微量元素運(yùn)用于水產(chǎn)動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)與狀況

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本文作者：赫麗娟 單位：浙江維豐生物科技有限公司

微量元素是維持動(dòng)物生命和生長(zhǎng)發(fā)育的必需營(yíng)養(yǎng)素之一，它們直接或間接地參與機(jī)體許多重要的生理生化過(guò)程，滿足機(jī)體正常生命活動(dòng)的需要。隨著科技進(jìn)步和人們健康意識(shí)的增強(qiáng)，人們?cè)谧非髣?dòng)物高產(chǎn)的同時(shí)，還對(duì)畜產(chǎn)品質(zhì)量安全問(wèn)題愈來(lái)愈重視，對(duì)使用高劑量無(wú)機(jī)物質(zhì)導(dǎo)致環(huán)境污染也越來(lái)越關(guān)注。有機(jī)微量元素在歷經(jīng)了無(wú)機(jī)鹽、簡(jiǎn)單有機(jī)物和氨基酸絡(luò)合物3個(gè)階段的研究后，為高劑量微量元素的污染問(wèn)題提供了1條有效的解決途徑。氨基酸微量元素絡(luò)合物克服了無(wú)機(jī)鹽和簡(jiǎn)單有機(jī)物吸收利用率低，效果不穩(wěn)定及適口性差等缺點(diǎn)，具有穩(wěn)定性好、適口性好、吸收利用率高、流動(dòng)性好且可減輕在飼料中對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的破壞等優(yōu)點(diǎn)，是一種集安全、高效和環(huán)保為一體的綠色飼料添加劑。我國(guó)從80年代開(kāi)始研制有機(jī)微量元素，經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，有機(jī)微量元素的研究與推廣已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)新的層次，應(yīng)用范圍也逐漸由畜禽生產(chǎn)向水產(chǎn)方面擴(kuò)展。

1有機(jī)微量元素作為水產(chǎn)飼料添加劑的優(yōu)點(diǎn)

1.1有較高的吸收利用率和生物學(xué)活性

無(wú)機(jī)鹽和簡(jiǎn)單有機(jī)物形式的微量元素進(jìn)入水產(chǎn)動(dòng)物腸道中，金屬離子需要與載體分子形成絡(luò)合物形式，才能穿過(guò)腸道細(xì)胞黏膜，進(jìn)入血液，進(jìn)而由血液轉(zhuǎn)運(yùn)至機(jī)體各組織發(fā)揮作用。而氨基酸微量元素絡(luò)合物則是微量元素的低相對(duì)分子質(zhì)量配位體形式，它既是機(jī)體吸收金屬離子的主要形式，又是動(dòng)物體內(nèi)合成蛋白質(zhì)過(guò)程的中間物質(zhì)，進(jìn)入水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)后，按照不同組織和酶系統(tǒng)對(duì)氨基酸的需要，將被氨基酸絡(luò)合的微量元素直接運(yùn)輸?shù)教囟ǖ陌薪M織和酶系統(tǒng)中，通過(guò)酶和組織的作用釋放出微量元素，以滿足機(jī)體的需要。這樣就比無(wú)機(jī)態(tài)微量元素的吸收速度快了很多，能促使氨基酸微量元素絡(luò)合物在體內(nèi)被快速地吸收利用。根據(jù)國(guó)內(nèi)外科研部門的研究，氨基酸微量元素螯合物在水產(chǎn)動(dòng)物中的吸收率是無(wú)機(jī)鹽的1.25~2.5倍，比無(wú)機(jī)鹽有更大且更優(yōu)越的普遍吸收和消化代謝作用。氨基酸螯合銅的吸收率比碳酸鹽大1.5倍，比硫酸鹽大2.25倍，比氧化物大1.25倍；氨基酸螯合鎂吸收率比碳酸鹽大1.8倍，比硫酸鹽大2.5倍。氨基酸螯合鐵的吸收率比碳酸鹽大1.5倍，比硫酸鹽大1.8倍，比氧化物大2.5倍；氨基螯合鋅比硫酸鹽大2.1倍，比氧化物大2.5倍。

