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            包被FeSO4对Fe2+抗氧化的影响
            项检查来源:康泰 日期:2012-10-15

             

            摘要:为了满足养殖动物对微量元素铁的需求,一般需要在饲料中添加FeSO4来满足动物生命活动的需要。由于Fe2+很容易在空气中氧化成Fe3+,从而导致无机铁制剂的颜色发生改变,并且影响无机铁在动物体内的消化吸收。本实验通过对无机FeSO4进行包被处理,观察无机FeSO4在空气中颜色的变化以及对饲料脂肪氧化的影响,结果发现,通过对无机FeSO4进行包被处理,在空气中放置一段时间后,可以有效抵御Fe2+氧化成Fe3+,颜色的变化显著减缓,饲料中脂肪的氧化速度也明显降低。

            关键词:硫酸亚铁;抗氧化;包被;脂肪氧化

             

            铁是动物新陈代谢过程中必需的微量元素,它是血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素和多种氧化酶的重要成分,作为氧的载体保证氧在体内的运输,对机体免疫有着重要的作用,同时也参与体内能量代谢。为了保证养殖动物对铁的需求,一般通过在饲料中添加无机FeSO4来满足动物生命活动过程中对铁的需求。但硫酸亚铁在碱性条件下,储存过程中Fe2+容易被氧化成Fe3+,导致硫酸亚铁的颜色变成红褐色,导致硫酸亚铁的产品销售受到极大的影响,饲料中的维生素也因此受到破坏,而且Fe3+很难被生物体吸收利用,因此,如何对无机FeSO4进行防氧化处理,避免无机FeSO4Fe2+被氧化成Fe3+显得较为重要。通过本实验发现,对无机FeSO4进行包被形成包被FeSO4(商品名:包被FeSO4),不仅可以有效避免FeSO4Fe2+被氧化成Fe3+,有效避免了FeSO4的变色,而且还明显降低了饲料脂肪氧化的速度,对饲料起着保护的作用,以下对本实验做一汇报。

            1、材料与方法

            1.1 材料

            硫酸亚铁来自德赢vwin平台手机版网站-国际中心,包被硫酸亚铁也来自广州和牧饲料科技有限公司(产品名:铁宝)。

            1.2 实验方法与实验设计

            方法一采用碱性石粉与FeSO4(或包被FeSO4)等量混合实验,实验共设两个实验组,分别为未包被FeSO4组,包被FeSO4组,分别在0730天测定两个实验组混合物中Fe2+的含量;

            方法二采用高温烘烤实验,实验共设两个实验组,分别为未包被FeSO4组,包被FeSO4组,测定在35恒温烘烤15天后,未包被FeSO4、和包被FeSO4产品颜色的变化;

            方法三通过POV实验检测包被FeSO4对饲料脂肪氧化的影响。实验共设两个实验组,分别为未包被FeSO4组,包被FeSO4组,饲料配方见表1,分别在010天和18天测定饲料POV值的变化。

             

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            1 饲料配方

             

            玉米粉

            豆粕

            未包被FeSO4

            包被FeSO4

            豆油

            总计

            湿法FeSO4

            648

            300

            2

             

            50

            1000

            包被FeSO4

            648

            300

             

            2

            50

            1000

             

            2、实验结果

            2.1 包被FeSO4在碱性条件下对Fe2+抗氧化的影响

            碱性石粉与未包被FeSO4或包被FeSO4)等量混合后,分别在0730天测定混合物中Fe2+的含量,实验结果见表2。由实验结果可知,当FeSO4与碱性石粉等量混合,放置7天后,Fe2+保留率均降低,部份Fe2+被氧化成Fe3+,未包被FeSO4 Fe2+的保留率为95.27%,下降了4.73%,包被FeSO4Fe2+的保留率为97.17%,下降了2.83%,包被FeSO4组的Fe2+保留率显著高于未包被FeSO4。放置30天后,Fe2+的保留率降低更为明显,未包被FeSO4组的Fe2+的保留率降为87.38%,下降了12.62%,而包被FeSO4Fe2+的保留率降为93.23%,下降了6.77%,显然,包被FeSO4组的Fe2+保留率显著高于未包被FeSO4组,说明对FeSO4进行包被处理后,Fe2+的抗氧化能力显著提高。

            2 包被FeSO4Fe2+保留率的影响

            放置时间(天)

            未包被FeSO4

            包被FeSO4

            Fe2+的含量(%

            Fe2+的含量(%

            0

            100

            100

            7

            95.27

            97.17

            30

            87.38

            93.23

             

