無論是金屬離子總量、氮與金屬離子的比例還是溶解度、分子大小等檢測(cè)指標(biāo)都不適用于比較不同級(jí)別的有機(jī)微量元素

　　文/ 奧特奇 張羽帆 張宸 尹曉楠

　　礦物質(zhì)對(duì)于水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物來說，是不可或缺的重要營(yíng)養(yǎng)元素，其參與構(gòu)成了養(yǎng)殖動(dòng)物的身體結(jié)構(gòu)，也是某些重要功能性物質(zhì)的組成部分。除此之外，礦物質(zhì)在動(dòng)物體內(nèi)還起到維持滲透壓，酸堿平衡，激活酶，維持神經(jīng)與肌肉興奮性與節(jié)律性等多種重要的生理作用。與陸生動(dòng)物不同，水產(chǎn)動(dòng)物可以通過鰓，體表及鰭由水體獲取礦物質(zhì)，但是這種吸收還不足以滿足其對(duì)礦物質(zhì)的需求，而且也并非所有礦物質(zhì)都可以通過水體進(jìn)行吸收，因此飼料依然是水產(chǎn)動(dòng)物獲取礦物質(zhì)的主要途徑。在礦物質(zhì)中，有一部分占據(jù)動(dòng)物體比例較小，但是卻發(fā)揮重要作用的元素，被我們稱為微量礦物元素，包括銅、鐵、錳、鋅、硒及碘。

　　在過去，當(dāng)我們?cè)陲暳现薪o養(yǎng)殖動(dòng)物補(bǔ)充這些微量元素時(shí)，主要采用無機(jī)礦物鹽作為礦物質(zhì)的來源，近年來隨著營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的逐漸深入，越來越多的營(yíng)養(yǎng)學(xué)學(xué)者及飼料行業(yè)從業(yè)者意識(shí)到有機(jī)形式的微量元素相比起無機(jī)形式有很多優(yōu)點(diǎn)。比如有機(jī)微量元素吸收利用率更高，生物學(xué)效價(jià)更高，穩(wěn)定性更好，可以減少與飼料中其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的氧化作用及拮抗作用。從生長(zhǎng)結(jié)果上來看，使用有機(jī)微量元素的養(yǎng)殖動(dòng)物也往往表現(xiàn)出更好的生長(zhǎng)及抗病、抗應(yīng)激性能。那么我們應(yīng)該如何正確使用有機(jī)微量元素呢？

　　目前市面上有多種形式的微量元素復(fù)合物產(chǎn)品，這些產(chǎn)品都被宣稱為“有機(jī)微量元素”，但是微量元素以何種方式與有機(jī)分子結(jié)合仍存在很多疑問。美國(guó)飼料控制管理委員會(huì)（AAFCO）對(duì)有機(jī)微量元素復(fù)合物作了定義（如表1）。

　　為了評(píng)價(jià)不同有機(jī)微量元素的有效性，目前有多種檢測(cè)方法，包括檢測(cè)金屬離子總量；氮與金屬離子的比例；溶解度；分子大��；氨基酸組成以及穩(wěn)定性；生物學(xué)效價(jià)等。那么，哪種檢測(cè)方法可以較好的評(píng)價(jià)一種有機(jī)微量元素的生物學(xué)效價(jià)呢？

　　1.金屬離子總量。雖然金屬離子總量的檢測(cè)是所有生產(chǎn)企業(yè)常規(guī)的QA/QC過程，但是金屬離子總含量與產(chǎn)品的生物學(xué)效價(jià)沒有任何關(guān)系。所以將金屬離子總含量作為參數(shù)來比較不同有機(jī)微量元素產(chǎn)品具有很大的局限性。

　　2.氮與金屬離子的比例。氮和微量元素的摩爾比可用于評(píng)估甘氨酸鹽螯合物，其中氮在結(jié)合鍵中起著關(guān)鍵作用。如果兩者的比值≥1:1，＜2:1，那么該產(chǎn)品是帶有電荷的復(fù)合物，而不是真正的螯合物。如果兩者的比值＜1:1，說明復(fù)合物中沒有足夠的氮來結(jié)合金屬離子。所以對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的氨基酸如甘氨酸與金屬離子結(jié)合，比較理想的摩爾比應(yīng)為≥2:1，形成螯合物。

