畜禽飼料中添加有機鐵的利弊
鐵是維持動物代謝和生長所必需的微量元素之一。長期以來，畜禽日糧中的鐵是以無機鐵(硫酸亞鐵)的形式添加，由于其在飼料中所占的成本比較低，所以從研究到應用均受到忽視。NRC(1994)確定畜禽鐵需要量時，是以無機鐵為試驗材料，參考的數(shù)據(jù)陳舊(1930-1994)，評價指標單一。一些營養(yǎng)學家認為NRC的推薦水平不能滿足生產(chǎn)條件下畜禽的需要，有必要增加安全裕量，但增加多少缺乏深入研究。當今商業(yè)性微量元素鐵的添加水平并不完全遵從標準，也沒有考慮飼料原料的因素，盡管原料中鐵含量存在變異，但并不能認為不能被動物利用。超量添加的結果造成鐵過量，而且與其他元素的比例失調。過量使用無機鐵有以下弊端：一是經(jīng)濟上浪費，吸收的不確定性不僅影響自身利用，也會降低其他元素的利用；二是影響食欲，糞尿中排泄多，污染環(huán)境；三是性質不穩(wěn)定，破壞維生素，加速油脂氧化；四是雜質、氧化物和重金屬超標，對動物產(chǎn)生毒性，會出現(xiàn)安全問題；五是容易引起異食癖、黃膘肉、腸胃炎(胃潰瘍)、嘔吐等；六是使預混料變色，腐蝕加工設備�；阼F過量對動物和環(huán)境帶來的負面影響，因此，越來越多的有機鐵被開發(fā)使用，以幫助降低飼料中無機鐵的添加水平，減少糞尿中鐵的排泄。但是有關有機鐵的特性、使用效果和評判缺乏綜合報道，本文就此作統(tǒng)一歸納，供同仁參考。
1有機鐵的存在形式
1.1有機鐵的定義
鐵元素與有機酸、氨基酸、小肽、蛋白質和多糖衍生物等配位體(供體)通過離子鍵或共價鍵結合而成的絡合物(或螯合物)。絡合鐵通常是一個鐵元素與一個有機酸構成的，它們之間以簡單的離子鍵相連，只有一個結合點。螯合鐵結構比較復雜，它一般由一個鐵元素通過至少兩個鍵與一或兩個配位體構成。例如，氨基酸螯合鐵中，鐵與兩個氨基酸形成4個鍵，其中兩個鍵是鐵與氧形成的離子鍵，結合力一般很弱，另外兩個是鐵與氮形成的共價鍵，結合力相對較強。螯合鐵也稱內(nèi)絡合鐵，由于它的環(huán)狀結構，通常比絡合鐵穩(wěn)定。鍵的類型和強度是影響絡合物穩(wěn)定性和生物利用率的重要因素。美國官方飼料監(jiān)測局(MFCO，1996)確定的有機鐵定義：對氨基酸和蛋白質金屬螯合鐵，是指可溶性鹽的鐵離子同氨基酸按照1:1～3(最佳為1:2)的比例反應，生成配位的共價鍵所得產(chǎn)物。水解氨基酸的平均分子量為150，生成的螯合鐵分子量不得超過800。
1.2有機鐵的形式
根據(jù)配位體的不同，有機鐵大體分為：有機酸鹽、水解蛋白鹽復合物和氨基酸絡合物(螯合物)。有機酸鹽：有機酸與金屬鹽絡合形成的化合物。富馬酸、乳酸、檸檬酸、葡萄糖酸等為常用的配位體。水解蛋白鹽復合物：鐵離子與蛋白質水解產(chǎn)物(氨基酸片段或小肽)螯合成的產(chǎn)品。螯合率一般在50%左右，鐵含量偏低(10%左右)，判定和檢測難度大。氨基酸微量元素螯合物：金屬鹽與單一氨基酸或羥基蛋氨酸按1:1~1:3以配位鍵螯合而成。配位體：甘氨酸、蛋氨酸、羥基蛋氨酸和賴氨酸等。反應條件一致，螯合率一般在90%以上，以氨基酸途徑吸收。
1.3絡合常數(shù)與螯合率
絡合常數(shù)(或者稱螯合強度)表示絡合的穩(wěn)定性。絡合常數(shù)小于10為弱絡合，大于100為強絡合，大于1000為極強絡合(如EDTA)，10-100之間為中度絡合。在一定范圍內(nèi)，螯合強度越強，金屬絡合物的可溶性和生物利用率越高。一般有機酸鹽屬于弱絡合，氨基酸類絡合屬于中強絡合。絡合越強，吸收越好，但吸收好并不等于利用好，中度絡合利用最好。離子半徑越小、電荷數(shù)越高，螯合物越穩(wěn)定，穩(wěn)定性依次為：Fe3+>Cu2+>Zn2+>Fe2+>Mn2+。螯合物不溶于甲醇，非螯合的氨基酸和無機鹽溶于甲醇。用甲醇對樣品進行萃取，分離出螯合物沉淀，取上清液加雙硫腙顯色鑒別金屬離子。對提純后的螯合物加入Na2S使金屬離子與之反應形成沉淀，釋放出氨基酸，用茚三酮顯色鑒別氨基酸，用甲醛法滴定或定氮法測定氨基酸含量。螯合率測定方法是用甲醇萃取樣品，將沉淀用酸分解后測定其中金屬離子的濃度(C沉淀)。螯合度(率)=C沉淀÷C總×100%。優(yōu)質產(chǎn)品螯合率≥90%。測定方法見GB/T13080.2-2005《蛋氨酸鐵(銅、錳、鋅)螯合率的測定凝膠過濾色譜法》。