微量元素氨基酸螯合物的营养功能与应用研究进展
1 氨基酸微量元素螯合物的性质与种类
氨基酸微量元素螯合物是由某种可溶性的金属盐中的一个金属离子同氨基酸按一定的摩尔比以共价键结合而成，水解氨基酸的平均分子量为150，所生成螯合物的分子量不超过800。具有一个或多个螯环结构，而且分子内电荷趋于中性，具有良好的化学稳定性和生化稳定性，在胃肠道内金属离子不易离解，受饲料中植酸、钙、纤维、磷酸的影响，通过胃道的吸收放射性同位素测定显示，氨基酸螯合物被吸收代谢的程度优于其他一般无机盐微量元素的300％。
一个中心离子可与多个氨基酸形成多环螯合物，形成的环数越多，螯合物的稳定性越好，常见的螯环有五元环和六元环，α—氨基酸螫合物为五元环，β—氨基酸螯合物为六元环。微量元素氨基酸螯合物由某种可溶性金属盐中的一个金属元素离子（如 Fe2+、Cu2+、Zn2+、Cr3+、Mn2+等）同氨基酸按一定的摩尔比例以共价键结合而成，水解氨基酸的平均分子量必须为150左右，生成的螯合物的分子量不得超过800。
2 氨基酸微量元素螯合物的营养功能
2．l 促进金属离子的吸收、生物学效价高
无机盐、简单无机盐形成的微量元素在被动物摄入后，金属离子需要载体分子与之构成元素螯合物形式，才能穿过细胞膜。螯合分子内电荷趋于中性，在胃肠道内溶解性好，能迅速将微量元素运送到肠道，利于小肠粘膜的吸收。Fouynd（1974）认为：位于具有五元环或六元环螯合物中心的金属元素可直接通过小肠绒毛刷状缘，而且所有螯合物都可能以氨基酸或肽的形成被吸收。据Aouagi（1993）与Hahn（1993）报道，赖氨酸锌对鸡与仔猪的生物学效价为硫酸锌的106％与110％。报研究，赖氨酸铜对鸡、阉公羊的生物学利用率分别为99％～115．5％与93．4％。Henry（1989，1992）报道，螯合铁与蛋白铁的生物利用率为125％～185％，从对雏鸡研究表明，从骨和肾中锰浓度看，蛋氨酸锰中锰的利用率分别为硫酸锰中锰的108％与132％。研究表明，蛋氨酸锰的生物学利用率为硫酸锰的120％，而且与硫酸锰相比，蛋氨酸锰改善了饲料利用率。
2．2 形成缓冲系统
金属离子和有机配体的反应为金属离子在介质中的浓度提供了一个缓冲系统，缓冲系统通过离解螯合物的形式来保证金属离子浓度恒定。无机盐会影响胃肠内的pH值和体内的酸碱平衡，氨基酸螯合物为体内正常中间产物，对机体很少产生不良的刺激作用，有利于动物采食和胃肠道的消化吸收。同时，可加强动物体内酶的活性，提高蛋白质、脂肪和维生素的利用率。由于用量少，可以避免使用高剂量微量元素所造成的环境污染。
2．3 提高免疫功能，增强抗病能力
被吸收进入动物体后，可将螯合的微量元素直接运输特定的靶组织和酶系统中，满足机体需要，据报道，氨基酸螫合物可能作为“单独单元”在动物体内起作用，如改进动物皮毛状况，减少早期胚胎死亡等。氨基酸螯合物具有一定的杀菌和改善机体免疫功能的作用，对某些肠炎，皮肤病、贫血、痢疾有显著的治疗作用。实验证明，大多数维生素对Fe2+和Cu2+的氧化物的催化性都很敏感，如维生素C当有0．0002mol／L金属离子存在时，其分解可快1000倍，因此以螯合物的形式添加Fe2+和Cu2+，则可有防止维生素的破坏。Nockels（1991）报道，与等量氧化锌相比，蛋氨酸锌可提高雏鸡、断奶仔猪和绵羊的免疫力。
Kienholz（1992）证明，添加蛋氨酸锌可防止在低钙应激期及恢复期的产蛋量下降，低钙应激时补充蛋氨酸锌比对照组有更高的产蛋率及最大蛋重。实验表明，蛋氨酸锌可提高肉种鸡和肉仔鸡对雏白痢沙门氏菌抗原的原发性抗体滴度，增加后代鸡的细胞免疫水平。蛋氨酸锌提高单核巨噬细胞的存活率及细胞完整性并提高其吞噬活性。Ashmead（1996）在妊娠日粮中补充200mg/kg，可使穿过胎盘，进入胎儿的铁大量增加，从而极大地降低了初生仔猪的死亡率，同时仔猪的初生重与断奶重显著增加。氨基酸螯合物在接种、去势、气温过高和变更日粮等应激条件下，有良好的效果。
