微量元素铁在养猪生产中的应用

微量元素铁在养猪生产中的应用作者：林育圣来源：《国外畜牧学·猪与禽》2016年第04期这个题目我认为大家会觉得比较耳熟能详，常常听到。

目前，微量元素氨基酸螯合物慢慢地取代前几年非常红火的酶制剂。

刚回国内没多久，发现国内的畜牧产业正在快速发展，我非常高兴。

今天我的报告分为四部分。

1 微量元素分类、优越性图1是饲料的组成部分，其中玉米、豆粕、麸皮占饲料总成分的70 %～80 %，接下来是维生素和添加剂占13 %，微量元素占1 %，其实在现场有时还达不到1 %，但这1 %却起到关键性作用。

接下来我为大家介绍这一关键性作用。

微量元素含铁、铜、锌、锰、碘、硒、钴和铬，这些元素在预混料中都会添加。

那么，它们在细胞阶段的作用是什么？以铁为例，在线粒体的电子传递链中，铁是细胞阶段中生化反应的重要元素，在能量代谢上扮演重要角色，包括作为辅因子、结构物和活化物的部分。

在生长阶段，这些微量元素可以促进骨骼生长以及激素合成。

在生殖阶段，微量元素与后备母猪和经产母猪发情有非常大的关系，与胚胎的着床数、产仔数、乳汁组成、仔猪活力也有相当重要的关系。

在生产阶段，微量元素可以提高采食量、降低料肉比、提高肉品质。

我将这比作小小东西有大大效果，因此我们要好好地使用它们。

同时添加太多也会造成毒性作用。

1.1 微量元素的存在形式微量元素的存在形式分为有机和无机。

近年来，有机微量元素又出现了一种新形式，称为螯合物或络合物。

螯合物比第一代的无机、第二代的有机微量元素的性能要好。

美国饲料管理协会在2005年对有机微量元素（螯合物）进行分类：矿物质与特殊氨基酸复合物、矿物质与氨基酸复合物、氨基酸螯合矿物质、蛋白类矿物质、矿物质与多糖类复合物、丙酸类矿物质。

1.2 氨基酸螯合矿物质优越性1.2.1吸收率更高5种不同成分铁对比，甘氨酸亚铁有较高的吸收率，接近80 %。

一般饲料中会添加较便宜的铁，如硫酸亚铁，经济又实用，吸收率为20 %左右。

甘氨酸亚铁的吸收率比硫酸亚铁高出约4倍（图2）。

甘氨酸亚铁的吸收率为什么这么好？其他微量元素在体内以离子态被吸收，需要通过离子通道，但体内浓度比肠道高，因此这个通道走不通。

而螯合矿物质会经过另外一个通道——氨基酸通道。

氨基酸螯合微量元素可以利用氨基酸通道，提高吸收率。

1.2.2 生物学效价高无机铁不能通过胎盘被吸收。

根据国外研究报告，氨基酸螯合铁可以通过胎盘直接进入发育中的猪胚胎。

研究表明，胎儿体内含铁量高可降低初生仔猪死亡率，提高初生重及断奶重。

这么好的吸收率可能是因为肽转运系统。

Liang等（1995）在人的胎盘中检测到PepT1 mRNA，但目前对于猪胎盘的肽转运系统还不是很清楚。

表1是派斯德公司进行的母源铁对仔猪肝脏铁含量的分析。

第一组FeSO4·7H2O，第二组甘氨酸螯合铁，相同的母猪头数。

结果显示，第一组仔猪的平均初生重1.10 kg，第二组平均初生重1.39 kg。

出生后平均肝铁含量：第一组是640 μg/mg，第二组是1 221μg/mg，足足增加了91 %。

7 d后仔猪体内铁含量下降，但是甘氨酸螯合铁还是增加85 %。

甘氨酸螯合铁在仔猪出生时通过胎盘进入仔猪体内，相比体内原有的要多，所以超越了屏障才能有特殊的功能性。

1.2.3 稳定性高植酸存在于植物的细胞壁，饲料中含有很多植酸，然而动物不能将其消化，因此无法利用植酸中的磷，必须额外添加无机磷，这样不仅造成饲料成本提高，而且无机磷吸收率较低，很大部分又被排出。

