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上海配方師研習(xí)班（微量元素專場(chǎng)）互動(dòng)問(wèn)答集錦（一）

畜牧編輯 2014-12-4 09:26

1301 原作者: 畜牧編輯

簡(jiǎn)介

第14屆飼料商業(yè)配方師研習(xí)班在上海成功召開(kāi)，以下的問(wèn)題來(lái)自討論環(huán)節(jié)的問(wèn)題。

　　1.如何評(píng)估螯合微量元素效價(jià)？

　　傳統(tǒng)微量元素生物學(xué)效價(jià)是指動(dòng)物從一種特定形式的微量元素化合物（如螯合物）中吸收利用該元素（如鋅）的程度。實(shí)際生產(chǎn)中，某種形式的微量元素的生物學(xué)效價(jià)常用測(cè)定其與該元素另一形式或“標(biāo)準(zhǔn)形式”的效價(jià)的比值來(lái)表示。在測(cè)定有機(jī)微量元素生物學(xué)效價(jià)的試驗(yàn)中，常以微量元素?zé)o機(jī)鹽作為其標(biāo)準(zhǔn)形式，如硫酸鋅。目前微量元素生物效價(jià)的評(píng)估方法根據(jù)螯合元素的結(jié)構(gòu)及其功能的不同，有多種方法，如組織含量測(cè)定法、斜率比法、微量元素依賴性生物標(biāo)記法和元素的功效分析法等。組織中微量元素水平實(shí)際上反映的是組織中的儲(chǔ)存量，而不是吸收后輸送到特定組織的微量元素總量。通常，組織中微量元素的儲(chǔ)存量會(huì)受到排泄、利用或應(yīng)激的影響。因此，測(cè)定組織中的微量元素只能反映部分情況。為了真實(shí)地反映生物學(xué)效價(jià)，需要通過(guò)多種方法來(lái)綜合測(cè)定產(chǎn)品的生物學(xué)效價(jià)很重要，僅通過(guò)一種方法測(cè)定是不全面的。如鋅的生物學(xué)效價(jià)，可通過(guò)測(cè)定脛骨中鋅的含量和小腸金屬硫蛋白mRNA 的表達(dá)量，以及體內(nèi)與鋅相關(guān)酶的活性如SOD酶活等來(lái)綜合評(píng)估。

　　實(shí)際上，除了傳統(tǒng)的生物學(xué)效價(jià)定義，最近的研究結(jié)果顯示蛋氨酸羥基類似物螯合微量元素的優(yōu)勢(shì)不僅限于吸收率高，例如可以增強(qiáng)免疫系統(tǒng)功能，減少脛骨的軟骨發(fā)育不良及足底組織損傷，減少腿部畸形（弓形腿，外翻足，顫抖腿）并增加骨強(qiáng)度，降低氧化應(yīng)激和提高生長(zhǎng)性能；而且螯合微量元素的應(yīng)用，可以降低微量元素添加水平，節(jié)約礦產(chǎn)資源，減少環(huán)境污染，有如環(huán)保等諸多方面的效益，這些都是傳統(tǒng)效價(jià)評(píng)估所不能體現(xiàn)的。

　　2.氨基酸金屬螯合物的解離，pH降低時(shí)，平衡會(huì)出現(xiàn)左移金屬離子解離嗎？左移時(shí)隨著pH上升，會(huì)有什么變化？

　　氨基酸螯合鹽在溶液中會(huì)有解離平衡，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，有對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定常數(shù)。在達(dá)到平衡態(tài)后，降低pH時(shí)（使環(huán)境呈酸性方向），溶液中H+增加，平衡向生成氨基酸的方向，金屬離子與氨基酸配體的解離會(huì)增加，游離金屬離子濃度增加；當(dāng)達(dá)到平衡態(tài)后升高pH（使環(huán)境呈堿性方向），也會(huì)破壞原有的平衡，造成螯合物解離增加。

　　pH變化后，螯合物解離的程度與螯合鹽的穩(wěn)定常數(shù)有關(guān)，穩(wěn)定常數(shù)與所用的氨基酸配位體和微量元素都有關(guān)，同一種微量元素，不同的氨基酸，穩(wěn)定常數(shù)不同；同一種氨基酸配位體，與不同金屬元素所得螯合鹽的穩(wěn)定常數(shù)也不同。穩(wěn)定常數(shù)低的解離多，穩(wěn)定常數(shù)高的解離少。羥基蛋氨酸螯合微量元素穩(wěn)定性好，解離的少。部分螯合物的穩(wěn)定常數(shù)logK見(jiàn)下表1。

