不同类型微量元素原料及添加水平对5‰仔猪前期预混料存储品质的影响

微量元素在动物体中占比极少，却是体内许多酶和蛋白质的重要组成成分，可直接或间接参与机体新陈代谢，对动物的生长、繁殖及免疫等有着重要的作用[1]。铜、铁、锰、锌是动物必须从日粮中获取的常见微量元素，摄入不足会引起一系列的缺乏症。目前在预混料中添加的微量元素主要有3 种形式：无机盐形式（如硫酸铜、硫酸亚铁），简单有机盐形式（比如：柠檬酸锌、富马酸铁），有机微量元素络合物（赖氨酸铜络合物、复合氨基酸螯合物等）。无机微量元素由于其来源广、加工简单且成本较低而被长期广泛使用，但其稳定性差，消化吸收率低，容易受到动物体内无机离子、有机大分子以及pH的颉颃作用。有研究表明，预混料中微量元素极易催化维生素发生氧化反应，破坏维生素的稳定性，对饲料中营养物质造成一定的损失[2-3]。

与无机微量元素相比，复合有机微量元素具有稳定性强、生物学效价高、安全环保等特点，是目前微量元素开发研究的热点。有研究表明，有机微量元素对饲料中维生素的氧化破坏作用较轻，在添加氯化胆碱、水分较高、贮藏条件较差的预混料中表现更为突出[4]。张配配等[5]报道，微量元素的生物利用率优劣与其存在形式具有显著相关性。李芳等[6]研究发现，将无机微量元素（硫酸铜、硫酸锌以及硫酸亚铁）进行包被处理后，可降低预混料中维生素A 的损耗率。目前，关于不同类型以及不同添加水平微量元素对预混料中维生素以及酶制剂损失率的研究并不多见。因此，本试验主要考察不同类型微量元素及添加不同水平对预混料中维生素及酶制剂稳定性的影响，同时对不同类型微量元素进行比较分析，为饲料生产中科学地选用微量元素提供一定的理论依据。

1.1 试验设计与分组

试验采用单因素方差设计，共设5 个组，1 组为无机微量元素组（添加无机微量元素），2 组为微量元素包被组（无机微量元素进行包被处理），3组为甘氨酸微量元素组（微量元素添加水平为1 组的70%，铜、铁、锌、锰为甘氨酸微量元素形式），4、5组为复合氨基酸螯合微量元素组（微量元素添加水平分别为1组的70%、50%，铜、铁、锌、锰均为复合氨基酸微量元素螯合物形式）。所有组中硒、碘均为无机盐形式。每组3 个重复。有机微量元素组微量元添加水平根据课题组前期研究结果及产品推荐说明而定。各组预混料中添加同等水平的维生素、酶制剂以及抗氧化剂（乙氧基喹啉30%），加上载体（统糠）后配制成混合均匀的预混料，放至正常库房内储存90 d。5个组预混料配方见表1，各组中微量元素添加水平见表2。

表1 仔猪前期5‰复合预混料配方（%）

表2 5组微量元素添加水平（mg/kg）

1.2 预混料制备和储存

按照试验配方配制预混料，每个组配制预混料5 kg，混合均匀后不做任何处理，先用大的自封袋包装好，再放入正常的饲料包装袋中，包装好的预混料放入正常库房内储存，保持库房自然通风，避免阳光直射。库房内悬挂干湿温度计，试验期间每天记录环境温度与湿度。

1.3 样品的采集

预混料共储存90 d，在试验第1、21、42、63、90 天分别进行取样，每次取样前将整袋预混料充分混合均匀，再采用四分法进行分样，每次每个组采两份样品，一份用于检测维生素指标，一份用于检测酶活性指标，每个指标检测时做双平行样，要求平行样检测结果在误差允许范围内。

1.4 主要仪器与设备

ME204E 电子分析天平，购自梅特勒-托利多仪器有限公司（上海）；E2695-2489 高效液相色谱仪，购自美国Waters 公司；HJ-2 双头磁力加热搅拌器，购自江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；TD4A 电动离心机，购自长沙市英泰仪器有限公司；HH-S4 数显恒温水浴锅，购自金坛市正基仪器有限公司；723N 分光光度计，购自上海仪电分析仪器有限公司。

