沈水宝-有机微量元素的质量判断与应用价值

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2010-9-28 安全 效率 协作 创新
有机微量元素的种类
(美国官方饲料管制协会AFFCO )
• • • • 特定氨基酸金属元素复合体 Complex Met 氨基酸金属元素复合体 Complex AA AA AA AA AA AA 多聚寡糖金属元素复合体 丙酸金属元素复合体Metal Complex with Propionic Acid • 氨基酸金属元素螯合物Metal Amino Acid AA AA AA Chelate AA AA AA • 蛋白金属元素螯合物Metal Proteinate (chelate)
仔猪(≤30 kg) 200 生长肥育猪(30-60 kg) 150 生长肥育猪(≥60 kg) 35 种猪 35 代乳料 200,猪其他阶段150 农业行业标准《饲料中锌的允许 量》(NY 929-2005)自本公告 发布之日起废止
乳猪推算最高限量 1000ppm

猪 40-110
仔猪断奶后前2周配合 饲料中氧化锌形式的 锌的添加量不超过 2250 mg/kg
水分
砷含量 铅含量
≤1.5%
≤5mg/kg ≤10mg/kg
粉碎粒度(过0.45mm筛下物)
2010-9-28
≥98.0%
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氨基酸与金属离子为1:1摩尔比
---具有环状结构带正电荷螯合物
• 配位体形如螃蟹的两只大夹把中心离子夹 住形成两个螯合环。由于具有螯合环,因此它 具有载氧活性。
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电中性与电不中性螯合物生物功效比较
• 电中性与电不中性螯合物生物功效的根本 差别原因在于:是否带电荷?是否与其他营养 成分结合?是否对饲料中的营养成份产生不 利影响? • 衡量螯合物的品质,不能简单从金属离子 含量高低来判断,也不能以金属含量高低 来论价。而是应该以是否百分百螯合或者 是螯合率的高低来论价。
pH of 4
产品D 产品E
资料来源:Holwerda, Texas Tech University 95-96
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有机微量元素生产的关键
• 根据不同的反应条件控制(如温度、时间、 介质、压力、催化剂等)可以得到氨基酸: 微量元素(Cu2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+) =1:1或2:1摩尔比的螯合物。 • 产品的纯度:生产工艺不同,形成产品的螯合 强度有差异.
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胃肠道中的抗解离能力
在胃肠溶液中保持高比例的螯合状态是保证螯合 微量元素高吸收率的重要保证
PH值对不同有机锌抗解离能力的影响
100%
87%
80%
62%
%螯合锌
60%
40%
27% 18% 30% 15% 4% 10% 7% 15%
20%
0%
pH of 7
产品A 产品B 产品C
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无机微量元素进入体内后的过程
拮抗体 CuSO4 ZnSO4 FeSO4 电离 Cu2+ Zn2+ Fe2+ Cu2+ 配 位 体 + Zn2+ Fe2+ 小 腸黏 膜 Cu2+ Zn2+ Fe2+ 排除体内 污染环境
有机物
吸收
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2010-9-28
安全 效率 协作 创新
回归矿物营养的本质
• •
• •
矿物元素之间有互作关系, 注意平衡. 微量元素作为体内代谢酶 的辅酶或辅助因子,对营养 物质的代谢起到重要作用. 矿物元素之间竟争吸收位 点 生物利用率决定矿物元素 的差别.
安全 效率 协作 创新
2010-9-28
主要微量元素对动物的影响
2010-9-28 安全 效率 协作 创新
该不该使用有机微量元素? ---评判是否值得使用的基本标准
1、是不是螯合物?
2、螯合率的高低?
3、是不是电中性螯合物?
4、氨基酸含量的高低?
5、同一摩尔比同一种螯合物金属离子含量的 高低?
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动物生产性能的表现是判定有机微 量元素质量的最重要工具
元素 免疫 造血 生长 繁殖 酶活 皮肤 毛发
锌Zn
锰Mn 铜Cu 铁Fe 硒Se 钴Co 铬Cr
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安全 效率 协作 创新
何谓有机微量元素 ?