　　從表1的數(shù)據(jù)可以看到微量元素氨基酸螯合物的穩(wěn)定常數(shù)都在103~6或103~10，而有機(jī)酸的穩(wěn)定常數(shù)大于102，EDTA的穩(wěn)定常數(shù)都大于1013，螯合物的穩(wěn)定常數(shù)過(guò)低和過(guò)高都會(huì)影響動(dòng)物的吸收和利用。同一種氨基酸與不同金屬元素形成的螯合物穩(wěn)定常數(shù)亦有差別；金屬元素與氨基酸的摩爾比時(shí)穩(wěn)定常數(shù)增大很多。動(dòng)物試驗(yàn)研究和實(shí)際生產(chǎn)效果都表明：羥基蛋氨酸螯合微量元素在單胃動(dòng)物胃中的不易溶性，有利于螯合物保持穩(wěn)定性，這種胃中不易溶解的特性并不影響微量元素在小腸中溶解吸收。

表1 部分螯合物的穩(wěn)定常數(shù)logK

　　3.如何測(cè)氨基酸含量和微量元素含量？

　　根據(jù)配位體的組成和比例不同及微量元素的特性，可選用的方式有紅外光譜法、液相色譜法、原子吸收法、質(zhì)譜儀、液質(zhì)聯(lián)用，等多種方法。如羥基蛋氨酸螯合銅，可以采用傅立葉紅外光譜法，測(cè)定相關(guān)指紋峰的變化情況，與標(biāo)準(zhǔn)品所得的標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)比，回歸分析得到氨基酸含量數(shù)據(jù)。

　　4.紅外光譜檢測(cè)的優(yōu)缺點(diǎn)？

　　優(yōu)點(diǎn)，直接，準(zhǔn)確，重復(fù)性好，不需要液體狀態(tài)；

　　缺點(diǎn)，儀器設(shè)備昂貴，需要有純的結(jié)晶標(biāo)準(zhǔn)品。

　　5.怎樣區(qū)別真假螯合？

　　一般采用先定性再定量的方法。先用相應(yīng)微量元素有機(jī)和無(wú)機(jī)態(tài)的理化特性，鑒別是有機(jī)還是無(wú)機(jī)，或通過(guò)較為復(fù)雜理化分析方法紅外光譜、示差測(cè)熱、X射線衍射可以鑒定螯合物產(chǎn)品和混合物。如觀察無(wú)機(jī)鹽和螯合鹽顏色的差異、溶解特性、用顯微鏡觀察產(chǎn)品結(jié)晶的不同，并結(jié)合定量鑒定分析來(lái)鑒別。如：蛋氨酸鉻與無(wú)機(jī)鉻、無(wú)機(jī)鉻＋蛋氨酸，用甲醇提取后觀察提取液顏色，蛋氨酸鉻為紅紫色，無(wú)機(jī)鉻和無(wú)機(jī)鉻＋蛋氨酸為深綠色。

　　6.關(guān)于螯合率？農(nóng)業(yè)部標(biāo)簽？品控方法建立？

　　農(nóng)業(yè)部標(biāo)簽法的正式實(shí)施，有利于真假螯合微量元素的甄別。如果產(chǎn)品有可行可靠的測(cè)定方法證明產(chǎn)品是真正螯合微量元素，才允許在標(biāo)簽上打“螯合”這一關(guān)鍵詞，只能用微量元素與氨基酸的混合物、復(fù)合物等關(guān)鍵詞，而不能用某氨基酸螯合微量元素。

　　對(duì)于品控方法的建立，可以按照前面的定性方法評(píng)估之后，確定為真正螯合的微量元素產(chǎn)品的情況下，再對(duì)其進(jìn)行定量測(cè)定。定量測(cè)定的指標(biāo)有氨基酸和微量元素含量及螯合率等。

