微量元素是动物维持生命和生产必不可少的营养素，参与机体几乎所有生理生化过程，与动物生长和健康密切相关。微量元素经历了无机盐类、简单有机物和氨基酸螯合物三个发展阶段。氨基酸螯合物作为第三代微量元素，具有良好的稳定性、易被消化吸收、生物学效价高等特点，近年来在畜牧行业应用越来越广泛。然而实际应用过程中有机微量元素价值难以显性化，导致营养师的接受难度加大。

一、有机微量元素的安全性强

微量元素初级原料来源于工业副产物或废料回收，比如硫酸亚铁是钛白粉硫酸法的副产物（如图一），硫酸铜的铜源是电路板的含铜蚀刻废液回收。这些原料含有一些重金属和杂质残留，生产过程除杂难度较大，如果在工艺上不进行改造升级，安全隐患较大。专业有机微量元素生产厂家在生产过程中会建立严格的品控体系，对微量元素初级原料进行除杂，确保原料的安全性，再与有机物或氨基酸进行螯合（络合）反应。然而一些饲料行业从业人员并不了解微量元素的来源和工艺，通过比价采购无机微量元素，从而为饲料和养殖带来一定的风险。

图1 硫酸亚铁生产工艺

二、有机微量的稳定性好

1、避免对其他营养的氧化破坏

金属离子本身性质比较活泼，具有较强的氧化性，而无机微量元素生产工艺中氧化剂的残留加剧了微量元素的氧化性，会破坏饲料中维生素、油脂、酶制剂等的敏感结构。金属离子与有机配体进行螯（络）合反应会生成比较稳定的结构，避免金属离子对营养物质敏感结构的影响。尤其氨基酸螯合物是通过配位共价键结合（如图2），其稳定性比通过离子键结合的络合物更高。

2、减少矿物元素相互拮抗

微量元素之间以及与常量元素之间在吸收排泄、转运代谢、功能发挥等过程中存在许多拮抗（如图3）。在消化道的拮抗可能原因有：(1)元素间发生简单的化学反应。如日粮内镁过多，在消化道内可形成磷酸镁，从而阻碍磷的吸收。(2)被胶体颗粒吸附。如铁与锰可固定于非溶性的镁盐或铝盐表面，从而使铁与锰在消化道的吸收减少。 (3)离子在肠壁上竞争相同转运载体，如铜与锌等的竞争性拮抗作用。有机微量元素在动物机体内的吸收与无机盐不同，氨基酸及蛋白螯合物利用肽和氨基酸的吸收机制，以氨基酸或肽的形式被吸收。

图2 微量元素氨基酸螯合示意图

图3 微量元素拮抗示意图

3、避免与抗营养因子的拮抗

无机微量元素在动物肠道内能与纤维、植酸等结合在一起形成稳定的结构，从而降低或无法吸收（见表1）。而有机微量元素中的金属离子位于五元或六元环螯合物中心，与配体通过配位和共价键结合后，其分子内电荷趋于中性，形成稳定结构，不会被日粮中的抗营养因子结合而影响吸收。

表1  抗营养因子对微量元素利用率的影响

三、有机微量元素的生物学利用率高

1、吸收途径差异，吸收率高  

有研究认为无机盐微量元素需要借助辅酶的作用与氨基酸或其他物质形成络合物，将金属离子带到小肠绒毛刷状缘附近，通过二价金属离子转运蛋白（DMT1）吸收进入血液。金属元素在血液中与某些蛋白结合，被运输到机体所需要的部位发生功效。多数学者认为，有机微量元素在动物机体内的吸收代谢与无机盐不同，利用肽和氨基酸的吸收机制，不同于小肠中无机盐的吸收机制, 位于五元或六元环螯合物中心的金属可以通过小肠绒毛刷状缘肽转运蛋白(PepT1)，以氨基酸或肽的形式被直接吸收。

图4   无机微量元素吸收示意图

图5   氨基酸微量元素吸收示意图

目前行业有人认为，无机微量元素无非就是生物学利用率低点，但价格便宜，可以通过超量添加来满足动物的营养需要。有研究表明，微量元素的在体内吸收代谢受稳衡机制调控，如吸收、尿中排出、向肠腔的分泌、同红细胞的交换、从肌肉中释放几个位点等等。多数学者认为，肠道是微量元素稳衡调控的主要场所, 吸收与内源分泌是机体稳衡调控的主要方式。当日粮供给较低时，吸收增加，排泄减少；日粮供给较高时，吸收减少，内源排出增多，以达到调节营养的平衡；因此，超量添加的后果不仅影响其他营养物质的吸收利用，还会导致动物造成氧化损伤，并对环境造成压力。

2、代谢优势

研究表明，微量元素利用氨基酸或肽的吸收机制，可以使吸收和循环进入机体的效率更高。氨基酸与肽螯合物既是机体吸收金属离子的主要形式，又是动物体内合成蛋白过程的中间物质，可以减少许多生化过程，节约能量消耗。动物体内存在必需氨基酸库，配体为必需氨基酸的有机微量元素更容易以氨基酸或小肽的形式储藏在体内，防止被快速代谢。从而增加动物微量元素体贮备。此外，无机铁无法通过胎盘屏障进入胚胎，而氨基酸螯合物可以通过胎盘屏障进入胚胎，这对提高仔猪活力，预防贫血具有重要意义。

四、有机微量元素的功能性营养

1、提高免疫功能、减少应激

微量元素锌、硒、铜等就在免疫系统中扮演着重要角色，缺乏或过量都会降低免疫功能。越来越多的证据表明，无机微量元素始终无法满足动物对这些矿物质的需求。而近10年的研究报道表明，有机微量元素在提高免疫功能，改善肠道健康和减少应激方面优于无机盐。有机微量元素可以最大限度提高动物机体免疫应答，能够增强杀菌能力，发挥抗病、抗应激作用，如有机锌络合物可有效地治疗猪增生性肠炎，氨基酸螯合铜与抗生素有协同作用。

2、提高抗氧化功能

微量元素参与体内抗氧化系统各种抗氧化酶（GSH-P_X、SOD、CAT）活性的调节，起到清除自由基的作用。消化道自由基的生成与微量元素的形式和浓度有关。微量元素缺乏或过量都会造成机体的氧化损伤。微量元素螯合物由于其特殊的结构，具有较好的化学稳定性，分子内电荷趋于稳定，防止由于金属离子如铁、铜、锌二价离子诱发的自由基生成等作用，防止无机微量元素铁诱导产生的氧化损伤作用。无机盐金属离子如铁，作为变价元素，2～3价互换，催化H₂O₂ 形成羟自由基（·OH）（如图6）。而有机微量配体如蛋氨酸等本身具有清除自由基的能力，从而影响肠粘膜细胞的功能，改善肠道的健康。

图6 无机微量元素诱发自由基

总 结

有机微量元素对增加动物采食量，提高生长速度和繁殖力，改善产品品质和机体免疫、抗氧化功能，降低应激等方面均有一定的促进作用。而其更好的安全性、稳定性可以有效避免微量元素对其他营养物质的破坏，减少微量元素的拮抗，提高微量元素的利用效率和养殖安全。无论从提高猪禽生产的效益，还是从环境保护角度来讲，以氨基酸（肽）微量元素螯合物作为动物日粮添加剂，具有广泛的应用前景。而选择适合机体的螯合物结构形式、适宜添加比例，可以降低饲养成本，达到最佳的经济效益。所以评估微量元素价值不仅仅是生长性能的发挥，其功能性营养的价值应该充分挖掘。