龟料中有机微量元素的使用有五大明显误区

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2020年11月5日00:07:23 评论

                                                                                                   
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龟料中有机微量元素的使用有五大明显误区

矿物质对于水产养殖动物来说,是不可或缺的重要营养元素,其参与构成了养殖动物的身体结构,也是某些重要功能性物质的组成部分。除此之外,矿物质在动物体内还起到维持渗透压,酸碱平衡,激活酶,维持神经与肌肉兴奋性与节律性等多种重要的生理作用。与陆生动物不同,水产动物可以通过鳃,体表及鳍由水体获取矿物质,但是这种吸收还不足以满足其对矿物质的需求,而且也并非所有矿物质都可以通过水体进行吸收,因此饲料依然是水产动物获取矿物质的主要途径。在矿物质中,有一部分占据动物体比例较小,但是却发挥重要作用的元素,被我们称为微量矿物元素,包括铜、铁、锰、锌、硒及碘。
在过去,当我们在饲料中给养殖动物补充这些微量元素时,主要采用无机矿物盐作为矿物质的来源,近年来随着营养学研究的逐渐深入,越来越多的营养学学者及饲料行业从业者意识到有机形式的微量元素相比起无机形式有很多优点。比如有机微量元素吸收利用率更高,生物学效价更高,稳定性更好,可以减少与饲料中其他营养物质的氧化作用及拮抗作用。从生长结果上来看,使用有机微量元素的养殖动物也往往表现出更好的生长及抗病、抗应激性能。那么我们应该如何正确使用有机微量元素呢?
什么是有机微量元素?
目前市面上有多种形式的微量元素复合物产品,这些产品都被宣称为“有机微量元素”,但是微量元素以何种方式与有机分子结合仍存在很多疑问。美国饲料控制管理委员会(AAFCO)对有机微量元素复合物作了定义(如表1)。
表,1 AAFCO关于有机微量元素复合物的定义金属氨基酸络合物通常由一个可溶性金属盐与一个氨基酸结合,带电荷,化学性质较活泼;如复合氨基酸金属络合物金属氨基酸螯合物一般由一个可溶性金属盐与两个氨基酸结合,形成环状,电中性;如赖氨酸铜络合物金属多糖络合物由可溶性金属盐与多糖溶液反应结合而成;如壳聚糖金属络合物金属蛋白盐由可溶性金属盐与氨基酸和小肽结合,形成环状,电中性;如蛋白铁金属有机酸盐由可溶性金属元素与可溶性有机酸相结合而成;如丙酸锌
如何评价有机微量元素?
为了评价不同有机微量元素的有效性,目前有多种检测方法,包括检测金属离子总量;氮与金属离子的比例;溶解度;分子大小;氨基酸组成以及稳定性;生物学效价等。那么,哪种检测方法可以较好的评价一种有机微量元素的生物学效价呢?
1.金属离子总量。虽然金属离子总量的检测是所有生产企业常规的QA/QC过程,但是金属离子总含量与产品的生物学效价没有任何关系。所以将金属离子总含量作为参数来比较不同有机微量元素产品具有很大的局限性。
2.氮与金属离子的比例。氮和微量元素的摩尔比可用于评估甘氨酸盐螯合物,其中氮在结合键中起着关键作用。如果两者的比值≥1:1,<2:1,那么该产品是带有电荷的复合物,而不是真正的螯合物。如果两者的比值<1:1,说明复合物中没有足够的氮来结合金属离子。所以对于结构简单的氨基酸如甘氨酸与金属离子结合,比较理想的摩尔比应为≥2:1,形成螯合物。
但是氮与微量元素的比值不能准确地反映比较复杂的化合物中微量元素的结合情况,如金属蛋白盐等。半胱氨酸、组氨酸和谷氨酸与微量元素结合是通过氨基酸侧链中硫、氧原子,却没有涉及到侧链中的氮。所以以氮与微量元素的比值来评估结合能力是错误的。另外,生产厂家也可以通过额外添加含氮化合物如尿素来调节氮与金属离子的摩尔比。
3.溶解度。有一种观点认为金属复合物或螯合物必须是可溶的才具有生物学效价,这一观点是错误的。目前已有很多经过同行评议的文章研究发现,不可溶的有机微量元素比其可溶的有机微量元素更具有生物学效价。除非考虑胃肠道中的消化过程和pH变化,否则单纯评估有机微量元素的可溶性几乎没有任何意义。
4.分子大小。有的人说有机微量元素功效被认为是基于分子大小的基础上,但事实是这样吗?
一般,大家误认为蛋白盐由于分子量太大,没什么效果;而与小分子配体结合的有机微量元素常被误认为更加稳定,更具有生物学效价。然而,分子大小并不是衡量生物学效价的标准,反而是配体(如氨基酸和小肽)类型更能反映有机微量元素的稳定性和生物学效价。
我们比较了分子量大小不同的氨基酸或小肽配体与微量元素结合的稳定常数(如图1所示)。一般在给定的条件下,稳定性常数值越大代表微量元素与有机分子(如氨基氨酸、小肽等)结合能力越强,稳定性越高,所以生物学利用率就越高(EDTA螯合物例外)。由下图可以看出,配体大小不是至关重要。

