到19世纪50年代早期，鱼类营养研究开始不断发展，直到19世纪70年代才逐渐认识到鱼类日粮中矿物质的需求和重要性。

90种自然存在的无机矿物元素中，大约有29种(包括铜、锌、铁、锰等元素)被认为是包括鱼类在内的所有养殖动物所必需的。

因此，对微量元素进行系统的认识和研究，方能推动行业健康、高效、可持续发展。

本文作者将从以下几个方面对鱼虾微量元素铜营养进行介绍，希望能为大家认识铜营养和在饲料中选择应用铜源提供一定的参考。

一、鱼虾铜元素组织分布特点

1、鱼虾所有组织均有铜的分布：肝（胰）脏铜含量相对较高

1.1 普遍数据显示

心脏和肝（胰）脏单位重量铜含量最高（是其他脏器组织的1.5-5倍，对虾肝（胰）脏铜含量相比肌肉铜含量甚至超过10倍）。

1.2 其次为

肾脏、脾脏、肠道、骨骼；

肌肉含量相对偏低。

提示：铜在肝（胰）脏和心脏等组织器官中具有相对重要的生理生化功能。

2、野生和养殖情况下微量元素铜含量存在差异

朱国萍（2010）等研究显示：野生对虾铜含量明显高于养殖对虾。

提示：可能是饲料铜营养剂型和剂量不合理，导致养殖对虾组织微量元素水平不足。

 （朱国萍，2010年）

3、不同生长发育时期微量元素铜含量存在差异

费志良（2005）等研究显示：蜕皮间期肝胰脏、肌肉、卵巢铜含量显著高于软壳期，而甲壳铜含量显著低于软壳期。

提示：组织铜含量剧烈变化，说明微量元素铜在对虾蜕壳过程中发挥这重要的生理作用，补充高效的铜源更有利于对虾蜕壳的顺利进行。

（费志良等，2005年）

        赵振伦（1994）等研究显示：随鱼体生长，铜元素占比例下降。

（赵振伦，1994年）

4、不同食性或种类鱼或虾微量元素铜含量差异较小

高一娜（2016）研究显示：不同食性或种类鱼微量元素差异总体无显著差异。

 （高一娜等，2016）

5、鱼与虾相比微量元素铜含量差异大：虾＞鱼

从朱国萍(2010),高一娜（2016），王友慧、 叶元土等（2005）研究结果可以发现，对虾微量元素含量，总体上看，均明显高于鱼类。

（王友慧、 叶元土等，2005）

二、鱼虾铜营养功效及作用机理

（一）鱼虾铜营养功效

铜是鱼虾必需微量元素之一，主要构成铜蓝蛋白、细胞色素C氧化酶（COX）、赖氨酰氧化酶(LOX)、CuZn-超氧化物歧化酶（SOD）、酪氨酸酶（TYR）、铁氧化酶(Ferroxidase)、多巴胺-β-羟化酶等酶的组分，这些酶与造血、机体免疫、骨骼形成、组织色素沉积等一些列重要生理生化功能有关。

（二）作用机理

1、参与造血

1.1  鱼类血浆中90％的铜以铜蓝蛋白的形式存在

铜蓝蛋白又称铁氧化酶，铜是铜蓝蛋白的辅基， 主要参与血浆中铁的利用和提高铁传递蛋白质中铁饱和度的比率 ，在铁的转运过程中起重要作用，进而影响血红蛋白的合成。

1.2 甲壳动物血液以血蓝蛋白为氧载体，虾体内约40-50%的铜存在于血蓝蛋白中

相比鱼类，铜对虾类影响更显著。

造血机能最终影响鱼虾整体营养代谢和免疫、健康。

提示：主要与虾血浆内主要含血蓝蛋白而非血红蛋白。因此，导致实际生产中，饲料中微量元素铜的应用差异显著。

（ 谈介凡 ，1984译）

2、维持免疫和生长

2.1 P. Antony Jesu Prabhu等（2014）认为矿物质代谢和免疫机制之间存在某些共同调节通路。

2.2 饲料中添加适量的铜能够提高血清铜蓝蛋白、酚氧化酶和肝胰腺总超氧化物歧化酶、铜锌超氧化物歧化酶活性。(周双艳，2014)