• 有机微量元素就是由可溶性金属盐与有机配位体结 合的产物。有机微量元素指微量元素与有机物以化 学键或物理键结合而成的盐类,一般称为络合物。 • 络合物指一个有机物的基团与一个金属离子进行配 位反应而生成的化学物。 • 螯合物是一种特殊的络合物。也称作内络合物。由 于它的环状结构,通常比络合物稳定 。螯合微量元 素的研究起始 于1952年( Scott) • 这种结合体的功能就是保持金属元素可溶性, 可被 动物机体吸收,提高生物利用率.
361.7 213.59 9
392.1 247.04 9
69.39 58.76
甘氨酸锌
213.5 139.46 3
69.38
30.62
53.11
46.89
• 由于摩尔比不同,得到的金属元素含量也不同。并不是金属含 量越高,其螯合率就越高,价值也越高。 • 2:1摩尔比螯合物含氨基酸比1:1摩尔的高,而锌离子含量 低,但其更有价值。
• 按照国际标准:螯合强度在10以下属于极 弱螯合,10-100属于中度螯合,100-1000 属于强度螯合,1000以上则属于超强螯合。 强度螯合是比较理想的螯合,而极弱螯合 则在胃肠道中不稳定。一般情况下,我们 不必担心螯合强度过高,而要注意螯合强 度过低意味着没有成功螯合。 • 螯合强度由金属元素与不同结合的氨基酸 的化学性质所决定。
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有机微量元素进入体内后的过程
配 位 体 Cu 配 位 体 Zn (有机物) 配 位 体 Fe
电中性
小 腸黏 膜
吸收
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有机微量元素的结构
O S
+
Zn
O NH2
2010-9-28
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如何判断有机微量元素质量?
2010-9-28 安全 效率 协作 创新
电中性与电不中性螯合物生物功效比较
• 电中性的螯合物容易通过细胞吸收,螯合 物为畜禽吸收利用是完全的,功效是肯定 的。 • 电不中性的螯合离子在被畜禽吸收进入细 胞前,会受到动物体内底物中其它阴离子, 如PO43-、SO42-、CO32-等诸多负电荷离子 的吸引,拦截结合成离子键,从而阻挡螯 合离子顺利吸收利用。
有机微量元素的质量判断 与应用价值
沈水宝 (广西动物营养与饲料学分会)
2010-9-28
安全 效率 协作 创新
我们还能留给子孙多少青山绿水?
污染的松花江
2010-9-28 安全 效率 协作 创新
畜禽养殖已经成为农业污染的 主要来源
• 2010年2月公布的第一次中国污 染普查公报显示,农业排放占 2007年全国废水中化学需氧量 的43.7%,总氮、总磷的57.2% 和67.4% . • 在农业源污染中,比较突出的 是畜禽养殖业污染问题,畜禽 养殖业的化学需氧量、总氮和 总磷分别占农业污染源的 96%、 38%和56% . • 粪便没法做成合格的有机肥, 一是容易造成二次重金属污染, 再是大量施用高含氯化钠的畜 禽粪便,会加重土壤次生盐渍 化
氨基酸与金属离子为1:1摩尔比螯合时,形成: O ‖ C R―CH + O
带有一个正电荷的螯合络离子
M
H2N
2010-9-28
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氨基酸与金属离子为2:1摩尔比
---具有环状结构电中性螯合物 氨基酸与微量元素形成2:1摩尔比的螯合物 结构如下:
O ‖ C―O O ‖ O—C 其中M=Cu2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+
R―CH
NH2
M
NH2
CH — R
R不同,代表不同氨基酸
2010-9-28
安全 效率 协作 创新
不同摩尔比螯合物产品的差异
名称 分子量 2:1 摩尔 比 蛋氨酸锌 赖氨酸锌 1:1 摩尔比 2:1摩尔比 氨基酸含 量 81.93 74.02 金属锌离 子含量 18.07 16.67 1:1摩尔比 氨基酸含量 金属锌离 子含量 30.61 26.47
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动物生产性能的表现是判定有机微 量元素质量的最重要工具
• 母猪:母猪产死胎和木乃伊胎大量减少;
胎产活仔数显著提高;后备母猪及经产母 猪淘汰率大幅度下降;首次配种受胎率显 著提高,种公猪需要量大幅度下降;投入 产出比高达1:8-14。
• 仔猪及生长猪:生长速度显著提高;毛色光
亮,皮肤自然红润;饲料转化率显著上升;减少 耳尖坏死,咬耳,咬尾症状;投入产出比在1: 10以上。
• 家禽:减少啄毛和争斗现象,减少皮肤损伤;
减少胸部囊肿,尾脂腺发炎,结痂导致胴体不合 格率上升;减少种禽死亡率,提高种蛋孵化率, 降低种公禽比例;提高骨骼强度,蛋壳强度及饲 料报酬率;投入产出比1:4 以上。
饲料中的拮抗物
• Ca • 磷酸盐
• Fe
• Cu
• 植酸盐
• 草酸盐
• 钼、重金属
• 粘土(沸石粉、膨润土) • 霉菌毒素(主要是AFB1)
• 纤维素
配方所用饲料中存在许多拮抗物,它是一种抗营养 因子,会导致饲料中许多营养不能被有效利用,从而导 致营养缺乏,进一步导致生产性能下降,而受抗营养因 子影响最多的是微量元素。
• • • • 螯合强度或螯合稳定性(稳定常数) 生产工艺关键参数控制 不同酸度下的解离度 在不同动物不同阶段的系统表现
2010-9-28
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单体有机微量元素的质量评估
螯合摩尔比 电中性
标示含量
纯度
外观颜色 流动性等
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螯合率
2010-9-28
螯合强度或螯合稳定性(稳定常数)
• 买产品就该买纯度高的,而不是买混合物.