2.4 毒性小，适口性好
微量元素螯合物的半致死量远远大于无机盐，毒副作用小，安全性高，适口性较好，易于被动物采食吸收。
2.5 抗应激作用
张世栋等（1998）实验表明，在高温环境下，饲料中添加蛋氨酸锌可以减轻蛋鸡的热应激反应，改善蛋壳品质。研究表明，蛋氨酸锌促进阉公牛运输和接种过程受到应激后生长性能的恢复，而补充蛋氨酸锌使产蛋鸡破蛋率显著下降。
2.6 具有抗氧化作用，可以相应减少抗生素使用和对环境的污染
微量元素离子被封闭在螯合物的螯环内，较为稳定，极大地降低了对饲料中添加的维生素等氧化和催化氧化破坏作用；螯合物保护了微量元素不被酸夺走而排出；避开了消化道内大量二价钙离子的拮抗作用，微量元素氨基酸螯合物具有类似二肽结构，也削减了氨基酸的吸收和转运的竞争，对牛羊等反刍动物补饲螯合物，由于氨基配位原子被配位键锁定，抵抗了微生物对氨基酸的降解，保护了限制性必需氨基酸过瘤胃；针对特定日粮（麸高植酸）、特定动物（乳猪、反刍动物）、特定阶段（分娩前后）、特定环境（应激），选用相应的螯合物则效果极为明显。氨基酸螯合物可以满足动物对微量元素的需要，可将氨基酸以30％～50％的比例替代相应的无机盐，也可以在一定程度上增强动物抵抗疾病的能力，相应减少抗生素的应用，相应减少排泄物中排出量，减少对环境的污染。
3 氨基酸螯合物在动物生产中的应用研究
3．l 鸡
3．1．l 肉鸡
氨基酸螯合物可促进肉鸡生产，降低饲料消耗，提高饲料转化率，增强机体免疫力。李德发（1994）用0．3％氨基酸螯合锰、锌代替无机硫酸盐饲喂肉仔鸡，使日增重提高66％，饲料消耗降低5．7％，腿病发生率下降9．94％。王邦仁（1992）用氨基酸铜、氨基酸铁等饲喂肉鸡，49日龄日增重提高5．28％，饲料转化率提高2．59％，出栏重提高24.1g，张荣春等（1999）选用0．25％、0．24％和0．234％蛋氨酸螯合盐，分别添加于3个生产阶段的肉鸡饲料中，替代对照组饲料中相应的微量元素、无机盐及全部蛋氨酸，结果在大小两组分别提高日增重3.4％、5．7％，提高饲料报酬3％与5％，提高成活率 1％。Dudley Cash（1997），卢庆萍（1998）、周长征等（1999）报道，使用蛋氨酸锌能够提高饲料转化率，胸肉量、骨灰分含量有明显提高，肉鸡的死亡率，球虫病发病率也显著降低。张伟（2000）用甘氨酸铬对肉仔鸡能量、蛋白质与脂肪代谢的影响进行研究，结果表明，甘氨酸铬使肉仔鸡采食量、日增重和饲料转化率均有提高，肉仔鸡对日粮中能量、粗蛋白和粗脂肪的表现代谢率也都有不同程度的提高。Gonzalez等（1997）在肉仔鸡日粮中添加吡啶羧酸铬，结果表明，瘦肉率、胸肉率提高，料肉比和总脂沉积降低。研究表明，蛋氨酸锌能减少肉仔鸡球虫病的发生，使因球虫病所致的死亡率降低。
3.1.2 蛋鸡
在蛋鸡饲料中添加氨基酸螯合物，可以改善蛋壳质量，提高产蛋量与产蛋率以及种蛋的孵化率和健雏率。张洪杰（2000）用微量元素蛋氨酸螯合物饲喂42周龄的海兰W－36蛋鸡，结果在营养等价的日粮条件下，以螯合物形式提供微量元素和蛋氨酸的试验组比等量补加无机盐和蛋氨酸的对照组，其产蛋率、饲料效率和综合经济效益分别提高了4．2％、4.37％、2.2％、2.2％。孙得成等（1995）报道，用复合微量元素氨基酸螯合物饲喂35周龄迪卡蛋鸡，产蛋率和蛋重比对照组分别提高12．8％和21％，蛋壳厚度和强度分别提高12．12％和21％。黄玉德（1996）报道，种鸡添加不同锰源后，种鸡的产蛋率、破壳率、孵化率和健雏率以氨基酸锰组最好，硫酸锰次之，对照组较差。史济堂（1989）与何正芳（1993）报道，在产蛋鸡日粮中补充蛋氨酸锌，提高了蛋鸡产蛋性能，鸡蛋产量比对照组多4％，产蛋率提高14％，日产蛋增加2％～3％。