1.2穩(wěn)定性好，避免金屬元素對(duì)飼料中營(yíng)養(yǎng)素的破壞

水產(chǎn)動(dòng)物飼料中的Fe2+、Cu2+和Mn2+等金屬元素離子在pH5~6時(shí)易與植酸形成植酸微量元素絡(luò)合物，其穩(wěn)定常數(shù)為10.85~17.63，難以被水產(chǎn)動(dòng)物所消化吸收和利用。而氨基酸微量元素螯合物是以金屬離子為中心離子，氨基酸作為配位體，金屬中心離子既能與氨基酸分子中的羧基以離子鍵結(jié)合，又能與同一氨基酸分子中的氨基以配位鍵相結(jié)合，構(gòu)成五元環(huán)或六元環(huán)結(jié)構(gòu)，較為穩(wěn)定。因其具有獨(dú)特的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性能，使其分子內(nèi)電荷趨于中性，可有效避免水產(chǎn)飼料中植酸的影響，并降低某些金屬微量元素與Ca2+的頡頏作用，提高其利用率。水產(chǎn)飼料中的Fe2+、Cu2+和Mn2+等金屬元素離子能直接引起維生素特別是維生素A、泛酸、維生素C和維生素E的迅速分解失活。無(wú)機(jī)微量元素中的結(jié)晶水分和添加劑中的水分，也加速了微量元素對(duì)他們的破壞和分解。而使用有機(jī)微量元素（氨基酸螯合物）則可以在一定程度上，保證飼料的營(yíng)養(yǎng)全面并降低成本。Marchetti等研究指出，將維生素A、維生素D3、維生素E、維生素K、維生素B1、核黃素、維生素B6、維生素B12、維生素C、煙酸、泛酸、葉酸和生物素分別與Cu、Zn、Fe、Mn和Co的硫酸鹽及其氨基酸螯合物相混合之后這二種混合物分別平均分為2部分，一部分在37.3℃下保存，另一部分在20.3℃下保存，在0、90和180d時(shí)測(cè)定維生素的含量，結(jié)果表明：在37.3℃時(shí)維生素B6、核黃素及在20.3℃時(shí)維生素A、維生素C和維生素K在硫酸鹽混合物中的含量明顯減少，但是氨基酸微量元素螯合物中卻幾乎未少。說(shuō)明氨基酸微量元素螯合物與維生素共存時(shí)可相對(duì)減少維生素的氧化。

1.3毒性小，適口性好

由于無(wú)機(jī)鹽的生物利用率比較低，為了滿足水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)微量元素的需求，在水產(chǎn)飼料中一般添加大量的無(wú)機(jī)鹽，未被消化的無(wú)機(jī)離子大量排放在水體中，會(huì)對(duì)水體造成污染。而當(dāng)水中的Fe2+、Cu2+和Mn2+等達(dá)到一定質(zhì)量濃度時(shí)，會(huì)對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的呼吸系統(tǒng)、呼吸運(yùn)動(dòng)、生長(zhǎng)、免疫和胚胎發(fā)育等有一定的影響。有機(jī)微量元素的吸收利用率高，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，是解決微量元素過(guò)量使用造成環(huán)境污染的有效方法。一般的無(wú)機(jī)微量元素適口性較差，有苦澀味，而氨基酸螯合微量元素具有氨基酸特有的甜味，適口性好，對(duì)魚蝦有很好的誘食作用。

1.4調(diào)節(jié)水產(chǎn)動(dòng)物免疫力，提高其抗病抗應(yīng)激能力

氨基酸微量元素螯合物在結(jié)構(gòu)上與動(dòng)物體內(nèi)酶的形態(tài)有些相似，如：銅與賴氨酸、半胱氨酸和色氨酸螯合時(shí)具有細(xì)胞色素還原酶活性，可以提高體液免疫和細(xì)胞免疫，增強(qiáng)殺菌能力，提高其抗病抗應(yīng)激能力，從而提高生產(chǎn)性能。同時(shí)微量元素氨基酸螯合物還可減少體內(nèi)自由基的形成，能夠增強(qiáng)殺菌能力，提高動(dòng)物機(jī)體免疫應(yīng)答水平，對(duì)某些腸炎、皮膚病和貧血有顯著的治療作用。

1.5形成緩沖系統(tǒng)，調(diào)節(jié)腸道pH

金屬離子和有機(jī)配位體的反應(yīng)為金屬離子在介質(zhì)中的質(zhì)量濃度提供了一個(gè)緩沖系統(tǒng)，其通過(guò)螯合物的離解或合成來(lái)保證金屬離子質(zhì)量濃度恒定。而機(jī)體又可以通過(guò)對(duì)腸道及組織中pH水平的控制，反過(guò)來(lái)控制緩沖系統(tǒng)中游離金屬離子的水平，這樣就可以為機(jī)體提供一個(gè)可利用的金屬離子蓄存池，使其維持在動(dòng)物所需但無(wú)毒的質(zhì)量濃度水平。無(wú)機(jī)鹽會(huì)影響胃腸內(nèi)的pH和體內(nèi)的酸堿平衡，氨基酸螯合物為體內(nèi)正常的中間產(chǎn)物，對(duì)機(jī)體很少產(chǎn)生不良的刺激作用，有利于動(dòng)物采食和胃腸道的消化吸收。

