氨基酸螯合锌研究进展

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高 峰 等 ( 2007 ) 在 蛋 鸡 基 础 日 粮 分 别 添 加 50 mg/ kg锌的蛋氨酸锌和氧化锌 ,结果表明 ,蛋鸡日 粮中补充一定剂量的锌对产蛋量 、蛋壳质量及蛋黄 锌含量有提高的趋势 ,但试验未发现不同锌源的显 著差异 。
蛋氨酸锌可通过改善蛋鸡的免疫系统来提高免 疫功能 ,增强对疾病的抵抗能力 ,从而可保证蛋鸡发 挥最大生产潜力 。
4 氨基酸螯合锌在畜牧生产中的应用
4. 1 氨基酸螯合锌在养猪生产中的应用 与无机锌 ( ZnO 或 ZnSO4) 相比 ,氨基酸螯合锌可
显著增强机体抗病力 ;提高断奶仔猪的日增质量和 饲料利用率 ,改善胴体品质 ;对初产和经产母猪 ,均 可提高其胎产活仔数和断奶仔猪成活率 。
陈洪亮 (2001) 研究认为 ,添加蛋氨酸锌显著提 高猪的日增质量和平均采食量 ,但与添加剂量和使 用方式有关 ,以添加蛋氨酸锌 80 mg/ kg 锌为宜 ,低 剂量添加效果不显著 (40 mg/ kg) 。蛋氨酸络合锌与
阿散酸具有协同作用 ,联合应用可提高猪的平均日 增质量和平均采食量 。
纪孙瑞 (2002) 对 30~60 kg 的生长育肥猪中分 别提供含蛋氨酸锌 45 mg/ kg 和 ZnSO4150 mg/ kg 的 饲粮 ,结果发现 ,饲喂添加蛋氨酸锌日粮的试验猪其 平均日增质量提高了 8 % ,与采食 ZnSO4 饲粮的试 验猪比较差异显著 ( P < 0. 05) ,其饲料效率提高了 2 %~4 %( P < 0. 05) 。
方俊 (2004) 报道 ,在仔猪断奶后 10 d 内 ,仔猪 日粮中添加 350 mg/ kg 蛋氨酸锌的促生长效果相当 于 3 000 mg/ kg 锌 (氧化锌形式) 的效果 。
张纯一等 (2005) 在含锌 100 mg/ kg 的断奶仔猪 日粮中用 Zn - AAC 分别取代 ZnSO4 添加量的60 % , 与 100 % ZnSO4 组比较 ,日增质量全期提高22. 9 % ( P < 0. 01) ,日进食量前期增加25. 3 %( P < 0. 05) 。
氨基酸螯合锌的特点 :1) 化学结构稳定 ,防止不 溶性物质形成 ,减少颉颃及其他破坏作用 。2) 双重 营养作用 ,独特的吸收方式提高吸收率 ,生物学效价 高 。3) 具有增强免疫力 ,提高抗病及抗应激能力 。 4) 适口性好 ,不良作用少 。
2 氨基酸螯合锌合成方法
2. 1 微波固相合成法 称取氯化锌 、蛋氨酸和 20 %碳酸钠于高速万能
将蛋氨酸和氯化锌原料经固相粉碎处理后 ,按 1∶2 (摩尔比) 充分混合后置于非金属反应容器中 ,将 反应容器置于微波加热装置中 ,以 500~800 W 的功 率加热 ,同时通入 15~25 L/ min 气体 (空气或惰性 气体) ,使物料降温 ,同时除去反应生成的酸 ,反应 30~180 s ,停止加热 ,即得到蛋氨酸锌 ,产品螯合率 达 92. 2 %。 2. 4 蛋白水解法
一般认为氨基酸金属螯合物的结构应该是 : 对于氨基酸螯合锌来说 , 其中 X1 = NH2 ; X2 = NH2 或 O ;M 是 Zn2 + ; 而 R 是来之包含有混合物氨 基酸的碳 ,它有或没有 - S、- NH3 、- COOH 或其他 官能团 ,是一般氨基酸 ;螯合剂和金属间形成环状结 构。
对于肉禽 ,氨基酸螯合锌可改善其生产性能 ,提 高饲料转化率和免疫机能 , 增强抗病力 。周锦兰 (2002) 研究表明 ,蛋氨酸锌饲喂 AA 肉鸡 ,能有效促 进鸡的生长发育 ,更有利于锌在动物体内的沉积 。 就饲喂的锌含量水平而言 ,在用硫酸锌饲喂的各个 水平中 ,当添加锌达 40 mg/ kg 时能达到较好的饲养 效果 ;在用蛋氨酸锌饲喂肉鸡的各个水平中 ,当添加
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质投料量的质量比在 0. 1∶1~1∶1 之间 ,过滤 ,用氢 氧化钠中和滤液至 pH 为 7 ,干燥后即可得到复合氨 基酸螯合锌 。