　　但是氮與微量元素的比值不能準(zhǔn)確地反映比較復(fù)雜的化合物中微量元素的結(jié)合情況，如金屬蛋白鹽等。半胱氨酸、組氨酸和谷氨酸與微量元素結(jié)合是通過氨基酸側(cè)鏈中硫、氧原子，卻沒有涉及到側(cè)鏈中的氮。所以以氮與微量元素的比值來評(píng)估結(jié)合能力是錯(cuò)誤的。另外，生產(chǎn)廠家也可以通過額外添加含氮化合物如尿素來調(diào)節(jié)氮與金屬離子的摩爾比。

　　3.溶解度。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為金屬?gòu)?fù)合物或螯合物必須是可溶的才具有生物學(xué)效價(jià)，這一觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。目前已有很多經(jīng)過同行評(píng)議的文章研究發(fā)現(xiàn)，不可溶的有機(jī)微量元素比其可溶的有機(jī)微量元素更具有生物學(xué)效價(jià)。除非考慮胃腸道中的消化過程和pH變化，否則單純?cè)u(píng)估有機(jī)微量元素的可溶性幾乎沒有任何意義。

　　4.分子大小。有的人說有機(jī)微量元素功效被認(rèn)為是基于分子大小的基礎(chǔ)上，但事實(shí)是這樣嗎？

　　一般，大家誤認(rèn)為蛋白鹽由于分子量太大，沒什么效果；而與小分子配體結(jié)合的有機(jī)微量元素常被誤認(rèn)為更加穩(wěn)定，更具有生物學(xué)效價(jià)。然而，分子大小并不是衡量生物學(xué)效價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，反而是配體（如氨基酸和小肽）類型更能反映有機(jī)微量元素的穩(wěn)定性和生物學(xué)效價(jià)。

　　我們比較了分子量大小不同的氨基酸或小肽配體與微量元素結(jié)合的穩(wěn)定常數(shù)（如圖1所示）。一般在給定的條件下，穩(wěn)定性常數(shù)值越大代表微量元素與有機(jī)分子（如氨基氨酸、小肽等）結(jié)合能力越強(qiáng)，穩(wěn)定性越高，所以生物學(xué)利用率就越高（EDTA螯合物例外）。由下圖可以看出，配體大小不是至關(guān)重要。

　　5.氨基酸組成和穩(wěn)定性。以有機(jī)銅為例，在相同的生理?xiàng)l件下，配體不同，穩(wěn)定常數(shù)也不一樣（如表2）。

　　不同氨基酸類型會(huì)影響其與可溶性金屬鹽的結(jié)合程度。在一些情況下，簡(jiǎn)單地增加配位體氨基酸的數(shù)目可能不會(huì)提高金屬離子和配體結(jié)合的穩(wěn)定性，如配位體是單個(gè)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”與銅離子的結(jié)合常數(shù)分別是8.20、5.62、5.13，因此它們結(jié)合金屬離子的相對(duì)比例也不會(huì)增加。

　　另外，肽鏈中氨基酸的總序列和位置也影響了螯合物的穩(wěn)定性。比如，在“甘氨酸-甘氨酸-甘氨酸”序列中一個(gè)甘氨酸被組氨酸替代，得到“甘氨酸-甘氨酸-組氨酸”序列，穩(wěn)定值發(fā)生了變化，從而結(jié)合微量元素的相對(duì)比例也在變化。而改變?nèi)�肽序列中組氨酸的位置，形成“甘氨酸-組氨酸-甘氨酸”系列，穩(wěn)定常數(shù)進(jìn)一步增加，與微量元素的結(jié)合比例也相應(yīng)提高。

