應用情況作如下綜述。
1 微量元素添加劑的發展階段
1.1 無機鹽形式
無機鹽形式添加劑通常為硫酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽和氯化物等形式，這是微量元素添加劑的第一代產品。無機鹽的生物學效價很低，難以被動物吸收利用，為了滿足動物的需要，必須加大使用量，這樣產生兩個問題：一是動物排泄大量未被吸收的無機鹽，對環境產生污染；其次是過量使用微量元素產生的安全性問題。但目前由于無機鹽的價格相對于有機微量元素的價格比較便宜，因此使用仍然十分普遍。
1.2 微量元素有機酸鹽添加劑
屬第二代微量元素添加劑。其形式通常為乙酸鹽、檸檬酸鹽、富馬酸鹽、葡萄糖酸鹽等。第二代產品的生物學利用率雖比第一代產品的有所提高，但仍不理想，而且生化功能也不夠穩定。
2 有機微量元素的種類：
從有機微量元素研制到現在，目前在市場上見到的種類可大體分為以下三類：
2.1單一氨基酸微量元素螯合物
它是由某種特定的氨基酸（如蛋氨酸、羥基蛋氨酸、賴氨酸或甘氨酸）與某種微量元素在一定的pH值、按嚴格的反應物摩爾比和一定的反應溫度等條件下進行螯合生產的產品。這類產品組成固定、性質也比較穩定。佳樂美系列即屬于這類產品。
2.2混合氨基酸或多肽微量元素螯合物
它是由蛋白質原料（動物或植物性）水解而來的氨基酸（徹底水解）或多肽（不徹底水解）的混合物與某種微量元素螯合而成。這類產品的穩定性差，合成條件難以控制，組成變異較大，產品質量難以控制。水解的多肽微量元素螯合物分子量較大，溶解度較低，吸收時多肽（一般來說大于四肽吸收率就很差）難以透過細胞膜進入機體內，生物學利用率較低。
2.3含氮雜環羧酸微量元素螯合物
這類產品主要指吡啶羧酸鉻等產品，含氮雜環（主要是吡啶環）羧酸化合物分子中的氮原子，在與微量元素螯合時，相當于氨基酸分子的氨基生成穩定的螯合物。
3 有機微量元素具有的特性
3.1穩定的化學性質
化學結構上，氨基酸微量元素螯合物以微量元素離子為中心離子，氨基酸中的氮和氧原子中的未配對的電子作為供電體與中心離子形成具有五元環的獨特結構，這使得它有比較穩定的化學性質，使其分子內電荷趨于中性，在體內pH環境下，金屬離子得到有效的保護，既防止磷酸、植酸等與金屬離子的結合形成難溶的化合物，又阻止不溶性膠體的吸附作用，使金屬離子免受日糧中其他成分和胃腸道中胃酸等物質的不良作用，保護了金屬離子的生物學效價，便于機體對金屬離子的充分吸收和利用。
3.2較高的生物學效價
一般的微量元素無機鹽，簡單的有機鹽在被動物攝入后，必須借助于輔酶的作用，與氨基酸或其他物質形成螯（絡）合物后，才能被機體吸收，吸收后金屬元素在血液中與某些蛋白質結合被運輸到機體所需部位，才發生功效。而氨基酸微量元素螯合物，它既是機體吸收金屬離子的主要形式，又是動物體內合成蛋白質過程中的中間物質，所以氨基酸微量元素螯合物不僅吸收快，而且可以節省許多生化過程，節約體能消耗，使其具有較高的生物學效價。
3.3毒性低適口性好
氨基酸微量元素螯合物毒性低，無刺激作用，適口性好。無機鹽不僅因其具有特殊的氣味而影響適口性，而且影響胃腸道內pH值和體內的酸堿平衡。
3.4抗干擾、抗應激作用
氨基酸微量元素螯合物與維生素、抗生素等無配伍禁忌，不存在無機微量元素吸收上的競爭作用；同時氨基酸微量元素螯合物具有很好的抗應激作用。
3.5維持機體內環境的穩定
添加無機鹽和簡單有機鹽會影響胃腸道內的pH值和體內的酸堿平衡，對機體產生不良的刺激作用；而金屬離子與有機配體的反應形成了一個緩沖系統，保證金屬離子濃度的恒定。
3.6環保作用
由于無機鹽的生物利用率比較低，為了滿足機體對微量元素的需求，在動物飼料中一般添加過量的無機鹽，未被消化吸收的無機離子的大量排放對土壤和水體造成了污染；而氨基酸微量元素螯合物的消化利用率比無機離子的消化利用率高130-280%，使用氨基酸微量元素螯合物是解決過量使用無機鹽造成環境污染這一難題的有效辦法。
