螯合:微量元素的高效吸收方式
近幾年來有機微量元素作為一種綠色環保的添加劑,逐漸在飼料以及部分豬場一線產品中流行起來。市場上有眾多品種的有機微量元素產品,如何鑒別真正有用的產品,選擇適合自己使用的產品,廣大飼料配方師和養殖戶都迫切希望了解。
半個世紀以來,飼用微量元素發展經歷了3個階段。第一代產品是無機鹽類添加劑, 如硫酸銅、硫酸亞鐵、硫酸鋅等;第二代產品是一些簡單的有機化合物, 如檸檬酸亞鐵、富馬酸鋅、葡萄糖酸鋅等;第三代產品即氨基酸微量元素螯合物。第三代產品克服了前兩代產品混合不均勻、易氧化、易吸潮、動物體吸收率低等缺點,具有毒性小、易消化吸收、抗干擾、生物化學穩定性好、生物學效價高等優點。
何謂微量元素螯合物?
螯合物是指一個或多個基團與一個金屬離子發生配伍反應所形成的具有環狀結構的化合物。一個金屬元素離子可以和多個氨基酸形成環螯合物,形成的環數越多,螯合物的穩定性越好。常見的螯環有五元環(如α-氨基螯合物)和六元環(如β-氨基螯合物)。螯合物中的金屬元素離子通常叫做中心離子,而與中心離子螯合的中性分子叫做配位體,可作為中心離子的微量元素主要有鐵、銅、錳、鋅、鉻等。
天科國際(集團)是國內專業的氨基酸螯合物生產者,公司技術服務總監崔志英博士告訴農財寶典記者,根據配位體的不同,有機微量元素又可以分為四類,氨基酸螯合物、蛋白類螯合物、小肽類螯合物、多糖類螯合物。其中,較為常見的是氨基酸螯合物,使用的配位體有甘氨酸、蛋氨酸、賴氨酸中的一種或者多種。(南方農村報 農財報典 新牧網)
美國飼料管理官員協會(AAFEO)于1996年對氨基酸微量元素螯合物有了更為正式和準確的概念:由某種可溶性金屬鹽中的1個金屬元素離子同氨基酸按一定物質的量比以共價鍵結合而成, 水解氨基酸的平均相對分子質量為150左右,生成的螯合物相對分子質量不得超過800.氨基酸微量元素螯合物包括單一氨基酸微量元素螯合物和復合氨基酸微量元素螯合物。前者是一種微量元素與一種氨基酸螯合而成、成分明確的單一絡合物;后者是指一種微量元素與多個氨基酸水解蛋白質絡合而成的復合物。
三種形式的微量元素對比第一代無機微量元素由于帶有結晶水、吸濕性強、易結塊、流動性差,使用過程中易與飼料中的植酸、草酸、磷酸等物質發生化學反應,形成機體不能或難以吸收的物質,同時,這類金屬離子對飼料中維生素、脂肪等營養物質有一定的催化和破壞作用。加上其生物學利用率低,同時,大量未被吸收的重金屬離子經動物糞便排泄到環境中,對土壤和水源造成了一定程度的污染。(南方農村報 農財報典 新牧網)
第二代的簡單有機鹽,雖然穩定性好、但與部分營養物質仍會發生拮抗作用,在消化吸收過程中受影響的因素較多,生物學利用率仍較低。
第三代微量元素即有機微量元素螯合物,因其金屬離子與大分子物質通過配位鍵結合后,使其分子內電荷趨于中性,形成了較穩定的化學結構,使金屬離子免受日糧中其它成份和胃腸中胃酸等物質的不良作用,保護了金屬離子的理化性質,不僅穩定性好、流動性好,拮抗作用少,而且消化過程中受影響的因素少,便于機體對金屬離子的充分吸收與利用,從而提高了微量元素的生物學利用率。
此外,相比前兩種微量元素,第三種有機微量元素螯合物還有更高的生物學效價,第一代和第二代微量元素添加劑被動物吸收后,必須借助于輔酶的作用,與氨基酸和其它物質形成螯合物,才能穿過細胞膜,吸收的金屬元素在血液中必須與某些蛋白結合才被運輸到機體所需的部位產生功效。
而有機微量元素螯合物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過程的中間物質。并且有機微量元素螯合物的穩定常數適中,需要時金屬離子又可有效地釋放出來供機體利用,因而微量元素氨基酸螯合物不僅吸收速度比無機鹽快,生物學效價較高,而且可直接運輸到特定的靶組織和酶系統中,減少許多生化過程,節約體能消耗的作用。
據了解,目前市場上四種有機微量元素螯合物各自有不同的特點,比較常見的一種是蛋白螯合物,這類螯合物一般金屬離子含量10%-12%之間,使用的配位體多來自較為廉價的蛋白類物質,因此其成本最低。但由于配體蛋白質來源并非單一,因此質量不穩定是其最大的缺點。(南方農村報 農財報典 新牧網)
目前,綜合效益較高的是氨基酸螯合物,這類螯合物一般是以有機金屬元素和氨基酸摩爾比1:1或1:2的方式,采用化工合成的方式制成。解決了質量不穩定的特點,是目前最為成熟的螯合方式,但價格較上兩種略高,同時采用的配位體氨基酸多為甘氨酸,并不能被動物利用,不少公司也開發出蛋氨酸、賴氨酸類螯合物。
最后一種多糖類是目前最貴的氨基酸螯合物,這類螯合物在制作上借鑒于人保健品中類似產品的方法,效果也較為理想,但目前成熟的產品較少。
檢測存在問題 普及程度在增高飼用氨基酸螯合物產品的質檢分析是一大難題,國內外均未能很好解決。已知樣品是微量元素氨基酸螯合物純品時,用紅外光譜、核磁共振、X光衍射光譜、熱差分析等手段都能作出定性判定。而后再用原子吸收光譜或等離子光譜和氨基酸分析儀,可分別測知微量元素和氨基酸的含量。同時還可以判定螯合物的微量元素和氨基酸的絡合摩爾比。
目前,據崔志英介紹,不少氨基酸螯合物并沒有正式的國家標準,各個企業自己的標準又有一定的差距,因此存在使用者"不知依據何種標準"的尷尬狀態。此外,即使少數有國標的有機微量元素氨基酸螯合物,如甘氨酸鐵,其國家標準還存在一定的爭議。按照標準中的檢測方式,偶爾會得出金屬離子含量超過100%的不正常現象。(南方農村報 農財報典 新牧網)
"不少使用者會用氫氧化鈉水解法來測量螯合物中金屬元素的含量,這種辨別和檢測方法也是不科學的",崔志英說。
近幾年,螯合物在飼料中的使用逐漸在擴大,農業部1224號公告對無機金屬元素的限制,也在很大程度上推動了螯合物的使用。
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