1.5 测定指标及方法

1.5.1 储存环境温度湿度的测定

每天固定时间（10：00左右）记录库房环境温度和湿度。

1.5.2 酶活性测定方法

样品粉碎处理后100%通过40目筛，准确称取10 g，加入相应的缓冲溶液，在磁力搅拌器上搅拌30 min，定容，以3 000 r/min 离心10 min，取适量上清液（若有颗粒悬浮，可先将上清液过滤）待测。酵母木聚糖酶活性、β-葡聚糖酶活性、α-淀粉酶活性（中温）、植酸酶活性控制在标准要求范围内。参考GB/T 23874 测定酵母木聚糖酶酶活，参考NY/T 911—2004 测定β-葡聚糖酶酶活，参考GB/T 1886.174—2016 测定酸性蛋白酶活性，参考GB/T 1886.174—2016 测定α-淀粉酶活性，参考GB-T 18634—2009测定植酸酶活性。

酶活性损失率（%）=（预混料中初始酶活性-储存后预混料中酶活性）/预混料中初始酶活性×100

1.5.3 维生素测定方法

采用高效液相色谱仪测定样品中维生素B2含量、维生素B6及维生素E 含量。参考GB-T 14701—2019测定维生素B2含量；参考GB/T 14702—2018测定维生素B6含量；参照GB/T 17812—2008测定维生素E含量。

维生素损失率（%）=（预混料中初始维生素含量-储存后预混料中维生素含量）/预混料中的初始维生素含量×100

1.6 数据处理与分析

试验结果以“平均值±标准差”表示，采用SPSS 20.0 软件进行单因素分析；若存在显著差异，则用Duncan’s法进行多重比较，P<0.05表示差异显著。使用Origin2022绘图。

2.1 试验期间库房温湿度结果

从图1可知，在试验第1～13周温度呈现不断升高的趋势，第10周与第13周温度最高达35 ℃；随着温度升高湿度越来越低，最高值64%，最低值37%。

2.2 不同类型微量元素对预混料中酶制剂活性的影响

从表3 可知，在1～63 d，各组酵母木聚糖酶活性和β-葡聚糖酶活性均有不同程度的增加，90 d 时，各组酵母木聚糖酶活性开始下降，其中5 组中酵母木聚糖酶活性损失率显著高于其他组（P<0.05）。随着预混料存储时间的延长，中温淀粉酶、酸性蛋白酶活性以及植酸酶活性损失率呈上升趋势。从63 d 开始，4 组及5 组中温淀粉酶活性损失率显著低于其他组（P<0.05）。整个试验过程中，与其他组相比，1组酸性蛋白酶活性损失率显著高于其他组（P<0.05），且4 组与5组损失率较低。

表3 储存期间各酶制剂酶活性损失率（%）

2.3 不同类型微量元素对预混料中维生素的影响

由表4 可知，不同组维生素损失率随储存时间的延长而增加。各组维生素B2在整个试验过程中损失率呈现上升趋势，从储存42 d 开始2 组损耗率显著高于其他各组（P<0.05）。在21 d时1组及3组维生素B6损失率显著高于其他组，90 d 时3、4 组及5 组损失率显著低于其他组（P<0.05）。整个试验过程中，2、3、4、5组维生素E损耗率显著低于1组（P<0.05）。

表4 储存期间各维生素含量损失率（%）

3.1 不同类型微量元素及添加水平对预混料中酶制剂活性的影响

酶制剂是一种敏感性极强的物质，活性易受到饲料中其他组成成分及饲料加工条件的影响[7]。不同微量元素对不同酶制剂或者是对同一种酶制剂存在着不同程度的抑制或者激活作用。徐冬梅[8]报道，微量元素会影响畜禽复合预混料中酶制剂的稳定性。邹晨浩等[9]研究发现，在浓缩料中使用有机微量元素替代无机微量元素，可以显著降低植酸酶活损失率。黄鹭强等[10]在Mn2+、Fe3+溶液中加入一定量的酶粉，在40 ℃条件下保温0.5 h 后，纤维素酶活性分别降低约4%和3%。李卫芬等[11]通过研究5 种离子（Cu2+、Fe2+、Mn2+、Zn2+、Mg2+）对饲用酶制剂活性的影响证实，Mg2+对木聚糖酶有激活的作用，Cu2+、Fe2+分别对β-葡聚糖酶和酸性蛋白酶有一定的激活作用。其他离子对3种酶均有不同程度的抑制作用，其中Mn2+对木聚糖酶和β-葡聚糖酶有明显的抑制作用。陈丽芝等[12]报道，Cu2+、Mg2+、Mn2+、Zn2+、Fe3+对酸性蛋白酶有抑制作用。