2.3 有研究显示：铜缺乏，免疫组织出现萎缩。

3、体色调节

图3.1 养殖武昌鱼体色变化及鳞片色素细胞的变化 

图3.2 半点叉尾鮰皮肤纵切面和表皮层基部的黑色素细胞

3.1 发生体色变化的鱼类以前主要是无鳞鱼，目前发现在有鳞鱼类，如武昌鱼、草鱼、鲤鱼等中也经常发生体色变化。体色变化的主要特征是颜色变浅( 变白) 。

3.2 铜是酪氨酸酶的辅酶成分，如果铜离子缺乏，则酪氨酸酶的活性降低，黑色素合成受到抑制，将引起水产动物体色变浅或发白。（叶元土等，2006；赵宇江，2009。）

4、维持甲壳强度

 (Pechenik，2000)

（费志良等，2005年）

4.1  铜是参与纤维化的赖氨酰氧化酶等酶的辅助因子，对维持正常骨骼强度具有重要的意义。甲壳作为虾蟹类的外骨骼，其作用与脊椎动物的骨骼有相似，因此铜对于维持甲壳强度同样具有重要意义。

4.2  蜕皮周期中虾甲壳等组织铜元素含量的剧烈变化，一定程度上反应铜在蜕壳过程中的重要作用。

当然，除以上4个重要作用外，在其它动物应用方面发现，铜对神经系统、繁殖、脂质和能量代谢、内分泌均有影响。（张春善，2007）

是否对亲鱼、亲虾、亲蟹等繁殖性能有影响？

因此，非常有必要加强对铜在水产动物方面的应用和理论研究，充分挖掘铜的营养价值，提高有限资源的使用效率和效果。

（三）铜缺乏症

铜缺乏症：含铜酶活性降低、饲料转化率降低、生长迟缓、死亡率上升。

当饲料中铜不足时，首先表现为肝脏中含铜量降低；其次表现为骨骼发育受到限制，与铜有关的酶（如细胞色素C氧化酶、铜-锌超氧化物酶等）活性下降，最终导致鱼虾生长迟缓，死亡率上升，饲料转化率降低。（艾春香，2000）南美白对虾铜缺乏，还表现为心脏增大。

三、鱼虾铜的吸收和代谢

（一）吸收位点

1、鱼虾可以通过鳃和消化道吸收铜营养

鰓主要吸收水体游离铜离子和部分颗粒吸附态铜, 通过血液循环进入肝脏；（廖伏初，2008）正常日粮浓度情况下，水体铜贡献约10%。

从食物中获得的铜进入消化道后, 在胃部就开始吸收, 但主要的吸收部位在前肠。

在普遍使用生石灰消毒的养殖水体，会使得水体游离铜离子急剧减少。所以，保证饲料足够安全有效的铜才是一种明智的选择。

（二）吸收通道和代谢途径

1、 铜的吸收主要有两大通道

1.1 离子形式，以特异或非特异性金属离子吸收通道吸收：Cu2+首先被细胞膜上的Fre1/Fre2还原酶还原为Cu+, 再通过上皮细胞的钠通道(EnaC)或者运铜载体 1(CTR1)进入细胞。（廖伏初，2008）

1.2 分子形式，以氨基酸或者小肽途径吸收假说：Cu2+与氨基酸络（螯）合，或直接补充氨基酸络合铜，到达上皮粘膜后，以氨基酸或者小肽载体，被快速吸收。

提示：氨基酸络（螯）合物具有更高效的吸收效率。

铜的代谢途径

2.1 上皮细胞吸收的铜，在胞内通过氨基酸配合物的形式，穿过肠系膜进入血液，经门静脉迅速进入肝组织，被肝细胞摄取。此外， 一些通过胆汁排出的铜，经肝肠循环也可以再回收利用。

提示：氨基酸络（螯）合物具有更高效的转运效率。

2.2  铜的排泄主要通过分泌胆汁进行, 经粪便排出。尿液中也排出少量的铜。此外，鱼的鳃也是过剩铜的排泄器官之一。

四、鱼虾铜营养需要量研究

1、鱼类对铜营养的需求：从研究数据来看，正常水体微量元素铜无法满足鱼类生长需要，必需通过饲料补充。而草食性、杂食性、肉食性鱼类，对外源无机微量元素铜的需求基本一致，在4-10mg/kg之间。有机铜研究相对较少，但是已有的研究显示相对无机铜在利用率和促生长、提高免疫水平等方面具有其独特的优势。

2、虾对铜营养的需求：同样正常水体微量元素铜无法满足虾类生长需要，必需通过饲料补充。不同种类虾对外源无机微量元素铜的需求基本一致，主要在20-30mg/kg之间。有机铜需求量研究相对较少，需要进一步研究。