3．2 猪
3.2．1 哺乳仔猪
研究表明，氨基酸螯合铁可通过母猪胎盘和母乳传给仔猪，促进了仔猪生长发育，预防缺铁性贫血。Ashmead（1996）、Gudel（1998）在母猪日粮中添加氨基酸螯合铁，使穿过胎盘进入胎儿的铁大量增加，使初生仔猪死亡率降低，母猪窝产仔数，仔猪初生重、断奶重显著增加。马康才（1990），徐建雄等（1993），用蛋氨酸铁饲喂妊娠后期母猪，发现：初生仔猪的含铁量提高，仔猪初生重断奶重均显著增加，死胎数减少。Yamamoto（1982）研究表明，氨基酸螯合铁可穿过母猪胎盘为胎儿所用，提高仔猪的铁储备，改善仔猪生长性能。
3．2．2 断奶仔猪
氨基酸螯合物可改善断奶仔猪的生长性能，提高日增重，提高免疫机能和抗病力。冯展翼（1992）分别在妊娠母猪最后一个月和产后20无日粮中添加600mg／kg及仔猪补料中添加100mg／kg的蛋氨酸铁，结果表明，仔猪断奶窝重提高11．2％～18．6％，日增重提高17．64％～29．4％，仔猪血红蛋白含量和血浆铁水平提高，其免疫能力及抗病机能增强。Ward（1997）报道，添加250mg／kg蛋氨酸锌可使断奶仔猪生长速度、采食量与饲料转化效率分别改善5％～8％，3％～4％与1％～11％，保育期末体重增加0．63kg～0．90kg。Spears（1992）在仔猪出生后3天饲喂蛋氨酸铁，与饲喂硫酸铁仔猪相比，死亡率下降30．4％，在断奶仔猪日粮中添加蛋氨酸铁，仔猪下痢率下降4.3％。何正芳（1993）在断奶仔猪日粮中添加含40mg／kg锌的蛋氨酸锌，结果下痢率从17．8％下降到6．5％。研究表明，赖氨酸铜比硫酸铜能更有效地改善断奶仔猪的生长性能，其采食量、日增重、饲料利用率均有提高。
3．2．3 生长育肥猪
添加氨基酸螯合物使生长育肥猪日增重提高，饲料利用率提高，改善胴体品质。韩友文等（2000）用氨基酸螯合物添加在生长育肥猪日粮中进行试验，结果表明，日增重提高6．4％，饲料利用率和经济效益均提高。何正芳（1993）在肥育猪日粮中补加蛋氨酸锌，使饲料转化率改善3．3％，减少了增生性肠炎的发生，维持了肠道内壁完整性。王乃英（1996）报道，在肥育猪日粮中添加蛋氨酸锌，使平均日增重提高9．7％，饲料利用率提高3．3％，其屠宰率、瘦肉率均有所提高。汪世新（1997）用氨基酸螯合铜对生长育肥猪进行试验，结果表明氨基酸螯合铜使体重20kg～60kg的生长育肥猪的日增重、饲料利用率均有显著提高，且肝中有较高的含铜量。vage等（1993）研究认为，畜禽日粮中添加吡啶羧酸铬可提高猪的瘦肉率，降低胴体脂肪和第10肋背膘厚度，眼肌面积提高。
3.2.4 母猪
氨基酸螯合物能提高母猪繁殖性能，调控体内激素代谢，提高窝产仔数和仔猪成活率。黄国清等（1999）用蛋氨酸铁喂初产母猪和经产母猪，试验组与硫酸铁组比较，母猪首次配种受胎率平均提高7．2％，股活仔数增加0．37头，断奶成活率提高2.9％，初产死胎率降低2.1％，断奶至产后发情间隔平均缩短1．35天，终产母猪产死胎率7．1％～29．6％，断奶仔猪成活率降低1％～6．2％。Darneley（1993）对全群60％的1－8胎次母猪，产前28天开始，每次每天饲喂56．7g氨基酸螯合铁，平均每胎断奶仔猪数从9.56头增加到10．24头，提高7．l％，使仔猪初生死亡率显著降低。顾华孝（1994）在母猪妊娠后期补饲氨基酸铁，初生仔猪死亡率降低3．2％，育成仔猪头数增加4.4％，同时能改善母猪体况，母猪淘汰率降低。张照喜（2001）分别用赖氨酸螯合铁和硫酸亚铁饲喂妊娠、哺乳期母猪，用葡聚糖铁给初生仔猪补铁试验。结果表明，饲喂赖氨酸螯合铁组母猪所生仔猪比对照组母猪所生仔猪断奶成活率提高9．2％（P＜0．05），平均断奶体重提高18．8％（P＜0．01）；比饲喂硫酸亚铁组母猪所生仔猪断奶成活率提高3．