            2.2 35恒温烘烤条件下,包被FeSO4Fe2+抗氧化的影响

            未包被FeSO4和包被FeSO435恒温烘烤条件下,在15天后观察实验样品颜色的变化,实验结果如图2。由图2可知,当FeSO4未包被时,15天后,样品颜色由银灰色明显变为红褐色,说明部份Fe2+已经被氧化为Fe3+,从而导致样品颜色的变化;当FeSO4进行包被处理后,在35恒温条件下,颜色变化不是很明显,说明Fe2+被氧化Fe3+的比例很小,包被处理后对Fe2+起到了很好的抗氧化的效果。

            未包被组             包被FeSO4

            2 35恒温烘烤条件下,包被FeSO4对抗氧化的影响

            康泰科技

            2.3 包被FeSO4对饲料脂肪氧化的影响

            当未包FeSO4和包被FeSO4分别与相同比例的饲料原料混合后,在010天和18天测定饲料过氧化值(POV值)的变化,实验结果见表3。由实验结果可知,对FeSO4进行包被处理后,饲料POV值明显低于未包被FeSO4组,说明包被FeSO4后可以明显减缓饲料脂肪的氧化,从而增加饲料脂肪在动物体内的利用效率。

            3 包被FeSO4对饲料过氧化值(POV)的影响

            时间(天)

            未包被FeSO4

            包被FeSO4

            POV值(meq/kg

            POV值(meq/kg

            0

            0

            0

            10

            3.63

            2.73

            18

            3.58

            3.36

            3 讨论

            Fe2+是动物从外界吸收微量元素铁最主要的形式,而硫酸亚铁是向饲料中补充微量元素铁较多的化合物。当硫酸亚铁在空气中放置较长时间后,Fe2+容易被氧化成Fe3+,硫酸亚铁就变成为硫酸铁,固体硫酸亚铁的颜色为白色,而硫酸铁的颜色为红褐色。当Fe2+被氧化形成Fe3+后,硫酸亚铁的颜色随之发生改变,而且Fe3+很难被动物吸收,降低了动物对铁的吸收利用。当向饲料中补充硫酸亚铁后,应尽量避免硫酸亚铁被氧化成硫酸铁,从而增加微量元素铁在动物体内的吸收利用。

            硫酸亚铁在酸性条件下,Fe2+比较稳定,不容易氧化形成Fe3+,但在碱性条件下,Fe2+由于失去了稳定的酸性环境,Fe2+逐渐被氧化形成Fe3+ Fe2+含量也逐渐降低,并且导致颜色的变化。当对硫酸亚铁进行包被处理后,减少了硫酸亚铁与碱性石粉物质和空气的接触面积,因而包被硫酸亚铁与碱性石粉混合后,增加了Fe2+的存留率,增加硫酸亚铁在动物体内的利用效率。

            对硫酸亚铁进行包被处理后,由于有效减少了硫酸亚铁与空气的接触,因而在高温环境条件下,硫酸亚铁被空气氧化的速度明显降低,硫酸亚铁的颜色变化也明显减缓。因而对硫酸亚铁进行包被处理,有利于保持硫酸亚铁原有的颜色,从而增加硫酸亚铁在动物体内的利用效率。对硫酸亚铁是否被氧化成为硫酸铁,也可以通过颜色的变化来判断。

            由于Fe3+处于高价,具有很强的氧化性,当硫酸铁与饲料脂肪混合后,Fe3+可以促进饲料不饱和脂肪酸的氧化,从而加速饲料脂肪的酸败,饲料脂肪的过氧化值(POV)也随之升高。当硫酸亚铁在空气中放置较长时间后,硫酸亚铁容易被氧化成硫酸铁,Fe3+含量日益增加。当向饲料添加硫酸亚铁后,氧化后的硫酸亚铁就会促进脂肪的氧化,减少饲料的存放时间。从本实验结果可以看出,当对硫酸亚铁进行包被处理后,明显降低了饲料脂肪的氧化速度,POV值也明显降低,原因就在于硫酸亚铁进行包被处理后,Fe2+的氧化速度降低,从而减少了Fe3+的形成,因此饲料脂肪的氧化也明显降低。对硫酸亚铁进行包被处理,是降低饲料脂肪氧化速度较好的途径之一。


             

            微量元素氨基酸螯合物的研究与在水产中的应用

            康泰科技

            /康瑞德科技中心 肖伟平 刘金表 龙玉珍

             

            摘要:微量元素氨基酸螯合盐是第三代微量元素添加剂,融氨基酸和矿物元素于一体,在动物体内利用率高,诱食性强,可促进动物生长,降低饲料成本。本文就微量元素氨基酸螯合物的分类、特点以及在水产饲料中的研究与应用做一综述,对微量元素氨基酸螯合物的发展提出自己的看法,以求有利于微量元素氨基酸螯合物的推广使用和向前发展。