2有機(jī)微量元素在水產(chǎn)動(dòng)物中的應(yīng)用

2.1有機(jī)微量元素在魚類養(yǎng)殖中的應(yīng)用

2.1.1促生長(zhǎng)作用

有機(jī)微量元素能夠?yàn)閯?dòng)物的生長(zhǎng)繁殖提供所需的多種氨基酸和微量元素，這種物質(zhì)最有利于動(dòng)物體內(nèi)酶的復(fù)制、激活和再生，對(duì)魚類的生長(zhǎng)有明顯的促生長(zhǎng)作用。研究表明：以增質(zhì)量為考察指標(biāo)時(shí)，斑點(diǎn)叉尾對(duì)蛋氨酸鋅的生物利用率相當(dāng)于硫酸鋅生物利用率的352%。張純也得到了類似的結(jié)果：在鯉魚飼料中添加有機(jī)鋅（乳酸鋅），可減少鋅的用量而不降低鯉魚的生長(zhǎng)性能。李愛(ài)杰等指出，用氨基酸微量元素螯合物（Fe、Cu、Mn、Zn和Co）飼喂羅非魚，氨基酸螯合鹽組比無(wú)機(jī)鹽組羅非魚增重率提高17.84%~25.84%。對(duì)鯉魚的飼養(yǎng)試驗(yàn)表明：添加氨基酸微量元素螯合物的3個(gè)試驗(yàn)組比對(duì)照組增質(zhì)量提高了37.2%~68.1%。趙元鳳等在用氨基酸微量元素螯合物與無(wú)機(jī)鹽添加劑飼養(yǎng)羅非魚的對(duì)比試驗(yàn)表明：添加微量元素氨基酸螯合物的羅非魚生長(zhǎng)顯著好于無(wú)機(jī)鹽組，4個(gè)試驗(yàn)組分別比對(duì)照組增質(zhì)量75.7%、86.5%、108.5%和89.0%。

2.1.2提高飼料轉(zhuǎn)化率，降低飼料系數(shù)，降低飼料成本

魚類攝食氨基酸螯合鹽后，被小腸黏膜直接吸收，并且一次可吸收2類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：氨基酸和微量元素；而無(wú)機(jī)鹽被魚類攝入后，必須借助輔酶作用，與氨基酸等物質(zhì)進(jìn)行生化反應(yīng)，形成螯合鹽后才被魚體所吸收。在魚類的胃及腸道內(nèi)，無(wú)機(jī)鹽中的部分元素常與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成機(jī)體不能或難以吸收的物質(zhì)，降低微量元素的利用率。所以直接供給氨基酸螯合鹽不僅使微量元素的利用率明顯提高，又可以節(jié)省消化吸收這些物質(zhì)所需的體能，提高了餌料的利用率。李愛(ài)杰等報(bào)道，用5種氨基酸微量元素螯合物飼喂羅非魚，餌料系數(shù)降低8.6%，微量元素的吸收率平均提高25%。卓起瑯等也指出，用微量元素氨基酸螯合物替代無(wú)機(jī)鹽喂養(yǎng)鰻魚和鯉魚，魚體增質(zhì)量明顯，飼料系數(shù)降低。呂景才等用Fe、Cu、Mn、Zn和Co氨基酸螯合物飼喂羅非魚和鯉魚，螯合物組餌料系數(shù)得到明顯的改善，螯合物組羅非魚的餌料系數(shù)平均為2.2，而無(wú)機(jī)鹽組的餌料系數(shù)達(dá)到3.3；螯合物組鯉魚的餌料系數(shù)為1.6，顯著低于無(wú)機(jī)鹽組的2.7。趙元鳳等試驗(yàn)表明：4個(gè)添加微量元素氨基酸螯合物的試驗(yàn)組分別比對(duì)照組餌料系數(shù)下降29.2%、33.4%、43.5%和33.7%。