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举例:高纯度蛋氨酸螯合铜、锌、锰、铁成分分析表
产品名称
分子式
理论值
实测值
螯合率
高纯蛋氨酸 (C5H10O2NS)2 Cu:17.6 铜 Cu
蛋氨酸: 82.4
Cu:17.17
蛋氨酸: 77.43
97%
高纯蛋氨酸 (C5H10O2NS)2 Zn:18.1 锌 Zn
2010-9-28
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有机微量元素的生物利用率
生物利用率
145
100 61
氧化锌
硫酸锌
螯合锌
• 一般而言,有机微量元素比无机微量元素利用率高(Scott., 1982),但丙酸盐的生物利用率与硫酸盐没有明显的区别, 这显示并非所有的有机微量元素利用率都比无机微量元素高。 • 在动物应激的情况下这种吸收利用率的差别会更大,这决定 了在动物应激情况下对真正的螯合微量元素的需求更为迫切, 如在初生仔猪,断奶,转群,接种疫苗,动物繁殖期,疫情 期等 。

碘 硒
猪 2-20
猪 0.14 畜禽 0.1-0.3
150
10 0.5 使用时应先制成预混 剂,且产品标签上应 标示最大硒含量
2010-9-28
安全 效率 协作 创新
提纲
(解答有机微量元素的疑问)
• 如何鉴定有机微量元素的质量 ? • 如何区别不同有机微量元素? • 有机微量元素的营养要点与应用价值? • 如何正确使用有机微量元素?
蛋氨酸: 81.9
Zn:18
Fra Baidu bibliotek
蛋氨酸:82
100%
高纯蛋氨酸 (C5H10O2NS)2 Mn:15.5 锰 Mn
2010-9-28
蛋氨酸: 84.5
Mn:15.0 蛋氨酸:81.0 98.5%
安全 效率 协作 创新
举例:高纯富马酸亚铁
成 分 指 ≥94.0% ≥31.0% ≤1.0% 标 富马酸亚铁(以C4H2FeO4计) 二价铁(以Fe2+计) 三价铁(以Fe3+计)
Zn
Zn
Zn
Zn
Prop.-1
Zn+2
Prop.-1
Zn
Zn
Zn
Zn
Zn
Zn
Zn
Zn
Zn
Zn
Zn
Zn
2010-9-28
CPX - 22
安全 效率 协作 创新
Zn Zn Zn
Zn Zn
Zn
螯合、络合和无机微量元素有何不一样? 孙安权.2007
无机微量元素如同失控脱手的 篮球一样 螯合物有多个结合位点,多 点结合(如五元环或六元环) 使得有机微量元素更稳定 络合物通常只有一个结合位点
2010-9-28 安全 效率 协作 创新
重金属污染已成为食品安全的重大 隐患
2010-9-28
安全 效率 协作 创新
饲料添加剂安全使用规范2009
(选自微量元素限制中华人民共和国农业部公告 第1224号)
微量元素 推荐添加量(ppm) 最高限量(ppm) 说明


猪40-110
猪3-6
断奶前250mg/日*头,其他阶段 750mg
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