            关键词:氨基酸螯合物;微量元素;添加剂;营养;水产

            微量元素是动物生命过程中必需的营养素之一。随着集约化养殖的快速发展,水产动物仅从水中吸收微量元素不能满足机体正常生命活动的需要。为了补充动物生长过程中所需微量元素的不足,必需在饲料中添加微量元素以满足机体的需要。在饲料发展过程中,微量元素的添加形式经历了三个阶段的发展:第一代是无机盐,例如硫酸亚铁、氯化钴等,无机盐价格比较便宜,但适口性差,容易与饲料中植酸、纤维素等成分容易形成不溶性螯合物,从而导致生物利用率低;第二代是有机酸盐,例如富马酸亚铁、乳酸镁等,有机酸盐比无机盐稳定性要好,但消化吸收仍不理想;随着饲料科学的发展,新型的第三代微量元素添加剂逐渐在饲料中推广使用,这就是微量元素氨基酸螯合物(简称氨基酸螯合盐)(Chelate Complex)

            1 氨基酸螯合盐的概念及分类

            在美国饲料管理官员协会[1]正式确定了氨基酸螯合盐的概念:由可溶性金属盐中的一个金属元素离子同氨基酸按一定摩尔比以共价键结合而成。水解氨基酸的平均分子量为150左右,所合成的螯合物分子量不得超过800。氨基酸螯合盐中的金属离子不仅与氨基酸的羧基形成离子键,同时与氨基中的N原子和羧基中的O原子形成配位键,从而形成环状螯合结构。一个金属离子可以和多个氨基酸螯合成环,形成的环状越多,螯合物的稳定性越好。常见的α-氨基酸螯合盐为五元环,β-氨基酸螯合盐为六元环[2]

            根据金属离子与氨基酸螯合的情况,可将氨基酸螯合盐分为单一氨基酸螯合盐和混合氨基酸螯合盐。前者是微量元素与同一种氨基酸螯合而成,成分明确,产品质量容易保证,效果较好;后者是微量元素与多种氨基酸螯合形成,成分复杂,反应条件难于控制,产品质量不易保证。根据金属离子来分类,可分为氨基酸铜、氨基酸锌等等。根据氨基酸来分类,可分为蛋氨酸螯合物、赖氨酸螯合物等等。

            2 氨基酸螯合盐的吸收机制

            2.1 完整吸收假说

            这种假说认为氨基酸螯合盐以整体形式被小肠吸收,即氨基酸螯合盐不经过消化,直接进入机体组织(Found1974)[3],而无机态微量元素几乎不能透过肠壁,必须与配体形成螯合物才能通过小肠的类脂屏障(ShermanRowland,1990)[4]

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            Ashmead(1985[5]的试验结果表明,大鼠分离肠段对蛋白质螯合铜的吸收率是硫酸铜的4倍;Spears(1991)[6]的研究也认为,蛋氨酸锌中的蛋氨酸在反刍动物的瘤胃中不被微生物分解利用,说明蛋氨酸锌可直接进入小肠。但Hill(1987a)[7]发现,双标记蛋氨酸锌螯合物中的65Zn14C在鼠外翻肠囊中吸收不成比例,因此他认为氨基酸螯合锌在肠道不能完整吸收。由于目前缺乏氨基酸螯合盐的有效检测方法,因此无直接证据表明氨基酸螯合是否以整体形式被小肠吸收。

            2.2 竞争吸收假说

            这种观点认为氨基酸螯合盐能有效地吸收,并不是以整体和电中性的方式吸收,而是进入小肠后直接到达小肠刷状缘,并在吸收位点发生水解,其中的金属以离子形式进入肠上皮细胞并被吸收进入血液。由于氨基酸螯合盐在进入小肠刷状缘前没有在消化道中与其他物质发生反应形成不溶化合物而被排除体外,因而进入血液的微量元素增加(Miller等,1994[8]Aoyagi (1994)[9]在雏鸡饲粮中分别添加蛋氨酸铜、赖氨酸铜和氯化铜,来验证三者对铜抑制剂的反应,实验表明氨基酸螯合盐可减轻L-半胱氨酸和L-抗坏血酸对铜吸收的抑制。

            3  氨基酸螯合盐的应用特点

            3.1 氨基酸螯合盐化学性质稳定,生物利用率高。氨基酸螯合盐以金属离子为中心,独特的螯合结构对金属离子形成了有效的保护,分子内电荷接近中性,从而使金属元素在消化吸收过程中有效避免了饲料原料和鱼虾消化道碱性环境的影响,保持了稳定的化学性质,提高了金属元素的利用效率(文爽等,2003[10]