2.1.3提高魚組織中微量元素的含量

組織中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量也是反應(yīng)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)狀況的一個(gè)指標(biāo)。Hardy等（1987）就報(bào)道了投喂氨基酸螯合鋅（Zn-AA）的虹鱒，其體內(nèi)的Zn含量明顯高于投喂ZnSO4的虹鱒。Apines-Amar分別使用硫酸鹽形式的微量元素和氨基酸微量元素螯合物飼喂虹鱒，結(jié)果表明：氨基酸微量元素螯合物組中的Cu的沉積量顯著高于無(wú)機(jī)鹽組。宋進(jìn)美等用氨基酸微量元素與無(wú)機(jī)微量元素，添加在鯉魚飼料中，進(jìn)行對(duì)比飼養(yǎng)試驗(yàn)，并對(duì)各組試驗(yàn)魚肌肉營(yíng)養(yǎng)成分及肌肉微量元素的含量進(jìn)行了分析測(cè)定，結(jié)果表明：氨基酸組魚肌肉的水分含量最低，而粗蛋白和粗脂肪的含量都是各試驗(yàn)組中最高的，同時(shí)，鯉魚肌肉中各微量元素的含量均高于無(wú)機(jī)組。

2.1.4增強(qiáng)魚體免疫力和抗應(yīng)激能力

在對(duì)淡水魚和海水魚的研究中發(fā)現(xiàn)，溶菌酶在魚的肌肉、黏液、血清和某些淋巴組織中廣泛分布，代表一定非特異性免疫水平的溶菌酶活性。超氧化物歧化酶（SOD）是重要的抗氧化酶之一，在清除活性氧自由基及防止生物分子損傷方面有十分重要的作用，對(duì)增強(qiáng)吞噬細(xì)胞吞噬能力和整個(gè)機(jī)體免疫功能起重要作用。Apines-Amar等在虹鱒飼料中添加不同形式的微量元素，15周的試驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)氨基酸螯合鹽的含量是無(wú)機(jī)鹽的一半時(shí)，堿性磷酸酶活性顯著高于無(wú)機(jī)組，體內(nèi)DNA聚合酶和Cu、ZnSOD被高效表達(dá)（P<0.05），Mn和Zn含量也高于無(wú)機(jī)組（P<0.05）。朱春峰等分別使用不同質(zhì)量濃度的有機(jī)硒和無(wú)機(jī)硒飼喂異育銀鯽，結(jié)果表明：在相同硒質(zhì)量濃度下，有機(jī)硒組的黏液溶菌酶活力顯著高于無(wú)機(jī)組；血清SOD活力中各有機(jī)硒試驗(yàn)組較對(duì)應(yīng)無(wú)機(jī)硒試驗(yàn)組有不同程度的升高；所以有機(jī)硒組的免疫力顯著高于無(wú)機(jī)硒組。

2.2有機(jī)微量元素在蝦類養(yǎng)殖中的應(yīng)用

肖懷平等選用斑節(jié)對(duì)蝦進(jìn)行大塘養(yǎng)殖試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：復(fù)合氨基酸螯合物組每公頃增產(chǎn)6.34%；餌料系數(shù)下降0.05，飼料利用率提高2.75%；每公頃增加收益1389.6元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。董曉慧等比較了不同形式的Cu對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)、免疫機(jī)能和銅沉積的影響，結(jié)果表明：添加蛋氨酸銅的對(duì)蝦增重率均顯著高于硫酸銅組，血清酚氧化酶（PO）和SOD活性均顯著高于硫酸銅組，當(dāng)飼料中蛋氨酸銅添加量為10mg/kg時(shí)，可滿足對(duì)蝦生長(zhǎng)和免疫需要。陽(yáng)會(huì)軍等在基礎(chǔ)飼料中添加了2種不同形式的銅鹽：蛋氨酸銅和硫酸銅對(duì)斑節(jié)對(duì)蝦進(jìn)行飼養(yǎng)試驗(yàn)，結(jié)果表明：2種形式的Cu均能促進(jìn)斑節(jié)對(duì)蝦的生長(zhǎng)，但斑節(jié)對(duì)蝦蛋氨酸銅利用率比硫酸銅要高得多，添加15mg/kg的蛋氨酸銅可滿足斑節(jié)對(duì)蝦生長(zhǎng)的需要，但以硫酸銅為Cu源時(shí)，需求量為30mg/kg。楊原志等使用不同質(zhì)量濃度的硫酸鋅和蛋氨酸鋅飼喂凡納濱對(duì)蝦，結(jié)果表明：蛋氨酸鋅的營(yíng)養(yǎng)效果好于硫酸鋅，飼料中蛋氨酸鋅的添加量為40~60mg/kg時(shí)，凡納濱對(duì)蝦的生長(zhǎng)和免疫效果最好。