从本试验可知，将无机微量元素进行包被处理或者使用有机微量元素替代无机微量元素，大部分酶活性损失率均低于无机微量元素组。有报道称，有机微量元素由于其特殊的化学结构，稳定性强，可防止磷酸、植酸等与金属离子结合形成难溶的化合物，从而减少了有机微量元素对预混料中敏感原料的影响[13]。本试验中，植酸酶活性在0～63 d 下降不明显，但是在90 d 时无机微量元素组和无机包被微量元素组酶活损失率分别为30.22%、12.96%，明显高于有机组。整个试验过程中，5 组中植酸酶活性基本无损失，推测5组采用的是复合氨基酸螯合微量元素且微量元素浓度最低（无机组的50%），因此对酶制剂影响也最小。试验63～90 d，除5 组外的其他组酶活性损失率增加，分析是这期间环境温度较之前高（最高温度达到35 ℃，平均温度为34.5 ℃）加大酶活性损失。有研究证实，在一定温度范围内，随着温度的升高、时间的延长，植酸酶活性下降，这与有关学者研究的结论一致[14-15]。整个试验过程中5个组淀粉酶活性与木聚糖酶活性损失率接近。有研究表明，不同离子对淀粉酶活性表现为不同程度的抑制或激活作用，且同一离子在不同浓度时对淀粉酶活性的影响也不一致，有的甚至表现出明显的双向作用：一定浓度下起促进作用，另一浓度下起抑制作用[16]。本试验中，氨基酸螯合有机微量元素组酸性蛋白酶活性损失率远低于无机微量元素组。由此可见，有机微量元素更有利于保护预混料中酶制剂，且微量元素浓度越低对预混料中酶制剂的影响越小。

3.2 不同类型微量元素及添加水平对预混料中维生素的影响

预混料中的微量元素可直接或间接影响维生素的稳定性。不同形式的微量元素对维生素的氧化或还原能力各有不同，比如常用的硫酸盐具有强吸潮性，对维生素破坏力非常大。大部分维生素在受到温度、压力、水分、光和化学反应等多种因素的作用时，其因含有不饱和的碳原子、双键、羟基等，使其活性降低甚至全部丧失[17]。有研究表明，微量元素对维生素稳定性的破坏作用很大，特别是对脂溶性维生素影响重大[18]。将预混料中微量元素进行包被处理，存储45 d 后，可使维生素（维生素B1、维生素B2和维生素B6）的损耗较之前降低3%～25%[10]。有学者认为，预混料中微量元素与维生素极易发生氧化或还原反应，进而降低维生素的效价[19]。在高温高湿条件下，将维生素预混料中维生素进行包被处理后，可以减少维生素的损失[20]。沈辉等[21]报道，单项硫酸铜、氧化锌、硫酸锰、碘化钾、有机酸铁等对维生素A 无影响或影响不大，但在以下两种情况下对维生素A 有严重的影响，一是硫酸亚铁、硫酸锌原料的含水量较高时，二是碘化钾与结晶硫酸铜配伍使用时，这与方琳等[17]报道一致。Zn2+、Cu2+和Fe2+等金属离子作为强促氧化剂能造成维生素损失[22]。Coelho[23]研究发现，生物素、维生素B2及维生素C 对微量元素较为敏感。也有报道称，预混料中含有微量元素铁、锌、锰时，储存3 个月后，维生素B6损失率达到20%，维生素B2损失率为55%[24]。段俊红[25]报道，在预混料中添加微量元素会导致维生素流失，其中铜对维生素稳定性影响最大。

本试验中5个组，在储存90 d后各种维生素（维生素B2、维生素B6及维生素E）均有不同程度的损失。在0～63 d的储存时间内，各个组维生素B2含量较稳定，基本没有损失，但到90 d时无机微量元素组及甘氨酸微量元素损失率较其他几个组高，无机包被组与氨基酸螯合微量元素组（50%水平）损失率最低。维生素E随着存储时间延长各组损失率增加，至90 d时无机微量元素损失最多，包被微量元素组及有机微量元素组损失最少。本试验结束时，维生素B6是3 种维生素中损失率最高的，其中无机组损失率达15.02%，无机包被组损失率为10.47%，远高于其他有机组。与其他组相比，氨基酸螯合微量元素组（50%水平）维生素E 以及维生素B6损失率均最低，分别为4.13%和2.60%。这表明在预混料中添加包被微量元素及有机微量元素对维生素的保护效果强于无机微量元素，同时降低预混料中微量元素含量可以减少其对维生素的影响。这与在鳗用预混料中用无机包被微量元素以及复合氨基酸微量元素可以提高维生素的稳定性结论一致[26]。

