有機微量元素對家畜免疫、健康、生產和繁殖的影響

礦物質在動物一生中起著多種非常重要的作用。與其他營養素相比，其需要量很低，日糧缺乏微量元素會導致動物生產性能下降20 %～30 %。因此在生產實踐中通常添加微量元素，以確保動物快速生長，提高繁殖性能并增強免疫應答能力。目前在動物飼料中通常添加無機鹽形式的微量元素，如硫酸鹽和氯化物，但無機來源的微量元素生物利用率與飼料和草料來源的礦物質并不完全等同。最新研究進展表明，如果以有機形式補充，微量元素的吸收和利用率會更高。

礦物質在動物一生中起著多種非常重要的作用。與其他營養素相比，其需要量很低，日糧缺乏微量元素會導致動物生產性能下降20 %～30 %。因此在生產實踐中通常添加微量元素，以確保動物快速生長，提高繁殖性能并增強免疫應答能力。目前在動物飼料中通常添加無機鹽形式的微量元素，如硫酸鹽和氯化物，但無機來源的微量元素生物利用率與飼料和草料來源的礦物質并不完全等同。最新研究進展表明，如果以有機形式補充，微量元素的吸收和利用率會更高。

1 有機礦物質：作用機制

術語“螯合”源自于希臘語“螯”，意思是象爪子一樣抓住礦物元素。在螯合物中，金屬離子與有機分子（配體）牢固結合，形成環狀結構，使得礦物元素不會發生不必要的化學反應。螯合物配體提供至少兩個與金屬結合的供體基團，其中一個供體一般是氨基，形成復雜的共價鍵；另外一個來自于羧基，并形成離子鍵。配體間必須有足夠的距離，以便形成雙雜環化合物。這種礦物質很容易通過腸壁進入血液，增強礦物質的代謝。

根據美國飼料管理協會的定義，有機礦物質是金屬離子通過化學鍵與有機分子（氨基酸）結合、形成具有獨特穩定性和較高生物利用度特性的化學結構。其分類如表1所示。

如果進行適當螯合，微量元素會更好地被動物吸收和利用，進而減少動物對礦物質需要量。與無機來源相比，螯合礦物元素可能具有更好的生物利用度，與身體形式也更為相似，從而使動物具有更好的生產性能。

對于有機礦物元素比無機礦物元素具有更好的利用率，人們已經提出了不同的理論。有機微量元素的有機部分似乎能幫助更好地在動物組織中吸收和利用，而且這些礦物質與其他礦物質不會相互作用/競爭吸收。也有人認為有機礦物元素可繞過瘤胃，在小腸中吸收，與某些生物分子類似。因此它們在身體中比無機元素更有用。

2 生物利用度研究

有機礦物質對動物生產性能的有益效果大部分是因為它具有比無機來源更好的生物利用度。與硫酸鋅相比，蛋氨酸鋅和銅在母羊中的生物利用度分別為133 %和151 %。一項薈萃分析表明，家禽中添加礦物質蛋白鹽要比無機鹽具有更高的存留率和相對生物利用度，這可能是由于增加吸收和減少尿液排出所致。在豚鼠、雛雞、小山羊和羔羊中也觀察到類似的結果。部分礦物質具有拮抗作用，比如在存在鉬和硫的情況下，反芻動物日糧中銅的生物利用度可能會下降。因此一種不會與四硫鉬酸鹽作用的銅制劑或在反芻動物消化道中保持可溶性硫是有益的。肉牛研究結果表明，銅蛋白鹽的生物利用率高于硫酸銅。此外，在家禽日糧中添加高水平的無機銅和鋅對日糧中植酸酶功效存在不利影響，而礦物質蛋白鹽可以解決這個問題。

在不同處理/試驗中，有機礦物質生物利用度估計值有時是不一致的。有機礦物元素的利用率方面也存在種間差異。非反芻動物如雛雞和豬中螯合礦物質能夠得到更好的利用，可能是由于其生物利用率高于非螯合形式，因為螯合物在非反芻動物的吸收部位更易溶。有機微量元素在反芻動物中不太受關注，可能是由于瘤胃微生物也參與消化。不過，在某些情況下，反芻動物對螯合礦物質有響應。

3 對營養素攝取和利用的影響

除少數報告指出添加有機礦物質的雛雞、公羊采食量下降外，添加有機礦物質通常對適口性和采食量沒有影響。在大多數研究中，添加無機或有機礦物元素，動物對不同營養素消化率也類似。但是，與添加無機硒或不添加硒的試驗組相比，添加有機硒的羔羊氮利用率提高。

4 對生長速度和飼料轉化率的影響

多項試驗發現添加有機礦物元素的動物生長性能較好。添加蛋氨酸鋅可提高羔羊生長速度和體重。類似地，有機硒可改善豚鼠和羔羊的生長性能。添加有機礦物元素可改善肉雞飼料轉化率，但是與添加無機硒相比，添加有機硒的羔羊未觀察性能改善或改善很少。比添加相同水平的無機來源微量元素相比，添加有機微量元素的犢牛具有更大的終體重和平均增重。

添加有機微量元素對動物生長性能沒有影響，不過使用有機微量元素添加劑可降低排出速度，因此可減少使用水平，從而降低對環境的危害。

5 對泌乳量和乳品質的影響

多項研究表明，在長期飼喂試驗或在短期飼喂試驗結束時，奶牛添加有機微量元素對泌乳量有積極影響，但其他研究報告添加有機或無機微量元素沒有區別。似乎從添加有機微量元素到產生生物學效果需要一定的時間。在一項針對20項試驗的薈萃分析中發現，添加有機微量元素使泌乳量每天增加0.93 kg，乳脂增加0.04 kg，而乳蛋白增加0.03 kg。