　　金屬蛋白鹽的螯合程度和穩(wěn)定性依賴于小肽中氨基酸的類型、構(gòu)型以及序列。從生產(chǎn)角度出發(fā)，我們需要注意蛋白源水解的類型和程度。可以通過選擇水解條件，為金屬蛋白鹽螯合物提供“最佳”的蛋白水解物，最終形成穩(wěn)定性較高的有機(jī)微量元素。

　　綜上所述，無論是金屬離子總量、氮與金屬離子的比例還是溶解度、分子大小等檢測(cè)指標(biāo)都不適用于比較不同級(jí)別的有機(jī)微量元素。真正實(shí)在的評(píng)估方法還是有機(jī)微量元素在動(dòng)物生產(chǎn)上的試驗(yàn)驗(yàn)證，通過動(dòng)物的表現(xiàn)來評(píng)估有機(jī)微量是否真正發(fā)揮作用。

　　雖然不同生產(chǎn)商提出基于總礦物、氮礦物比、礦物結(jié)合/游離百分比、溶解度、穩(wěn)定性和分子量提出簡(jiǎn)單的評(píng)估方法，但它們僅提供有關(guān)個(gè)別產(chǎn)品的部分信息，并不適合比較不同類別的產(chǎn)品。對(duì)有機(jī)微量最準(zhǔn)確的評(píng)估還是通過動(dòng)物試驗(yàn)來評(píng)估產(chǎn)品的實(shí)際生物利用率，在動(dòng)物試驗(yàn)中測(cè)量礦物質(zhì)利用率和動(dòng)物性能指標(biāo)。這些指標(biāo)包括但不僅僅限于：血液或組織礦物質(zhì)濃度、血液或組織含礦物質(zhì)蛋白質(zhì)濃度、含礦物質(zhì)酶活性或礦物質(zhì)保留率（計(jì)算采食礦物質(zhì)和排泄礦物質(zhì)之間的差異）。還必須指出的是，單個(gè)喂養(yǎng)試驗(yàn)的結(jié)果取決于許多因素，包括養(yǎng)殖條件、飼料成分、初始礦物狀態(tài)以及環(huán)境條件。

　　開發(fā)一種比較不同類型有機(jī)微量元素并適用于所有條件的簡(jiǎn)單分析方法是極其困難的。因此，應(yīng)謹(jǐn)慎看待單一試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定，大量的動(dòng)物試驗(yàn)數(shù)據(jù)才能最有效的說明有機(jī)微量的利用效率和使用效果。

　　好的有機(jī)微量元素要具備高穩(wěn)定性、高吸收率、不與飼料中其他成分互作，且最重要的要經(jīng)過大量的動(dòng)物試驗(yàn)驗(yàn)證，最終在動(dòng)物身上發(fā)揮其產(chǎn)品效果。奧特奇生產(chǎn)的百樂系列（包括銅、鐵、鋅、錳蛋白鹽）是通過特定的水解條件，水解大豆蛋白，為金屬蛋白鹽螯合物提供了“最佳”配體，其化學(xué)結(jié)構(gòu)與植物中的微量元素類似。因此，更接近天然形式，更易被動(dòng)物吸收。目前為止，百樂系列產(chǎn)品已經(jīng)通過500多項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)證，并利用新的技術(shù)—遞減全反射傅里葉變換紅外光譜法（ATR-FTIR）和粉末X射線衍射法（PXRD）評(píng)估了百樂系列金屬元素結(jié)合比例的穩(wěn)定性和可靠性，該方法也得到了歐洲食品安全局（EFSA）的有效認(rèn)證。同時(shí)，奧特奇為全球的飼料生產(chǎn)者提供有機(jī)微量元素全取代方案，而全取代技術(shù)的發(fā)展正是建立在百樂產(chǎn)品的高穩(wěn)定性、高生物學(xué)利用率的基礎(chǔ)之上，這一技術(shù)已經(jīng)通過140多篇同行評(píng)議雜志的試驗(yàn)研究認(rèn)證。所以選擇奧特奇有機(jī)微量元素產(chǎn)品，以更低的添加量就能獲得同等甚至更好的生產(chǎn)性能。