3 氨基酸螯合锌检测方法
3. 1 定性检测 氨基酸螯合锌的定性检测 ,确定此化合物是否
为螯合物或确定其分子构型 。核磁共振 、X - 光衍 射和红外光谱法可用于检测固体纯品中有无络合态 元素存在 ,其中 X - 光衍射适用于晶体纯品的络合 态结构分析 。 3. 2 定量检测
对于蛋禽 ,可改善其蛋壳质量 ,提高产蛋量 、产 蛋率及种蛋的孵化率 。张洪杰 (2000) 用微量元素蛋 氨酸螯合物饲喂 42 周龄的海兰蛋鸡 ,结果显示 ,在 营养等价的日粮条件下 ,以螯合物形式提供微量元 素和蛋氨酸的试验组比等量补加无机盐和蛋氨酸的 对照组 ,其产蛋率 、饲料效率和综合经济效益分别提 高 4. 2 %、4. 37 %和 2. 2 %。
蛋白质原料 (处理后的动物蛋白或植物蛋白) 一 般加入 到 30 %盐 酸 溶 液 中 , 固 液 量 的 质 量 比 为 1∶3~1∶1 ,氢离子浓度为 10~100 mol/ L ,加入氯化 锌或氧化锌后的保持时间为 5~16 h ,锌离子与蛋白
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锌达 15~30 mg/ kg 时即可达到较好的饲养效果 。 根据粗灰分质量 、锌含量和日增质量的指标 ,蛋氨酸 锌的生物学利用率比无机锌分别提高 129. 1 %、 46. 9 %和 79 %。周桂莲等 (2004) 报道 ,蛋氨酸锌具 有促进黄羽肉鸡生长的效应 , 全期日增质量提高 8. 47 % ,料重比降低 8. 74 %。
杨人奇 (2003) 发现 ,40~160 mg/ kg 氨基酸锌补 饲 51~59 周龄产蛋鸡不能显著影响产蛋鸡的采食 量 、产蛋率 、蛋质量和料蛋比等生产性能 ,但有比硫 酸锌更有效提高母鸡存活率的趋势 。锌的添加水平 和来源对蛋壳厚度无影响 ,而蛋壳强度与日粮锌水 平呈线性正相关 ,氨基酸锌比硫酸锌能更有效增大 蛋壳强度 ,降低破蛋率 。氨基酸锌显著比硫酸锌能 更有效地使锌被母鸡吸收沉积在蛋黄内 。
其他研究表明 , 蛋氨酸锌可提高蛋鸡的 IgG、 IgM 水平和 T 淋巴细胞转化率 ( TLR) 。 4. 3 氨基酸螯合锌在反刍动物生产中的应用
在反刍动物饲料中添加氨基酸螯合锌 ,也可提 高其生产性能 ,并能减少疾病的发生 。对于乳牛来 说 ,添加适量氨基酸螯合锌可提高产奶量 ,改善乳品 质 ,降低体细胞数和乳房炎患病率 ,减少腐蹄病的发 生。
Chirase 等 (2001) 通过试验发现 ,日粮中蛋氨酸 锰和蛋氨酸锌的复合物对减轻运输应激和牛传染性 鼻气管炎病毒感染症状要好于它们的无机化合物形 式。
Kessler 等 (2003) 报道 ,在育肥牛日粮中添加有 机锌复合物与添加无机锌源相比能明显改善牛角品 质 ,但添加锌源的化学形式对肥育牛的日常干物质 采食量和饲料转化率等没有明显影响 ,日粮中添加 锌源与否对胴体肉的品质没有任何影响 。
氨基酸螯合锌的定量检测 ,确定此化合物中螯 合物所占的比例及已络合或螯合部分的稳定程度 , 即络合率和络合强度 。
离子选择性电极法 、氧化还原电位滴定法和色 谱法可用于测定络合体系的络合率 。离子选择性电 极法 ,目前仅限于 Zn2 + 和 Cu2 + 等少数几种离子有选 择性电极 ,性能不太稳定 ;电位法测定要求有和组分 离子相同的高纯度金属材料 ,而且必须有很好的氧 化还原稳定性 ,但电极的制备缺乏标准 ;极谱法可用 于测定饱和溶液中有机微量元素的络合强度 ,但不 能得出游离态和络合态元素的比例 。
成廷水 (2004) 在蛋鸡日粮中添加 60 mg/ kg 氨 基酸锌 ,研究表明 ,其提高蛋鸡的 CBH 反应 、外周血 淋巴细胞对丝裂原 (ConA 和 LPS) 的增殖反应以及 BSA 抗体水平 和应激导致的存活率 、 产蛋量及鸡蛋品质的下降 。
张纯一等 (2006) 报道 ,在饲粮中添加 100 mg/ kg Zn - AAC饲喂断奶仔猪 ,与含等量锌的 ZnSO4 饲粮 相比 ,试验前期明显提高了仔猪平均日增质量 ( P < 0. 05) 和平均日进食量 ( P < 0. 05) 。