龟料中有机微量元素的使用有五大明显误区

图1,不同配体的分子大小和稳定常数
5.氨基酸组成和稳定性。以有机铜为例,在相同的生理条件下,配体不同,稳定常数也不一样(如表2)。
不同氨基酸类型会影响其与可溶性金属盐的结合程度。在一些情况下,简单地增加配位体氨基酸的数目可能不会提高金属离子和配体结合的稳定性,如配位体是单个氨基酸“甘氨酸”、二肽“甘氨酸-甘氨酸”、三肽“甘氨酸-甘氨酸-甘氨酸”与铜离子的结合常数分别是8.20、5.62、5.13,因此它们结合金属离子的相对比例也不会增加。
另外,肽链中氨基酸的总序列和位置也影响了螯合物的稳定性。比如,在“甘氨酸-甘氨酸-甘氨酸”序列中一个甘氨酸被组氨酸替代,得到“甘氨酸-甘氨酸-组氨酸”序列,稳定值发生了变化,从而结合微量元素的相对比例也在变化。而改变三肽序列中组氨酸的位置,形成“甘氨酸-组氨酸-甘氨酸”系列,稳定常数进一步增加,与微量元素的结合比例也相应提高。
表2,相同生理条件下,不同配位体结合铜离子的稳定常数

龟料中有机微量元素的使用有五大明显误区

金属蛋白盐的螯合程度和稳定性依赖于小肽中氨基酸的类型、构型以及序列。从生产角度出发,我们需要注意蛋白源水解的类型和程度。可以通过选择水解条件,为金属蛋白盐螯合物提供“最佳”的蛋白水解物,最终形成稳定性较高的有机微量元素。
综上所述,无论是金属离子总量、氮与金属离子的比例还是溶解度、分子大小等检测指标都不适用于比较不同级别的有机微量元素。真正实在的评估方法还是有机微量元素在动物生产上的试验验证,通过动物的表现来评估有机微量是否真正发挥作用。
如何在动物生产中评估有机微量元素?
虽然不同生产商提出基于总矿物、氮矿物比、矿物结合/游离百分比、溶解度、稳定性和分子量提出简单的评估方法,但它们仅提供有关个别产品的部分信息,并不适合比较不同类别的产品。对有机微量最准确的评估还是通过动物试验来评估产品的实际生物利用率,在动物试验中测量矿物质利用率和动物性能指标。这些指标包括但不仅仅限于:血液或组织矿物质浓度、血液或组织含矿物质蛋白质浓度、含矿物质酶活性或矿物质保留率(计算采食矿物质和排泄矿物质之间的差异)。还必须指出的是,单个喂养试验的结果取决于许多因素,包括养殖条件、饲料成分、初始矿物状态以及环境条件。
开发一种比较不同类型有机微量元素并适用于所有条件的简单分析方法是极其困难的。因此,应谨慎看待单一试验结果评定,大量的动物试验数据才能最有效的说明有机微量的利用效率和使用效果。
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