2.3有機(jī)微量元素在貝類養(yǎng)殖中的應(yīng)用

Tand等以蛋氨酸鋅和七水硫酸鋅作為鋅源，對(duì)皺紋盤鮑進(jìn)行飼養(yǎng)試驗(yàn)，結(jié)果表明：當(dāng)?shù)鞍彼徜\添加量為15.49mg/kg時(shí)，皺紋盤鮑達(dá)到最大生長(zhǎng)率，而七水硫酸鋅添加量為34.10mg/kg時(shí)，才能達(dá)到相同效果。當(dāng)?shù)鞍彼徜\和七水硫酸鋅的添加量分別為15.16和33.99mg/kg時(shí)，日貝殼增長(zhǎng)率達(dá)到最大值；當(dāng)?shù)鞍彼徜\和七水硫酸鋅的添加量分別為15.49和34.10mg/kg時(shí)，軟體組織的堿性磷酸酶活性最大，當(dāng)?shù)鞍彼徜\和七水硫酸鋅的添加量分別為15.54和31.91mg/kg時(shí)，軟體組織的鋅的最大富集量達(dá)到最大值。由此可見(jiàn)：皺紋盤鮑對(duì)蛋氨酸鋅的生物利用率幾乎是七水硫酸鋅的2倍。

趙元鳳等在皺紋盤鮑飼料中添加氨基酸螯合鹽和無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明：添加螯合鹽的2個(gè)試驗(yàn)組皺紋盤鮑的平均特定生長(zhǎng)率分別比對(duì)照組提高36.45%和64.49%。呂景才等在皺紋盤鮑上也得到了相似的試驗(yàn)結(jié)果：螯合態(tài)微量元素處理的鮑魚其增重率比對(duì)照組（不添加微量元素）高85.23%，無(wú)機(jī)態(tài)微量元素處理的鮑魚比對(duì)照組高27.08%。說(shuō)明環(huán)境中的微量元素并不能滿足皺紋盤鮑的生長(zhǎng)需求，必須要從飼料中獲??；而無(wú)機(jī)鐵微量元素吸收率低、適口性差且生物利用率低，從而制約了鮑魚的快速生長(zhǎng)，且與不添加微量元素組差異不顯著，這是很長(zhǎng)一段時(shí)間人們誤認(rèn)為鮑魚飼料不需要添加微量元素的原因。

3有機(jī)微量元素在水產(chǎn)動(dòng)物養(yǎng)殖中存在的問(wèn)題

有機(jī)微量元素的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在水產(chǎn)動(dòng)物生產(chǎn)中得到了證實(shí)，其優(yōu)良的性能應(yīng)用于水產(chǎn)飼料行業(yè)已得到國(guó)內(nèi)外科技界的認(rèn)可。目前發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)逐步使用有機(jī)微量元素替代無(wú)機(jī)鹽在飼料中的使用，微量元素有機(jī)化已經(jīng)成為飼料添加劑發(fā)展的必然趨勢(shì)。但目前還存在一些問(wèn)題需要進(jìn)一步的探討：目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一且可靠的方法測(cè)定氨基酸微量元素螯合物的螯合率，這是影響氨基酸微量元素螯合物應(yīng)用的首要因素；有機(jī)微量元素價(jià)格高昂，也是制約其廣泛應(yīng)用的因素之一；水生動(dòng)物種類繁多，我國(guó)有超過(guò)900種淡水魚類和超過(guò)2200種海水魚類，還有大量的甲殼類和貝類等，且各種水生動(dòng)物又分為魚苗、魚種和育成3個(gè)營(yíng)養(yǎng)階段。各品種和各營(yíng)養(yǎng)階段的吸收利用率是不同的，甚至存在很大的差異，目前在這方面研究報(bào)道很少，缺乏系統(tǒng)的研究，不能為生產(chǎn)提供有效的技術(shù)支持；有機(jī)微量元素在水產(chǎn)動(dòng)物中的應(yīng)用現(xiàn)在主要集中在營(yíng)養(yǎng)學(xué)方面，如：對(duì)生長(zhǎng)率和增重率等傳統(tǒng)指標(biāo)的研究，其作用機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。