4 有機微量元素的吸收機制
大量試驗結果都已經表明，有機微量元素的生物學利用率高是因為其吸收利用好，這與其吸收機制有很大關系。目前有機微量元素的吸收機制并不確切，主要認為其是通過氨基酸或肽的吸收機制，越來越多的人已接受，有機微量元素利用肽或氨基酸的吸收機制。Found(1974)認為，位于五元環或六元環螯合物中心的金屬元素可以通過小腸絨毛刷狀緣，以氨基酸或肽的形式吸收。此理論的基本概念是金屬離子以共價鍵和離子鍵與氨基酸的配位體鍵合，被保護在復合物的核心，免遭了一些理化因子的攻擊，而且金屬螯合物從腸粘膜吸收，金屬螯合物以整體的形式穿過粘膜細胞膜、粘膜細胞和基底細胞膜進入血漿。
5 有機微量元素在動物生產中的應用
5.1豬
用有機微量元素（如羥基蛋氨酸鐵）飼喂母豬，由于螯合物易吸收，且能很快地把螯合鐵通過胎盤和母乳向仔豬轉移，從而提高母豬的繁殖性能，改善母豬體況，使仔豬的初生重、血紅蛋白的含量、斷奶窩重和成活率均有大幅度提高。韓友文等報道，母豬圍產期添加150g氨基酸螯合物鐵可提高警惕母豬和仔豬生產性能，預防仔豬貧血和降低仔豬死亡率。何正芳（1993）報道，在斷奶日糧中添加蛋氨酸鋅，下痢從17.8%降到13.5%。湖南某一大型飼料廠在斷奶仔豬料中添加300mg/kg的佳樂美鐵和250mg/kg的佳樂美鋅，日增重和采食量增加，而料重比降低。鞠繼光（2000）在生長肥育豬添加100mg/kg的佳樂美鐵和70mg/kg的佳樂美鋅，日增重增加8.3%，料重比降低13.7%，且試驗豬皮膚紅潤、皮毛更光亮。袁海春等（2000）在生長肥育豬添加300mg/kg的佳樂美鐵、200mg/kg的佳樂美鋅、50mg/kg的佳樂美銅和100mg/kg的佳樂美錳，日增重和采食量增加，而料重比降低，使用有機微量元素的經濟效益更顯著，在當時的價格條件下，經濟效益提高9.2%。Laveme Schugcle 等指出，在接種、去勢、應激、疾病、惡劣氣候和變更日糧時，飼喂蛋氨酸鋅對豬有良好作用。北卡羅來納州大學的J.W. Spear研究表明，飼喂蛋氨酸鋅的豬對植物血凝素抗原有較大的反應，說明蛋氨酸鋅可以增強豬的免疫功能。
5.2家禽
在家禽生產中應用氨基酸螯合物，不僅螯合物中金屬元素的生物學利用率高于無機態的金屬元素，減少用量，而且還可以改善家禽的增重、產蛋率和飼料利用率，提高胸肉產量及蛋殼質量，增強機體的免疫力，此外也可以提高種禽受精率，提高孵化率，減少育雛死亡率。
盛克松（2001）在肉仔雞飼料中添加佳樂美鐵、銅、錳、鋅（興加科技生產），試驗雞的生長速度提高6.7%，料重比降低8.5%。而且降低了試驗雞的發病率和死亡率。梁遠東（2001）在試驗雞飼料中添加200毫克/公斤的佳樂美鐵和300毫克/公斤的佳樂美鋅，日增重提高4.98%，料重比降低5.32%。
用有機微量元素飼喂蛋雞的效果是增加產蛋率、延長產蛋期，改善蛋的品質，特別是蛋殼的質量。目前禽蛋生產中蛋殼質量問題一直困擾著養禽業。據估計，由于蛋殼質量問題所帶來的經濟損失平均每只每年達1美元，在美國因蛋殼質量問題給養禽業造成的損失約1億美元，我國每年因此而造成的經濟損失約5億元。孫德成等（1995）用迪卡蛋雞試驗，試驗組總產蛋重和產蛋率分別比對照組提高21.02%和12.8%，料蛋比和軟破蛋率分別降低20.74%和31.79%。Ashmead對飼喂氨基酸微量元素的產蛋雞的雞蛋成分分析發現，蛋殼礦物質元素的組分比例同對照組發生了較大的變化，氨基酸和糖的含量明顯高于無機組，蛋殼的結構比無機組緊密，蛋黃中微量元素的含量高于無機組，雞蛋破殼率下降5%。
5.3反芻動物