            3.2 氨基酸螯合盐通过氨基酸与金属元素的螯合作用,避免了金属元素与金属元素、金属元素与维生素的直接接触,从而减少了金属元素之间的拮抗和对维生素的破坏。无机金属离子在运输过程中容易发生氧化还原反应,例如Fe2+氧化成Fe3+,这种氧化产物会破坏饲料中的维生素,影响维生素的稳定。当氨基酸与金属形成螯合结构后,避免了金属元素的氧化,从而减轻了对维生素的破坏作用;微量元素之间还存在复杂的拮抗作用,如Fe2+Zn2+Cu2+Mn2+Ca2+与其他金属元素之间在消化吸收过程中都存在一定的拮抗作用,氨基酸螯合盐独特的螯合结构把金属离子包围在中心,有效抑制了矿质元素之间的拮抗作用,增强了金属元素的利用率。

            3.3由于氨基酸螯合盐融氨基酸和矿质元素于一体,含有大量氨基酸,具有特殊的鲜香味,对鱼虾有诱食作用,弥补了无机盐适口性差的弱点。目前使用的氨基酸螯合盐,多数是用甘氨酸或蛋氨酸与金属元素螯合形成,甘氨酸对多数鱼虾都具有诱食作用,而蛋氨酸是实用饲料中的限制氨基酸之一,氨基酸螯合盐在提供微量元素的同时,也补充了氨基酸的不足 (吕景才等,1994)[11]

            3.4 氨基酸螯合盐可直接穿过小肠绒毛膜,节约了许多生化过程,减少了鱼虾的能量消耗,有利于提高鱼虾的生长。无机盐摄入体内以后,必须借助于辅酶的作用,与氨基酸和其他物质形成螯合盐,才能被机体吸收,吸收后微量元素在血液中与蛋白质结合后才能被运输到机体所需的部位;而氨基酸螯合盐的结构接近鱼虾吸收微量元素的天然形态,也是鱼虾合成蛋白质的中间物质形态,需要时释放出微量元素供机体利用,从而减少了很多生化过程和能量消耗,提高了饲料效率,促进鱼虾生长(张维睿等,2005[12]Found (1974) [2]也认为具有五元环或六元环的螯合物中心金属离子可通过小肠绒毛刷状缘,所有氨基酸螯合盐都可以以肽的形式吸收。

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            3.5 大量科研生产实验表明,氨基酸螯合盐对鱼虾具有明显的增产作用,缩短养殖周期,并能大幅度降低养殖成本,能明显促进鱼虾的生长,加强免疫机能。

            4 氨基酸螯合盐在水产中的研究与应用

            4.1 在淡水鱼养殖中的应用

            傅英等(1991[13]在实验土池培养草鱼苗,一个实验土池使用无机盐作为微量元素来源,另一个实验土池使用螯合物作为微量元素来源,放养模式和放养规格与现实鱼塘养殖模式一致,2个月养殖实验表明,使用螯合物的草鱼饲料系数降低10%,增重率远远高于无机盐组的草鱼增重率。

            赵元凤等(1997)[14]在恒温水簇箱进行罗非鱼养殖实验,分别在罗非鱼实用饲料中添加无机复合矿1%、氨基酸螯合盐0.5%、氨基酸螯合盐1%40天养殖实验表明,添加氨基酸螯合盐的罗非鱼生长显著好于无机盐组,饲料系数显著降低(P<0.05),采用静水密闭法测定罗非鱼的耗氧率发现,添加氨基酸螯合盐的罗非鱼耗氧率显著低于无机盐组。

            李爱杰等(1994)[15]研究了添加多种氨基酸螯合盐和无机盐对罗非鱼饲养效果的影响,结果发现饲料中添加氨基酸螯合盐比添加无机盐的罗非鱼增重率提高17.84-25.84%,在进行鲤鱼的消化吸收实验中表明,相对无机盐来说,氨基酸螯合盐在鲤鱼体内的消化率分别提高:Cu41.37%Co 46.48%Fe 15%Zn 16.17%Mn5.82%

            宋进美等(1996)[16]进行大规模的鲤鱼和罗非鱼饲养实验,再次证实了饲料中添加氨基酸螯合盐可显著提高鱼的生长速率、存活率和饲料效率。添加氨基酸螯合盐的鲤鱼增重率比对照组提高17.5-39.6%,饲料效率提高18.0-38.3%。罗非鱼增重率提高15.0-36.0%,饲料效率提高16.4-31.7%