多項研究表明，有機微量元素對乳蛋白比例沒有影響，但提高了蛋白總量。研究也證明，母牛飼喂有機微量元素要比飼喂無機微量元素具有更高的乳脂量，也有報告指出在乳脂量方面沒有差異。不過，Hackbart等觀察到乳脂率下降，而乳脂總量不變，表明添加有機微量元素對乳脂量及其組分總體是有益的。

6 對產肉、產蛋和產毛量的影響

一般而言，礦物質與提高產肉和產蛋的數量和質量有關。添加煙酸鉻和蛋氨酸螯合鉻的動物具有更好的胴體評級。但添加酵母硒未能改善小山羊的胴體重及其質量。母雞飼養日產蛋率未受到硒來源的影響，飼喂有機硒可提高蛋重和雞蛋中硒濃度。不過，單獨添加蛋氨酸鋅或與其他螯合礦物質合并添加，未發現對產蛋性能和蛋殼質量的有利影響。基礎飼料中添加50 %的有機鋅、銅和錳，蛋重增加，蛋比重提高，蛋損耗率下降。公羊中添加有機銅和鋅，提高了羊毛產量。

7 對繁殖性能的影響

微礦在家畜繁殖中起著非常重要的作用。多項研究發現添加有機微量元素對繁殖性能具有積極作用，但是有少數報告顯示沒有影響或有不利的影響。對20項奶牛試驗進行的一項薈萃分析結果發現，添加有機微量元素降低了空懷期和每次受胎配種次數。類似地，青年母牛在接受有機礦物質后，繁殖性能提高，但成熟母牛沒有影響。幾項研究表明，有機微量元素可改善多項繁殖指標，包括提高泌乳天數150 d以上的母牛懷孕率、降低空懷天數和每次受胎配種次數。肉牛飼喂有機礦物質，在隨后的繁殖季節中懷孕率提高。母豬飼喂螯合鐵，出生仔豬和斷奶仔豬死亡率顯著下降、體重增加，因為螯合有助于促進金屬通過胎盤轉移到胚胎，減少仔豬死胎，增加斷奶仔豬數，縮短斷奶和發情間隔期。Rowe等觀察到，與僅飼喂無機物的試驗組相比，飼喂無機和有機鋅、銅、鈷和錳混合物的公?；顒泳颖壤?，前向運動的精子和快速運動的精子比例提高。在有機微量元素組，首次配種-產犢和受胎-產犢間隔縮短。

8 對健康狀況的影響

微量元素在保持最佳動物健康方面起著重要作用。肉雞添加有機礦物質改善了皮膚強度和完整性，從而增強了足墊完整性和健康狀況。同樣，在以大腸桿菌進行乳房內接種24 h后，飼喂有機銅的牛奶中大腸桿菌數更低。研究表明，微量元素來源（硫酸鹽、有機氨基酸復合物或羥基來源）不會影響到受到運輸應激的犢牛增重、發病率或對牛病毒性腹瀉苗接種的抗體滴度響應。

9 對抗氧化狀況、應激和免疫應答的影響

在某些特定條件下，特別是在應激條件下有機礦物質更為有效。在日糧微量元素水平滿足或超出動物需要時，添加礦物質沒有更多益處。與硫酸鋅相比，羔羊添加15 mg/kg的鋅蛋白鹽，具有更高的免疫應答。與添加無機形式的微量元素相比，添加有機微量元素的新生犢牛初乳及血清中免疫球蛋白總量更高。添加螯合形式的銅、錳和鋅可增強泌乳早期奶牛的免疫應答。在家禽和公羊中也觀察到有機礦物質組免疫應答的改善。

在補充銅的羔羊中銅藍蛋白和紅細胞超氧化物歧化酶活性和細胞介導免疫應答較高，補充銅蛋白鹽時效果更好。羔羊中添加鋅蛋白鹽、母羊中添加蛋氨酸銅和蛋氨酸鋅、羔羊中添加有機硒和雛雞中添加有機礦物質混合物（鐵、銅、鋅和錳）均比添加無機礦物質具有更高的抗氧化酶活性。

添加有機鉻可使得應激動物更快地恢復到正常狀況，改善生長性能、代謝性能和疾病易感性。添加有機微量元素對傳染性鼻-氣管炎病毒疫苗接種有更大的抗體應答。有機礦物質還可降低新生犢牛的死亡率。此外，有機鉻補充劑可調節以血糖水平和皮質酮表示的熱應激Wister大白鼠血清皮質酮反應。

10 結論

雖然不同形式的有機礦物質具有不同的溶解度、可利用性，對動物生產性能具有不同的影響和效果，但似乎在非反芻動物中要比反芻動物中更有潛力，原因是有機微量元素要比無機鹽具有更高的生物利用度，有更好的動物性能、健康狀況、生產免疫應答并減輕應激。但是使用有機或螯合微量元素成本昂貴，一些營養學家認為，添加高水平的無機鹽更為經濟。對商品化市場的質量監管也缺乏合適的法規。□□

原題名：Organic Trace Minerals：Immunity Health Production and Reproduction in Farm Animals（英文）

原作者：Ranjan Kumar Mohanta和Anil Kumar Garg（印度獸醫研究所動物營養室礦物質與維生素營養實驗室）