植酸酶可以破坏植酸结构，从而有利于动物吸收植酸中的磷，无需再添加无机磷。

植酸除了会结合体内的营养外，还会结合二价离子。

无机微量元素在体内必须变成离子态才能够被吸收，而二价离子态微量元素很容易被植酸结合，导致其不易被动物吸收。

甘氨酸螯合铁不与体内其他物质结合，因此有较高的稳定性。

稳定性高也代表吸收和利用的价值被提高。

1.2.4 较高的抗病和抗应激作用微量元素氨基酸螯合物具有增强抗菌能力、提高免疫应答反应、促进动物细胞和体液免疫力的功效，对某些肠炎、皮炎、痢疾和贫血也有治疗作用；还具有良好的抗应激功能，在接种、去势、气温过高和日粮变更等应激条件下，有良好的作用效果。

1.2.5 减少对环境及土地污染在猪饲料中添加大量无机矿物质，如铜、锌，这些矿物质会不会全部被吸收？结果证明不会，而会随粪便排出体外，造成环境污染，影响动物健康和畜产品安全。

如果未来我们吃的肉都有重金属污染你还敢吃吗？另外，在常规日粮中，以氨基酸螯合物形态存在的微量元素，其吸收率大约是无机态微量元素的4倍。

现在许多研究单位都在研究这方面，降低无机矿物质的量是未来发展方向。

1.2.6 安全性高，适口性好微量元素氨基酸螯合物作为体内生化过程的中间产物，对机体产生的毒副作用小，安全性高，微量元素氨基酸螯合物的半数致死量远远大于无机盐。

一般无机微量元素适口性较差，微量元素氨基酸螯合物克服了这方面的缺点，由于含有大量氨基酸，具有氨基酸特有的鲜香味，适口性好，具有诱食作用，易被动物采食，利于胃肠道的吸收利用，同时可增强动物体内生物酶的活性，提高蛋白质、脂肪和维生素的利用率，大大促进了动物生长性能的发挥。

氨基酸螯合矿物质确实比无机矿物质的利用效果好，但由于价格很高未能在生产上广泛利用。

派斯德、奥特奇、金宝等企业都在生产氨基酸螯合矿物质，价格高的主要原因是生产工艺成本高。

2 氨基酸螯合铁吸收机理氨基酸螯合矿物质的吸收可能是通过氨基酸或肽的吸收方式：a. 小肽可以直接转运入小肠细胞，完整地被吸收入血液。

b. 小肽可以在小肠细胞中分解成氨基酸。

c. 氨基酸可以被转运入小肠细胞内，铁或微量元素被释放出。

日粮蛋白质进入胃后，首先胃蛋白酶将其分解，进入十二指肠前段时，胰蛋白酶以及一些分解酶将饲料中的蛋白质分解成寡肽和氨基酸。

寡肽包括二肽和三肽，二肽和三肽如何被十二指肠吸收呢？又如何进入血液？这养猪者来说可能那么重要，他们只需把猪养好。

但是对我们研究人来说，很好奇，到底是什么原因吸收得这么好。

其实在1994年人医已经找到小肠刷状缘膜上的肽转运蛋白（Peptide Transporter 1，PepT1），Shiraga等（1999）试验表明，在小鼠标准日粮中添加二肽（Gly-Phe），饲喂3 d，能增加PepT1基因表达。