NRC2011 鱼和虾铜推荐量分别为3和30mg/kg饲料。

微量元素铜需求普遍以增重率为评价指标，一般认为以增重为评价标准，比使用全鱼或脊椎骨微量元素浓度作为相应标准，要低估18-40%。

（P. Antony Jesu Prabhu，2014；曹娟娟，2014）

五、影响鱼虾铜吸收利用的因素

1、铜的化学形式

2、饲料中植酸、草酸、硫代葡萄糖苷及非淀粉多糖等抗营养因子

3、饲料中高钙、高铁、高锌、硫、钼拮抗因子（主要对无机盐）

4、健康状况(应激VS非应激)

5、水体铜含量

6、饲料铜含量

7、饲料动植物蛋白含量、比值和氨基酸添加水平

1.1  铜的化学形式有普通无机盐、有机酸盐、碱式盐、氨基酸螯合盐等，已有研究表明氨基酸络（螯）合铜比无机硫酸铜利用率要高的多。可能与有机微量元素具有更好的吸收、储存和利用特性有关。

1.2 植酸能与铜形成难溶性的盐，植物纤维也可降低铜的吸收。草酸虽然不影响铜的生物利用率，但是有协同纤维抑制铜吸收的作用。高钙等可抑制铜的吸收。鱼体生理状况的好坏很大程度决定着对Cu的吸收利用。部分游离氨基酸可以促进铜离子的吸收。

表 长江不同水系环境单元过滤水元素的背景值，ug/L

结果显示：长江水系不同环境单元河水铜含量相对变化差异较小。

表 兴嘉生物饲料原料微量元素数据库（摘录部分） 

从原料大数据分析：普水鱼饲料铜本底值含量约10-15ppm，南美白对虾饲料铜本底值含量约12-20ppm。 

虽然有研究显示成年动物对日粮铜的吸收率5-10%， 广泛的研究显示，水体和饲料原料微量元素含量仍无法有效满足高密度、高生产性能要求，特别是抗应激、抗病等功能营养要求下水产动物对微量元素营养的需求。

六、鱼虾铜营养选择关注点及建议

实际日粮，逐渐低蛋白化和蛋白原料多元化，使得使用硫酸铜进行添加时，拮抗铜吸收的因素增多和复杂化。使得企业在应用过程中，疑难重重，效果不稳定、不理想。 

以及水产养殖环保（排放问题）和集约化、规模化快速发展，后抗生素时代的来临。企业在微量元素选择，需要考虑的维度更多。

实际生产到底如何选择微量元素

铜的营养添加剂？

（一）鱼虾铜营养选择关注点

1、微量元素铜对预混料品质的影响 

铜原子半径较小，有空的电子轨道，在光线作用下Cu2+ 能于空气中的氧分子作用形成活化络合物“Cu2+....O2 ”，活化的氧分子有利于进攻维生素，脂肪等易氧化营养物质分子，使之自动氧化破坏。

营养物质（维生素、油脂等）+ Cu2+....O2 →氧化型营养物质+H2O2 +Cu2+

更糟糕的是和亚铁离子同时存在时，亚铁离子除有类似上面催化氧化营养物质分子作用外，还能与自动氧化过程中的产物H2O2发生进一步反应，生成极为活泼的羟基自由基，而这个羟基自由基能更加强烈地氧化营养物质分子。 

好的CuSO4•5H2O产品游离水<0.1%，差的产品>0.5%。CuSO4遇水易解离出Cu2+ ，因此在饲料实际生产中，特别是预混料生产中，易导致维生素、油脂等的氧化破坏。研究认为氧化性为Cu2+>Fe2+>Zn2+>Mn2+。

1.1  不同类型微量元素铜对维生素的破坏影响程度存在很大差异：有机微量元素对维生素的破坏程度相对较小，无机微量元素对维生素的破坏程度最严重的，羟基蛋氨酸系列氨基酸螯合物对维生素的破坏程度最小。

1.2 不同类型的维生素受微量元素铜的破坏程度存在一定差异：维生素E相对较稳定，受微量元素的影响程度相对较小，而维生素A受微量元素影响程度较大。维生素A影响水产动物的免疫与生长发育。