　　重點(diǎn)和難點(diǎn)是螯合率的測(cè)定。螯合率是指有機(jī)微量元素產(chǎn)品中螯合元素量占總元素量的比例。在螯合物的實(shí)際應(yīng)用中，人們經(jīng)常把“螯合率”看作一種反應(yīng)得率。檢測(cè)螯合率的方法目前有液體法和固體法兩種，其中液體法又分兩和種，一種是國(guó)標(biāo)GB/T13080.2-2005中運(yùn)用凝膠色譜法進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)將氨基酸螯合物試樣在水中加熱、離心后，分成沉淀和溶液兩部分。溶液中所含的可溶性氨基酸鰲合物及金屬離子經(jīng)過(guò)凝膠分離，在規(guī)定條件下洗脫，金屬離子形成氫氧化物沉淀，將固定在凝膠柱頂端無(wú)法洗脫，可溶性氨基酸螯合物則可通過(guò)配體氨基酸的攜帶從凝膠柱上洗脫下來(lái)，實(shí)現(xiàn)和金屬離子的分離;可溶性氨基酸螯合物洗脫分離完成后，加人EDTA溶液洗脫，使金屬離子從色譜柱上洗脫。用原子吸收光譜法測(cè)定沉淀態(tài)氨基酸螯合物、可溶性氨基酸螯合物及金屬離子的含量，分別計(jì)算出沉淀態(tài)氨基酸螯合物、可溶性氨基酸螯合物占金屬元素總量的比例即可計(jì)算出相應(yīng)的氨基酸螯合物的螯合率。但是此方法在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中檢測(cè)極不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)同一批樣品多次檢測(cè)結(jié)果不一致的現(xiàn)象。另外一種方法就是采用甘氨酸亞鐵國(guó)標(biāo)中檢測(cè)甘氨酸進(jìn)行評(píng)判，因?yàn)槟骋环N特異性氨基酸螯合物中只存在一種氨基酸，如甘氨酸亞鐵中只存在甘氨酸，那么我們就可以檢測(cè)總甘氨酸的含量，再檢測(cè)游離甘氨酸的含量，用總甘氨酸的含量減除游離甘氨酸的含量，再除以總甘氨酸的含量就可以間接折算出螯合率。此種方法簡(jiǎn)單易行，準(zhǔn)確性高，適合飼料企業(yè)實(shí)驗(yàn)室操作。

　　液體法針對(duì)的是溶解性好的螯合元素產(chǎn)品，主要是單體氨基酸螯合微量元素，如果是不溶或難溶的，用液體法難以測(cè)定螯合率，而且在液體在螯合鹽會(huì)有解離，且受環(huán)境中多種因素影響，溶劑的pH 值和濃度對(duì)礦物質(zhì)螯合率的影響很大，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確。盡管微量元素體內(nèi)研究已有一定基礎(chǔ)，但是在理想緩沖液中定量測(cè)定平衡螯合物的結(jié)果與體內(nèi)真實(shí)環(huán)境相比，依然相差甚遠(yuǎn)。消化系統(tǒng)內(nèi)部并不是平衡狀態(tài)，除水和緩沖液，還有各種陰離子、陽(yáng)離子、酶、氨基酸等成分。所以，體外液體狀態(tài)不能完全代表體內(nèi)環(huán)境，因體內(nèi)環(huán)境無(wú)法達(dá)到平衡狀態(tài)。該方法能測(cè)定螯合物的螯合率和溶液中樣品的螯合率，但不能測(cè)定固體樣品的螯合率。因此，液態(tài)狀態(tài)下的螯合率并不能反應(yīng)原產(chǎn)品的螯合效果。

　　因此，固體狀態(tài)是測(cè)定螯合微量元素產(chǎn)品質(zhì)量和均勻度的首選，特別是用于比較不同的固體有機(jī)微量元素產(chǎn)品時(shí)。通過(guò)檢測(cè)螯合程度，我們可以確定終產(chǎn)品的質(zhì)量。為了獲得最精確的結(jié)果，產(chǎn)品應(yīng)以固體狀態(tài)檢測(cè)。諾偉司開(kāi)發(fā)并驗(yàn)證了傅里葉紅外光譜法（FTIR），分析HMTBa與金屬元素結(jié)合的螯合物。該方法通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)品曲線，能定量檢測(cè)出游離或未反應(yīng)的HMTBa 含量，以及產(chǎn)品中螯合物的總量。

　　感謝諾偉司公司對(duì)答案的貢獻(xiàn)，在此表示感謝！

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