1％（P＜0．05），平均断奶体重提高9．9％（P＜0.05），与给3日龄仔猪注射葡聚糖铁相比，成活率和断奶重分别提高0．2％和2．3％（P＞0．05）。Ashmead（1996）在妊娠日粮中补充200mg／kg，可使穿过胎盘进入胎儿的铁大量增加。从而使初生仔猪死亡率显著降低，仔猪初生重与断奶重显著提高，Gudel（1998）在妊娠母猪和哺乳母猪日粮中添加螯合铁。结果表明，母猪的窝产仔数与初生重、断奶仔猪数显著增加，死产猪数减少。韩友文（2000）用赖氨酸螯合物饲喂采食正常，体重较一致的13kg20kg的幼龄仔猪。结果显示，日增重提高6.4％，改善饲料效率7．8％。
3．3 反刍动物
反刍动物饲料中添加氨基酸螯合物，可提高瘤胃氨基酸和微量元素的利用率，对肉牛可提高日增重和饲料转化率，改善胴体品质，对奶牛可提高产奶量，降低乳房炎发病率，减少腐蹄病的发生。李建国（1990）报道，在育肥牛饲料中补充蛋氨酸锌，使其日增重饲料转化率分别比对照组提高3．54％和3．50％。Greene等（1998）在育肥阉牛基础日粮中补饲氧化锌和蛋氨酸锌，生产性能无显著差异，但是蛋氨酸锌组牛的质量分级，大理石型肉及肾、骨盆和心脏脂肪含量高于对照组和氧化锌组。SPeavs等（1991，1992）报道，生长期肉用型小母牛饲喂蛋氨酸锰，日增重提高0．67kg，改善饲料效率11．2％，饲喂蛋氨酸锌，犊牛和杂种肉牛断奶重提高5％，母牛受胎率提高15%，张照熙等（1996）。在混合精料中添加蛋氨酸锌300、500和700mg／kg饲喂育肥黄牛60天，使日增重分别提高8．6％、20．7％和10．3％，经济效益均有提高，500mg组比对照组提高饲料利用率10％以上。
Kellosr（1990）报道，奶牛每天每次饲喂蛋氨酸锌360mg，其产奶量提高5％，王洪荣（1994、1998）试验表明，蛋氨酸锌饲喂奶牛可降低奶牛体细胞数和乳房炎患病率，减少腐蹄病的发生。用蛋氨酸螯合物饲喂绵羊，发现绵羊体氮沉积率显著高于对照组和氧化锌组，提高进入十二指肠内微生物氮和蛋氨酸流量，并有助于增加回肠对氮的吸收率和沉积率，对进入十二指肠内微生物氮和蛋氨酸流量，并有助于增加回肠对氮的吸收率和沉积率，对进入十二指肠内的氨基酸组成有较大影响，表明蛋氨酸锌具有一定的过瘤胃功能。李丽立（1994；1998）研究了蛋氨酸锌在山羊体内相对生物利用率的测定和存留分布情况，发现蛋氨锌组锌的表现吸收率显著高于氧化锌组。
3．4 鱼类
促进鱼类生产，提高饲料转化率和鱼的成活率。赵元风等（1994）报道，在鲤鱼日粮中添加氨基酸螯合物的三个试验组比对照组增重提高37．2％～61．8％，饲料系数由对照的2.4下降为1．4～1．7。李家成（1994）用尼罗非鱼试验，在添加等量金属元素的情况下，饲喂氨基酸螫合物组比无机盐组日增重提高了35．5％，饵料利用率提高24.2％，成活率提高8．3％，每增重1kg鱼的饲料成本下降24.3％。李爱杰等（1994）在每千克饲料中添加蛋氨酸微量元素螯合物，使罗非鱼生长提高17．84％～25．84％。
4 应用氨基酸螯合物时存在的问题及解决方案
4．l氨基酸螯合物在畜禽生产中所起的积极作用是可以肯定的，但其作用机制和有效添加量及影响其作用效果的因素有待进一步探讨，如有机和无锌在发挥生物功能时的代谢差异。探讨作用机理的同时，合理地开发和利用一些高蛋白，低生物学效价的饲料资源，把握好质量控制，使其符合添加剂和动物消化生理的基本要求。
4.2无论进口还是国产微量元素氨基酸螯合物产品，无论是单一螯合物产品还是复合添加剂，目前价格普遍偏高，在一定程度上限制了其推广使用，应改进产品配方、工艺设计、产品的检测技术，选择合适的生产工艺路线，降低生产成本。
4．3加大对微量元素氨基酸螯合物的宣传，一旦在生产中推广普及使用，将会给饲料业和畜牧业带来一场新的革命。