微量元素选择不合理会直接破坏饲料或预混料营养，影响饲料精准营养实现和稳定性，影响养殖效果。

2、微量元素铜的有效性

（1）溶失少

水产饲料，特别是虾蟹饲料因直接投放至水体中，被虾蟹抱食，摄食时间长，很容易造成可溶性养分的损失。因此，选择溶失率低、可利用的铜源，具有重要的的意义。

硫酸铜易溶于水，碱式氯化铜不溶于水，氨基酸络合铜，因工艺不同水溶性有一定差异，氨基酸螯合物不溶于水。

值得一提的是，所有氨基酸螯合微量元素如果未经过其他处理，均应该不溶于水。

（2）吸收高效性

相比无机硫酸铜，氨基酸络（螯）合铜，可以氨基酸通道吸收，少拮抗，吸收利用率高。

（3）体内可储存性，转运效率

动物体内存在有效的特定氨基酸储存库 ，可以储存以特定氨基酸为配体的有机微量，在水产动物遭受免疫、环境应激时，可高效转运、及时调用，增强应激期间的抗应激和生产性能。

3、国家现有法规和政策变化

3.1   2625号法规规定：甲壳类动物最高限量50mg/kg饲料，其它水产动物25mg/kg饲料。

3.2   由于国家环保政策影响，湖泊、水库网箱越来越少，可用于饲料养殖生产的养殖水面越来越少，对于可能进一步限制或者严格要求养殖水体排放标准出台的可能性，认识和提前储备环保型微量元素铜应用技术是有必要的。

3.3   2020年饲料全面禁抗，认识和选择具有保健性功能营养的新型微量元素铜源，同样具有重要意义。

（2）市场常见铜源比较

表  不同铜源特点及代表产品

无机铜主要有硫酸铜，新型碱式氯化铜，被认为是一种更有效的无机铜源；有机铜的优势，一方面提现在更好的吸收储存，另一方面体现在更高效的调用利用性能；不同有机铜质量和结构差异较大，应用效果必然存在差异，应该注意有机铜源的选择。

（3）鱼饲料和虾饲料添加建议

随着后抗生素时代的到来，以及养殖集约化发展，环保要求越来越严格，消费者对高品质食品的需要，对养殖鱼虾微量元素营养铜添加量的建议，应该不止基于预防临床缺乏症或生长受损所需。以下建议是基于以上多个响应标准，和对水产动物生理、饲料特点及不同铜源的理解而设计。

备注：蟹方面的铜营养研究非常少，其与虾同属甲壳类，生理特点也类似，建议添加量比对虾略高。无鳞鱼相比有鳞鱼，铜建议添加量可以略低。杂粕多，应激大，添加量越高。水体溶氧供应越差，养殖密度越高，添加量越大。

（4）羟基蛋氨酸应用案例

4.1  斜带石斑鱼幼鱼对羟基蛋氨酸铜的需求-----马豪勇等，2014年

表  饲料添加羟基蛋氨酸铜对斜带石斑鱼幼鱼生长和饲料利用，及对组织和血清非特异性免疫酶活性的影响，铜源为羟基蛋氨酸铜

饲料中添加羟基蛋氨酸铜可促进斜带石斑鱼幼鱼生长提高饲料利用，同时能够提高部分非特异性免疫酶活性，增加机体组织铜含量。以特定生长率为判据，通过二次曲线模型拟合得出斜带石斑鱼幼鱼铜需要量为7.06mg/kg。

4.2  饲料中不同铜源对珍珠龙胆生长性能的影响-----殷彬，谭北平，2016年

表  不同铜源对珍珠龙胆生长性能的影响，5ppm指定铜源

相比无机硫酸铜，甘氨酸铜，羟基蛋氨酸螯合铜在提高增重率，特定生长率和饵料系数上效果最佳，增重率比硫酸铜组高33.4%，饵料系数降低3.1%。

4.3  日粮不同铜源和铜水平对异育银鲫生长性能、铜含量分布、血浆抗氧化活性和铜的相对生物利用率的影响-----邵仙萍，刘文斌等，2010年

表  不同铜源和铜水平对异育银鲫生长性能的影响

表  不同铜源的相对生物学利用率

添加3-6mg/kg碱式氯化铜组增重率和饵料系数相对无机硫酸铜和复合氨基酸铜(蛋白水解盐)组更高。对肝铜、血浆铜、血浆铜蓝蛋白含量为评价指标，碱式氯化铜的相对生物学利用率分别比无机硫酸铜高73%、31%和18%，且均比复合氨基酸铜(蛋白水解盐)高。说明，在异育银鲫饲料中应用碱式氯化铜相对无机硫酸铜和复合氨基酸铜(蛋白水解盐)有更高的生物利用率。