微量元素螯合物用于反芻動物日糧與添加相同水平的無機礦物元素相比，可提高生產性能（生長速度和產奶量等）、胴體品質和免疫力，并可降低奶牛的體細胞數量。Heinricks和Conrad（1993）報道，微量元素螯合物可通過瘤胃，且有較強的抗分解作用，可防止瘤胃微生物對氨基酸的降解作用，提供更多的過瘤胃氨基酸和微量元素，也可避免某些金屬元素對瘤胃的毒害作用。
5.4水產
魚類用有機微量元素飼喂也能顯著促進魚類生長、降低餌料、提高魚類成活率。李愛杰(1994)報道，用五種微量元素(鐵、銅、錳、鋅、鈷)氨基酸螯合物飼喂羅非魚，增重提高17.8%，餌料系數降低8.6%，微量元素的吸收率平均提高25%。呂景才等(2001)用鐵、銅、錳、鋅、鈷氨基酸螯合物飼喂羅非魚和鯉魚，螯合物組的促生長效果大大優于無機鹽組，餌料系數得到明顯的改善，螯合物組羅非魚的餌料系數平均為2.2，而無機鹽組的餌料系數達到3.3；螯合物組鯉魚的餌料系數為1.6，顯著低于無機鹽組的2.7。
6 影響有機微量元素使用效果的因素
目前飼料中添加有機微量元素已經比較普遍，而且隨著人們環保意識的逐漸增強，有機微量元素的使用必將是大勢所趨。但目前
人們在反映有機微量元素的使用效果時，其結論并不完全一致。造成這些差異的主要原因既有有機微量元素本身的因素，也與飼糧組成、動物機體狀況等因素有關。
6.1有機微量元素產品質量
有機微量元素的螯合率，只有真正的氨基酸螯合物才能發揮它的效果，螯合物的螯合率越高，生物學效價也越高，相應的效果就好。長沙興嘉生物工程有限公司作為主要起草單位制作的國家標準《蛋氨酸與鐵、銅、錳、鋅螯合率的測定——凝膠過濾色譜法》已經通過審定，國家標準化技術委員會即將頒發，對規范企業生產和產品質量檢測監督提供了科學依據。
6.2飼糧組成
植物性飼料中的植酸和纖維是降低礦物元素利用率的主要因素，并被高鈣日糧所加重。飼糧中的氨基酸水平是影響微量元素利用率的另一重要因素。以金屬元素氨基酸螯合物形式添加礦物元素時，與相應的無機鹽相比，氨基酸水平隨之增加，這無疑會影響飼糧中氨基酸的比例，理想氨基酸模式受到破壞。
6.3試驗動物機體狀況
動物種類不同，對微量元素利用率反映的敏感性也不同。同時，動物體內某種微量元素的缺乏、適當和過量時，動物對響應元素的利用效率不同。體內某種微量元素缺乏時，相對應的微量元素的利用率會升高，從而縮小了有機微量元素與相應無機元素之間的差距；反之，體內某種微量元素過量時，相對應元素的利用率會下降，可能更容易比較有機源與無機源之間的差距。
6.4有機微量元素與無機物的添加劑量。
一般在相同含量的微量元素時比較兩者之間的作用效果才是科學的。
7結語
有機微量元素螯合物的優越性已在動物生產中得到證實，引起國內外研究者和生產者高度重視。經過各大型的飼料公司、養殖場和大學研究機構的試驗均證實，目前市場上生產的有機微量元素是最有效、穩定性好、生物學效價高、飼養報酬高的新型飼料添加劑產品。它為我們飼料工業和畜牧業提供了前所未有的既能改善飼養效益，又可節約飼養成本的新型有機微量元素。因此可以斷言，有機微量元素具有廣闊的市場前景和重大的經濟效益和社會效益。但目前還存在一些問題需要進行更進一步的探討。
（1）相對于無機微量元素，其價格偏高，這是制約其大量使用的一個重要因素，需要對產品開發進行投入，降低使用成本。
（2）強制性執行《國家標準》監督產品質量和指導生產，并以螯合率、產品的穩定性等指標作為質量依據。
（3）研究有機微量元素的吸收機制及其在特定組織的定位，以及在靶組織細胞內的分子水平代謝機理。
（4）在嚴格科學的試驗設計條件下研究有機微量元素相對于無機微量元素的生物學利用率，為確定有機微量元素的最佳添加量找到科學依據。
（5）建立有機微量元素體外質量評價與體內利用率及代謝機理之間的相關關系，為研制開發高效微量元素添加劑提供理論依據和方法學指導。