Payne 等 (2006) 在孕期和哺乳期母猪饲料中分 别添加 100 mg/ kg 锌 ( ZnSO4 和 Zn - AA 形式) ,研究 发现 ,Zn - AA 组乳猪初生质量和断奶体质量稍有增 加 ,但两者在促进仔猪生长和肠道发育方面没有显 著差异 。 4. 2 氨基酸螯合锌在家禽生产中的应用
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氨基酸螯合锌研究进展
刘树全1 马文强1 冯杰1 李奎2 1. 浙江大学饲料科学研究所 2. 浙江维丰生物科技有限公司
1 氨基酸螯合锌的结构特征及特点
美国饲料管理官员协会 (MFEO) 于 1996 年对氨 基酸螯合物产品定义如下 :金属氨基酸螯合物为可 溶性的金属盐的金属离子与氨基酸的复合体 ,其中 金属离子与氨基酸的摩尔比为 1∶1~1∶3 ,形成共轭 共价 键 , 水 解 氨 基 酸 的 平 均 相 对 分 子 质 量 近 于 150 u ,螯合物的相对分子质量不超过 800 u 。
收稿日期 :2007 - 11 - 12
粉碎机中充分混合 ,蛋氨酸和氯化锌配体摩尔比 2∶ 1 ,然后称取混合物于烧杯中 ,用微量进样器加入引 发剂 ,引发剂添加量 12 % ,充分混匀 ,反应物粒度取 140 目时 ,微波辐射催化合成 ,微波处理时间240 s。 反应完成后 ,用乙醇和蒸馏水充分洗涤并纯化产物 , 滤渣真空干燥 ,得白色粉末状蛋氨酸螯合锌产物 。 2. 2 熔融法
Case 等 (2002) 在乳猪料中分别添加 3 000 mg/ kg 锌 (氧化锌形式) 和 500 mg/ kg 锌 (氨基酸螯合锌形 式) ,试验结果表明 ,2 种锌添加剂都显著促进了乳 猪生长 ,但在血清 、组织和粪便中锌含量差异不显 著 ,也表明氨基酸螯合锌具有较高的生物学利用率 。
Van Heugten 等 ( 2003) 在 断 奶 仔 猪 玉 米 - 豆 粕 - 大麦型基础饲粮中分别添加 80 mg/ kg Zn (硫酸 锌和蛋氨酸锌形式) ,试验结果表明 ,蛋氨酸锌组试 猪日增质量比硫酸锌组提高 7. 45 % ,料重比降低 7. 41 %。
Cao (2000) 利用凝胶色谱柱检测缓冲液中游离 态和络合态锌 ,结果表明 ,在 pH 为 2 和 5 的缓冲液 中 ,有机锌产品的洗脱峰与硫酸锌中锌离子的洗脱 峰相同 ,而对于有机锌产品的中性水溶液 ,在离子态 锌的洗脱峰之前还出现一个较小的洗脱峰 ,说明此 条件下小部分锌为络合态 。
用原子吸收光谱或等离子光谱和氨基酸分析 仪 ,可分别测知微量元素和氨基酸的含量 ,大略判定 螯合物的微量元素和氨基酸的络合摩尔比 。
计峰 (2000) 试验研究不同锌源及锌水平对罗曼 蛋鸡 (23~38 周) 生理生化指标及生产性能的影响 , 结果表明 ,蛋氨酸锌与硫酸锌比较 ,可使产蛋性能进 一步提高 ,但差异不显著 ;添加蛋氨酸锌使日粮锌水 平达到 100 mg/ kg 时 , 可显著降低异常蛋率 ( P < 0. 05) ;蛋氨酸锌在日粮锌水平 50 和100 mg/ kg 条件 下相对生物学效价 (以硫酸锌作为参比标准) ,以血 清碱性磷酸酶为评价指标为 106 %和135 % ;以胫 骨锌浓度为评价指标为 93 %和109 %。
准确称取原料 n甘氨酸∶n乙酸锌 = 2∶1 ,先由研钵混 合研磨均匀后放入坩埚中 ,将坩埚移至可控温的电 炉上 ,加热 ,混合搅拌 ,反应过程有乙酸放出 ,待温度 升至约 110 ℃时 ,反应呈面团状 ,同时有明显的乙酸 味 。当温度升到约 125 ℃时 ,反应呈熔融状态 ,这时 乙酸味最浓 ,保持该温度 0. 5 h 反应近乎完全 。然 后将坩埚移下电炉 ,冷却后 ,产品呈透明的银白色 。 再用研钵研磨后 ,用无水乙醇洗 2~3 次 ,过滤烘干 , 得白色固体粉末甘氨酸锌 ,产品产率达 99 %。 2. 3 气流增效微波合成
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