【有機型複合態礦物質的營養性效益】

龍騰

【有機型複合態礦物質的營養性效益】

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：

 

又如蛋胺酸與鋅構成2：1的螯合物，化學結構式為：

 

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。

三、可寶盛(Carbosan)礦物質之特色

       
可寶盛礦物質系列由多醣體與可溶性礦物質(如鋅、銅、錳、鐵、鎂、鈷)經專利反應過程製造而成。

       
前面已述及無保護型態(無機鹽)礦物質在消化道中會與其他物質(如磷酸、纖維素)作用，而使其生物有效性下降。(保護型可寶盛，生物有效性則高)     

在胃中：

       
無機態鋅離子＋纖維素→結合   (使鋅隨纖維素由糞便排出體外)

       
3Fe+2＋2(PO4)→Fe3(PO4)2↓沉澱可寶盛鐵＋磷酸根→無反應可寶盛鐵＋纖維素→無反應

       
此外，可寶盛銅及可寶盛鐵不易使油脂自動氧化(無機態銅、鐵離子則會促進催化油脂氧化)，在貯存(藏)中，可寶盛礦物質不易使維生素A、E及C之活性下降(而無機態礦物質則會因催促氧化作用，而使維生素活性下降)，可寶盛中之多醣體為可消化之糊精及麥芽醣等醣類。

皆可為動物所消化利用。

四、隱蔽化保護型之模式

       
螯合(Chelation)與隱蔽化(Sepuestering)的主要差別在他們與受質分子(如蛋白質、胺基酸或醣類)結合方式上。

螯合是一個二價陽離子(如Zn2+)結合一個胺基酸的羧基陰離子。

這是一個完全的電子鍵結，所以我們稱之為此二價金屬離子「螯合」到胺基酸上。

二價金屬離子以同法結合到蛋白質上；因為蛋白質是由胺基酸所組成的，蛋白質在胃中會被酵素分解成胺基酸。

       
二價金屬離子的「隱蔽」和「螯合」差異的地方是在這個金屬離子是被一稍大分子的類似陰極化弱鍵化學結合和物理性的包裹方式保護著，化學性的結合發生在醣類上的氫氧基(OH-)；

在鍵結發生時，多醣類股(Polysaccharide strand)向內翻轉形成一種金屬離子的保護性物壁。

這層物理障壁在胃中將不會被消化，可以避免類似自由態微量金屬之離子被游離。

此保護機制的優點是醣類要到小腸時與胰臟分泌之酵素作用，使得金屬離子在正確位置被釋放與吸收。

       
胺基酸與蛋白質螯合的金屬礦物質常被宣稱具有和胺基酸分子一起被吸收的能力；但至目前為止，尚未有研究報告證明這一點。

       
隱蔽保護型礦物質是以在小腸中的酵素反應將金屬離子釋放出來，小腸中的偏鹼性質可以預防釋放金屬離子產生不溶性化合物，而使得金屬離子可以順利被黏膜細胞所吸收。

實驗室中的結果顯示，以豬的胰臟醣類分解酵素可將金屬離子由多醣類股中釋放出來。

       
譯者註：隱蔽保護型(Sequesting)：表示礦物質(金屬)離子隱蔽，退隱到大分子之醣類中而受到保護。

五、可寶盛之於動物營養上之利用

       
可寶盛是一群在水中可分散的微量礦物質碳水化合物的複合物。

可寶盛在外觀上看來是一種微黃褐色且具流動性的粉末，可提供鎂、鋅、鐵、錳與銅的複合物，以單一或結合形式存在。

       
可寶盛較硫酸根型礦物質為優的原因為：

       
1. 預拌劑的安定性：可寶盛可以防止在可分散預拌劑中的微量礦物質催化反應。

而硫酸根型微量礦物質在預拌劑中，於開放容器下置放24小時其顏色會變化且有結塊情形。

       
2. 生物有效率：因為可寶盛是一種用碳水化合物將礦物質隱蔽起來，可以預防礦物質間交互作用而產生有害的影響。

大學的試驗報告證明可寶盛有硫酸根型微量礦物質兩倍之效果。

       
3. 中性的密度：可寶盛具有和維生素相似的容積，可以減低靜置時的問題。

       
有機態礦物質主要優點取決於它們是以螯合(Chelation)或以隱蔽保護(Sequestering)形式存在，甚至到達胃中還是以「離子鍵」或「電子鍵」方式成複合體存在。

但吾人如何證實它們確實是以複合體存在？

一般可以薄層色層分析法或酵素分析法。

       
有一試驗"斷乳後到上市豬隻利用可寶盛、硫酸鹽與氧化物型礦物質的比較"，其實驗目的為研究以保護型微量礦物質─可寶盛，完全取代傳統微量礦物質(硫酸鹽與氧化物)時，在豬隻成長期(斷乳期至上市)中的可行性探討。

過程

       
本實驗是在法國的飼料廠之研發部門進行完成。

斷乳後11天(以性別、年齡、與體重因子分配)平均地將100頭豬隻分至圈飼區，每一圈飼區飼養6隻豬。

這些動物被飼養於保育舍，然後在保育舍飼養35天(由10-30公斤)，然後轉至肥育舍飼養100天(30公斤至屠宰)。

       
豬隻被分為以傳統的微量礦物質組(control)，可寶盛含量占原微量礦物質的40％(Carbosan 40％)與以可寶盛完全取代傳統微量礦物質(Carbosan 100％)等三組。

各組基礎飼料含量均相同，且每一組飼料均提供相同份量的維生素、礦物質及生長促進劑(保育期添加Carbadox 50 ppm，肥育期時添加15ppm的Avopracine)。

豬隻於斷乳後10、35與85天稱重，並於屠宰時稱重。

結果

       
豬以可寶盛餵飼的攝食情況和傳統微量礦物質組相似。然而，由平均日增重與飼料轉換效率看出，可寶盛組有較佳的效果(如表一)。

表一、試驗時間中表現的數據

 

 

飼料營養雜誌(p.62～68)─莊健隆、九六年八期

 

 

引用：http://www.miobuffer.com.tw/fnm/199608/06.htm