            ParipatananontLovell1995[17]用添加Zn-MetZnSO4的纯化饲料喂养斑点叉尾10周,养殖结果表明,当鱼体获得最大增重时,以蛋清为基础的饲料组Zn-Met ZnSO4的添加量分别为5.58g/kg18.94g/kg;以大豆为基础的饲料组为5.91g/kg30.19g/kg

            4.2 在冷水鱼中的应用

            Satoh(2001)[18]在虹鳟饲料中添加两种浓度的氨基酸锰和硫酸锰:7mg/kg14mg/kg,实验结果表明,添加氨基酸锰的虹鳟生长显著高于无机盐组,机体和骨胳的锰沉积率和消化吸收率也显著高于无机盐组(P<0.05)

            Apines-Amar(2004)[19]在虹鳟饲料中添加不同形式的微量元素,15周的实验结果表明,当微量元素含量相同时,氨基酸螯合盐组的骨胳和肝脏中Cu的沉积量极显著高于无机盐组(P<0.01),当氨基酸螯合盐的含量是无机盐的一半时,体内DNA聚合酶和铜锌超氧化物歧化酶活性与无机盐组活性相当。

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            Apines(2003)[20]用不同形式的微量元素饲喂虹鳟15周,实验结果也证实了当使用氨基酸螯合物时,虹鳟机体的碱性磷酸酶活性显著高于无机盐组,而且消化吸收率显著提高。

            以上实验结果都表明,在虹鳟饲料中使用氨基酸螯合盐作为微量元素的来源时,鱼体的生长显著提高,微量元素在鱼体内的消化吸收也显著提高,体内酶性显著加强。当使用氨基酸螯合物作为微量元素来源时,微量元素的使用量是无机盐的1/2-1/3

            4.3 在甲壳动物中的应用

            杨原志和董晓慧(2006) [21]在凡纳滨对虾饲料中添加20406080100g/kg的硫酸锌和Zn-Met,实验结果表明,不同锌源对虾的免疫有显著影响(P<0.05),使用Met-Zn为锌源时,添加量为40-60mg/kg时生长和免疫效果最好。

            董晓慧等(2006)[22]比较了氯化钴和蛋氨酸钴对凡纳滨对虾生长和组织钴含量的影响,实验结果发现,使用15mg/kg蛋氨酸钴显著提高了对虾0-8周的增重率(P<0.05),但钴的添加形式和钴水平不影响肌肉中钴的含量和肝胰脏中的钴含量。作者在2007年比较了不同形式的铜对凡纳滨对虾生长、免疫和铜沉积的影响,在4周和8周时,添加蛋氨酸铜的对虾增重率均显著高于硫酸铜组(P<0.05),血清酚氧化酶(PO)和超氧化歧化酶(SOD)活性均显著高于硫酸铜组,当饲料中蛋氨酸铜添加量为10mg/kg时,可满足对虾的生长和免疫的需要[24]

            阳会军等(2001)[23]在基础饲料中添加Cu-MetCuSO4两种不同形式的铜都能促进斑节对虾的生长,但对Cu-Met的利用率比CuSO4高得多,添加15mg/kgCu-Met可满足斑节对虾生长的需要,但以CuSO4为铜源时,需求量为30mg/kg

            5 氨基酸螯合盐在水产中的应用前景及存在的问题

            5.1 相对无机微量元素,氨基酸螯合盐价格偏高,这是制约氨基酸螯合盐使用最主要的因素。因此需要对氨基酸螯合盐的产品开发加大投入,降低生产成本。其一是利用水解动植物蛋白获得氨基酸,另外在氨基酸螯合盐中的氨基酸作用增加研究,使氨基酸的价值得到全面的体现。

            5.2尽管氨基酸螯合盐已经有四十多年的研究历史,应用也日益广泛,但有关氨基酸螯合盐在鱼虾体内的吸收机理和利用机制研究较少,这对氨基酸螯合盐的推广较为不利。建立氨基酸螯合盐体内利用与代谢机理的相互关系,可为氨基酸螯合盐的推广提供理论基础,也可为开发更高效的氨基酸螯合盐提供指导。

            5.3目前国内的氨基酸螯合盐在畜禽和水产中应用日益广泛,但质量管理体系还处于完善过程中,这也是目前氨基酸螯合盐市场推广过程中所面临的问题。

             

            参考文献

            [1] 胡少昶译. 有机微量元素在断奶仔猪日粮中的应用[J]. 国外畜牧学-猪与禽,1998,1:8-12.

            [2] 吴玉臣,王艳玲,杨国宇. 微量元素氨基酸螯合物的研究新进展[J]. 动物营养,20031248-50.