3.3 不同类型微量元素比较分析

无机微量元素稳定性差且利用率较低，被动物吸收后需借助于体内辅酶的作用，与氨基酸或其他物质形成螯合物或络合物后被运输到机体所需部位，才能发生功效,且大多数微量元素未能被吸收，随动物粪便排出体外，造成环境污染。与无机微量元素相比，有机微量元素具有稳定性好、生物学效价高、利用率高以及污染少等特点。有机微量元素（氨基酸螯合物）具有特殊的空间结构，金属元素与多个氨基酸之间通过牢固的化学键（配位键和离子键）形成稳定的杂环（五环或六环）结构，整个分子结构呈中性结构，通过这个螯合工艺，微量元素与有机物之间像螃蟹的钳子一样固定，故稳定性强[27]。目前关于有机微量元素的吸收机制存在两种假说：一是与普通无机微量元素相同，以离子形式通过离子通道吸收；二是以氨基酸或者小肽的形式通过氨基酸吸收通道由小肠吸收。田科雄等[28]研究了铜、铁、锌、锰的蛋氨酸羟基类似物的螯合物（Cu-MHA、Fe-MHA、Zn-MHA、Mn-MHA）与相应无机盐的生物学利用率，得出以相应的硫酸盐100%蛋氨酸螯合物生物学效价分别为191.47%、142.44%、191.74%和147.30%，显著高于无机盐的生物学利用率（P<0.05）。从本试验可知，复合氨基酸螯合微量元素更有利于预混料中维生素及酶制剂的保存，推测是氨基酸螯合物的特殊化学结构，将微量元素与预混料中敏感的营养成分进行有效隔离，进而起到保护作用。按照目前微量元素行情分析，日粮中使用包被微量元素或者有机微量元素成本是无机微量元素的1.15～2.15 倍。从本试验可知，有机微量元素特别是复合氨基酸螯合微量元素组预混料中大部分酶制剂酶活性及维生素损失率显著低于无机微量元素。大量研究证实，有机微量元素有更高的消化吸收率，饲粮中添加低剂量有机微量元素起促进生长性能、改善免疫性能、提高饲料利用率、减少环境污染等作用，接近或高于高剂量无机微量元素。周祥等[29]发现，在育肥猪上市前60 d 使用复合有机微量元素（主要成分为芽孢杆菌代谢物、酵母硒、酵母铬和小肽螯合有机锌），猪肉肉色、滴水损失均有改善。李显等[30]通过试验总结出，在育肥猪饲粮中分别添加硫酸铜、甘氨酸铜和酵母铜，有机组日增重比无机组高。谭静等[31]研究表明，采用无机微量元素一半的有机微量元素即可显著降低育肥猪的腹泻率，显著提高日增重且有效降低了育肥猪粪便中微量元素浓度，减少了环境污染。多个研究证实,在日粮中添加有机态的微量元素，将添加量减少至需求量的25%～30%，生产性能不受影响[32-33]。有机锌（蛋氨酸锌）部分替代无机微量元素可以提高肉仔鸡日增重[34]。

在本试验中，结合不同类型及不同添加水平微量元素对预混料中敏感物质损失率的影响，复合氨基酸螯合微量元素（添加水平50%）较其他类型的微量元素性价比更高，是无机微量元素的最佳替代物。但有机微量元素螯合物生产工艺不同，使用效果也存在一定的差异，比如多重螯合可充分提高目标微量元素的利用效果，进而降低微量元素对环境造成的影响；多元螯合侧重于提高有机配位体的转化率，减少螯合体对动物肠道造成的抗营养作用[28]。因此在生产实践中应建立科学合理的微量元素评价体制，综合考虑其价格、生产工艺及使用效果等多方面因素。

在本试验条件下，在5‰仔猪前期预混料中添加有机微量元素组及包被无机组比无机组对酶制剂和维生素的损害更低，更有利于预混料的储存，且低浓度的有机微量元素更有利于预混料保存。

参考文献及更多内容详见：

饲料工业，2024，45（17）：94-100

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