一、營養性礦物質的種類

        必需微量元素的重要營養性功能已廣被認識。飼料無論如何配合通常都難以滿足動物對各種必需微量元素的需要。因此,微量元素飼料添加物之應用已有多年。目前飼料業界多以無機態礦物質添加使用;不過,近來有機態礦物質也逐漸被普遍採用。

二、有機態礦物質之特色及營養上之意義

        飼料中的微量元素,以及在血液、體液和其他組織中的微量元素,大多與各種有機配位體結合成複合物(包括螯合物),而不是離子態。日糧中添加無機元素,必須先和胃腸道中適當的有機配位體相結合,才能被機體利用。有時,這些配位體數量不足,不能充分地將微量元素結合起來,以致各微量元素相互競爭這些有限的配位體。也即,生物系統內由於進化,已形成了限制離子礦物質吸收的控制機制。

        無機微量元素在動物體內的生物利用率受許多因素的影響:如與脂類、蛋白質、纖維、草酸、氧化物和維生素的反應,以及與其他礦物質和磷酸鹽、植酸鹽的相互作用的影響。Halpin等(1986)估計:在玉米豆粕中來自硫酸錳的錳只有1.7%被吸收。Cousins(1979)報導:消化道中的鋅離子幾乎不能透過腸壁細胞膜,而必須與有機分子(配位體)如胺基酸、類形成複合物(包括螯合物)才能迅速通過粘膜細胞膜屏障。螯合物防止金屬元素在腸道變成不溶解化合物,從而大大促進元素的吸收。螯合物在胃或瘤胃中仍維持完整,而避免離子化,因而受磷酸鹽、植酸鹽或其他無機鹽的作用很小。

        微量元素的化學形式有無機鹽(硫酸鹽、碳酸鹽、氧化物等)和金屬複合物或螯合物,即金屬元素與其他配位體,如檸檬酸、草酸、水楊酸、反丁烯二酸、葡萄糖酸、乳酸或多糖衍生物結合。這種形式的微量元素補充物產品,始於本世紀60年代,迄今約有30年歷史。

        所謂複合物(Complex)是指凡由金屬離子和配位體相互作用而形成的產物。而所謂螯合物(Chelate)則是一個或多個基團與一個金屬離子的配位反應所形成的環狀結構。因此,所有的螯合物是複合物,但不是所有的複合物都是螯合物。形成金屬複合物的金屬元素是元素周期表中的過渡性元素(transition metal)。原子序數在20-30,依次為鈧(Sc)、、釩(V)、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅,其中大多數是動物必需的微量元素。

        胺基酸螯合物與無機鹽在化學結構上有嚴格區別,無機鹽是陽離子與陰離子之間形成離子鍵;而螯合物是以二價陽離子與給電子體的胺基形成配位鍵,同時又與給電子體的的羰基中的氧構成圓環。例如甘胺酸與銅構成1:1的螯合物,化學結構式為:

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        又如蛋胺酸與鋅構成2:1的螯合物,化學結構式為:

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        與胺基酸結合的螯合物分子內電荷趨於中性,而且在體內pH環境下溶解度好,吸收率高,易於被小腸粘膜吸收進入血液,供給周身細胞需要。因為細胞膜是由蛋白質和類脂組成,它是細胞內外環境的天然屏障。微量元素穿過細胞膜需要一種有機載體分子把金屬陽離子包圍起來呈螯合物式,在細胞膜外形成一種有機的脂溶性表面。適合的配位體可為陽離子提供這種"有機外殼",使得陽離子可以在空隙中穿過細胞膜。Found(1974)證明:位於具有五圓環或六圓環螯合物中心的金屬元素可以通過小腸絨毛的刷狀緣,而且可以被吸收。

 

轉載自

飼料營養雜誌(p.62~68)─莊健隆、九六年八期

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