在“微量元素營養(yǎng)之一”中我們曾闡述了無機微量元素存在的問題,無機微量元素的問題是由它的低吸收率造成的!說到吸收率我們不得不提一下它的吸收機制,那么微量元素在動物腸道內是如何吸收的呢?
目前,關于微量元素的吸收機制已進行了大量的研究工作,但每一種微量元素的具體吸收機制均未能進行清楚的闡述。
目前,大體認為絕大部分的微量元素在動物腸道內均具有主動吸收方式和被動吸收方式。例如鐵的吸收,研究認為鐵在腸道的吸收主要靠存在于腸道上皮細胞上的DMT-1(二價金屬轉運體)進行主動吸收的,并主要以二價鐵的形式;此外,鐵也可以通過薄壁組織、胞吞等進行被動吸收,但這種吸收方式為非主流方式。由此可見,基本上所有的二價態(tài)微量元素均可以通過DMT-1通路吸收,這就會引起元素之間的吸收競爭,也就是說某一元素過多,有可能造成其他元素的缺乏。
目前觀點認為,微量元素的吸收過程是需要大量的有機配體參與的,如有機酸、氨基酸等。但,微量元素在與有機配體結合前首先應水解為離子態(tài),并有可能在與有機配體結合前而被抑制因子結合,這也是我們在“微量元素營養(yǎng)之一”中闡述的無機微量元素吸收率低的原因。
當然,對于已經與有機配體結合的微量元素(有機微量元素)來說,似乎從理論上講可以減少“離解—再結合”的過程,從而提高吸收利用率?!事實是否如此呢?
有機微量元素的研究已經超過20年,在這20多年的研究過程中,一系列的有機微量元素被研制出來,并加以應用??偟膩砜?,這些有機微量元素大體可以分為三類:
有機配體與金屬元素通過簡單的化學鍵結合在一起而制成。比如檸檬酸態(tài)、葡萄糖酸態(tài)等。這一類有機微量元素結合簡單、化學鍵暴露在外,且有機配體和金屬元素均為性質相對活躍的物質,在一定的極性介質中容易發(fā)生解離,如胃腸道內。正如我在前面所述,在胃腸道內容易離解并不是很好的現象,尤其是對吸收率來說。因此,這類有機微量元素仍保持了無機微量元素的低吸收率(或吸收率稍有增加)。
這類有機配體具有復雜的分子結構,能夠將金屬元素包裹在分子結構內,以氨基酸螯合態(tài)為主。在我國,中國農科院畜牧獸醫(yī)研究所羅緒剛研究員的實驗室對其進行了大量的研究工作,并獲得了豐富的成果。研究認為,氨基酸螯合態(tài)微量元素的生物利用率與螯合率及螯合強度有關,螯合率越低,微量元素生物利用率越低;螯合強度也可以理解為有機配體與金屬元素的“牽手力量大小”,研究發(fā)現,“牽手力量”中等時,微量元素生物利用率最高,其次是“強”、“弱”強度。由此可見,對于氨基酸螯合態(tài)微量元素成倍身價來說(相比于無機微量元素),其產品質量總是值得探究的。也就是說氨基酸螯合態(tài)微量元素要想表現出理想的使用效果,首先產品應有較高的螯合率,其次螯合強度應在中等或以上。否則,飼料企業(yè)是很難接受價格高,質量又不理想的產品的!
也許這樣稱呼不夠科學、客觀!其實際生產過程是利用微生物對微量元素的作用,轉化為以微生物體形式存在的微量元素,代表產品為酵母硒。這類產品生產的核心是找到理想的微生物及對微量元素作用的各項技術參數。關于微生物合成態(tài)微量元素我將在“微量元素營養(yǎng)之三”中詳細闡述。
繼續(xù)回到微量元素的吸收形態(tài)上來,關于有機微量元素的吸收機制目前存在兩種假說:
有機微量元素具有更穩(wěn)定的結構,主要體現在螯合強度上,從而保證微量元素在腸道內不被抑制因子結合,并將微量元素“護送”到吸收位點而水解,微量元素再以離子態(tài)的形式被轉入腸道上皮細胞內。
可見這一假說的重點體現在“適度的螯合強度”,過弱的螯合強度不能保證絕大部分微量元素被很好的運達“吸收位點”,從而增加了抑制因子與微量元素結合的幾率,造成吸收率降低;相反,過強的螯合強度不能保證有足量的微量元素在吸收位點解離出來!同樣吸收利用率低。這一假說也是被廣為接受的,也是最能解釋“為什么中等強度吸收率高、強強度中等、弱強度吸收率低”的原因。
Ashmead等(1993)曾提出,一些有機微量元素有可能通過氨基酸通路而以完整態(tài)形式被吸收。即甘氨酸鐵、蛋氨酸鋅等分別通過甘氨酸和蛋氨酸通路被完整吸收。在隨后的幾十年中,研究者們試圖想證明這種假設的存在價值,然而,至今仍以“假說”的形式存在。但,一些學術觀點持支持態(tài)度,更有一些有機微量元素企業(yè)干脆把“假說”說成“事實”。
我特意將這些年來有關有機微量元素與無機微量元素應用效果的試驗研究進行了總結,發(fā)現結果好于無機微量元素的比例為51.69%,兩者效果沒有差異占比43.82%,更有4.49%的試驗認為效果不如無機微量元素。導致這一結果的原因有哪些?
氨基酸螯合態(tài)和無機態(tài)微量元素應用效果(文獻1990-2015)
不可否認任何試驗都與一定的試驗因素相關的,包括日糧組成、飼喂方式、添加量、動物體背景值以及評價指標的選擇等。
對于微量元素試驗來說日糧組成極為關鍵,應盡量避免日糧中微量元素的干擾,最后采用純合日糧或半純合日糧;添加量與動物體背景值有一定關系,一般來說在動物體缺乏情況下或動物體正常日糧過量的情況下,是相對比較容易判定吸收率的;而在正常需要量范圍內,動物體又處在非缺乏狀態(tài)時,判斷微量元素的吸收率是較為困難,這就涉及到另一個影響因素“評價指標”的選擇是否恰當!選擇對該元素最為敏感的指標是有效評價其生物利用率的關鍵。
質量問題是最主要問題。正如前面所述的一樣,螯合率、螯合強度是影響氨基酸螯合態(tài)微量元素生物利用率的關鍵。要想達到較高的螯合率和適宜的螯合強度,需要在:有機配位體與金屬元素摩爾比、反應參數、制備工藝等方面進行合理的設計與選擇。
關于這個問題,我認為應分開來說,一方面,廠家提供的有機微量元素質量如何?!即前面所述的各種因素是否達到優(yōu)質有機微量元素的標準;另一方面,針對特殊階段(比如妊娠、泌乳期動物、產蛋期蛋雞等)的動物來說,有機微量元素的應用應該具有明確的效果,即能夠通過一定時間的應用后表現出生產指標的改善,如果不能表現出相應的效果,該產品是值得懷疑的!
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