Hong Chen等（2005）在鸡试验中配置不同的日粮蛋白水平（粗蛋白含量分别为12 %、18 %和24 %），各处理组采食量相同。

结果显示，随着蛋白采食的增加，PepT1基因表达升高。

高蛋白日粮可以增加肠道中二肽、三肽和氨基酸的浓度，这些产物作为PepT1基因表达的信号因子，会增加小肠刷状缘膜上的肽转运蛋白的浓度，最终促使肽转运增加。

研究不同肠段PepT1 mRNA的表达量，结果显示在十二指肠、空肠、回肠中，其在十二指肠的表达量最高。

分别使用实时荧光定量PCR（Realtime PCR）和蛋白免疫印迹法（Western blotting）检测基因mRNA表达以及蛋白质表达量。

这两种方法在实验室中应用比较普遍，操作简单。

培养猪小肠上皮细胞，分别加入甘氨酸螯合铁和硫酸亚铁培养36 h，然后收集细胞，检测DMT-1 mRNA和PepT1 mRNA的表达（图3），结果发现两组之间PepT1 mRNA的表达量差异性显著，DMT-1 mRNA的表达量差异性不显著。

比较肠道中PepT1蛋白质的表达量，发现24 h、36 h都有极显著差异，因此甘氨酸螯合铁在小肠细胞膜上的运输可能与PepT1转运蛋白有关（图4）。

结果证明PepT1是由2～3个氨基酸组成的小肽，由与氢离子结合的主动运输被表皮细胞吸收，再被分解成氨基酸。

3 氨基酸螯合铁在养猪（母猪、仔猪、育肥猪）生产阶段的应用铁是红细胞中血红蛋白的组成成分，是肌肉中肌红蛋白的组成成分，为细胞色素的主要成分，还是体内许多酵素的组成成分[细胞色素C、细胞色素氧化酶、细胞色素还原酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、还原型烟酰腺嘌呤二核苷酸（NADH）脱氢酶]。

铁在十二指肠被吸收后，存储在肝脏，在脾脏重新再利用。

猪对铁的需求很高，但不能添加太多。

铁缺乏对猪产生的影响：造成母猪贫血，血氧代谢差，肌肉无力，产程长，怀孕初期乳腺发育不良，奶水不足，影响初生重及断奶重；造成仔猪缺铁性贫血，血氧代谢差，生长速度慢，皮肤苍白，容易拉稀，发病及死亡率高。

结果表明甘氨酸螯合铁可以提高吸收率，提高生物利用率，提高免疫及抗应激能力，同时提供微量元素和氨基酸的双重营养作用，增加血氧代谢能力。

两个氨基酸的螯合物，分子最小，最容易吸收；同时供应铁和造血所需的甘氨酸；具备良好的缓冲能力，使肠道维持正常的pH；可迅速转化更多的血红素，携带更多的氧气。

氨基酸螯合铁可提高母猪的繁殖性能，改善母猪体况，提高母猪及自主血红蛋白含量，防止仔猪贫血、腹泻，提高仔猪初生重、存活率、断奶重。

氨基酸螯合铁还可提高仔猪采食量，加快生长速度，增加日增重，降低料肉比，降低腹泻率。

氨基酸螯合铁也可提高育肥猪采食量，提高日增重，降低料肉比，增加瘦肉率，肉质鲜红，提高经济效益。

4 未来展望让营养成分在正确的地方做正确的事。

试验结果不同，表明不同动物、不同日粮营养、不同生理条件都会影响机体对微量元素的需要量。

Dijkhuizen等（1989）指出正确使用螯合矿物质可提升母猪的生产潜能16 %以上。

未来微量元素螯合矿物质有可能是改善饲料的核心动力。

派斯德一直走在时代的尖端，可以看到氨基酸螯合矿物质正在控制基因转录、翻译，调节基因表达，可以更有效地提高和控制动物生长，派斯德提供能让消费者安心的动物产品——动物营养基因体学。

在未来，随着我们对氨基酸螯合矿物功能的更加了解，必定能创造出更高的价值。