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有机铬对动物瘦肉率提高的重要性

作者:来源:时间:2008-06-10 15:02点击:

有机铬对动物瘦肉率提高的重要性

 
 

摘要

        近年来,螯合或 ?态的微量元素(trace Minerels)已被认为是极重要的营养素。这些被活化了的有机物质不只被用来补充动物生理需要,更被视为增加利润的利器,这点不是一般无机矿物质所能做到的。在这麽多种矿物质中,最有趣的例子莫过於铬(Cr)了。一般而言,铬并未被添加在动物食粮中,但是,螯合铬已被用来降低体脂肪,增加瘦肉组织。对仔牛而言改善运输紧迫且生长性能的加强,降低血中胆固醇的浓度并促进免疫反应。而锰(Mn)则已被添加於微量元素的预拌成品中,螯合锰已被确定有其经济价值。如:用於猪可减少脂肪与增加瘦肉,用於火鸡畜群可增加生长速率及促进免疫反应。铬与锰的作用模式很相似─ ─均与碳水化合物的代谢有关。毫无疑问的螯合矿物质在动物营养方面的确有相当的重要性,但要将它们用在动物的饲养上,唯有了解它们的作用机制才能最有效的加以运用。

前言

        微量元素在动物饲料的价值在多年前就已经广为人所知了,其中无机态的铜(Cu)、铁(Fe)、碘(I)、镁(Mg)、锰(Mn)、硒(Se)、锌(Zn)及铬(co)均已列入动物食粮的配方中了,用量则以百万分之一计(mg/kg或PPM)。但是最近铬与其他的微量元素却成为研究的焦点。

        近年来最引人注目的就是这些矿物质有机化的研究,而要「有机化」的方法就是「螯合 」(chelted)、「复合」(complexes)、「蛋白化」(proteinates)及「生物化」(Bioplexzes)。根据韦氏字典上的定义,「螯合」为一化学物质有一中央核心,通常为金属离子,与相邻的分子相接至少二点,而形成的环状化合物。如图一。

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        图中的「R」一般是用胺基酸,双或三 ?及蛋白质,中央就是被螯合的金属离子,最典型的例子是红血球中的血红素(hemoglobin)。微量矿物质螯合後有优异的特性,更适用於动物饲料中,由於微量元素的游离态是带正电荷的,如锌(Zn)离子带二个正电荷;螯合後呈电中性,如此比较容易被吸收与代谢。为了保有良好的生物活性,螯合必须有下列条件:电荷中性、低分子量及稳定性,但结合的键结不可以太强。如此当胺基酸与双或三 在肠道被吸收的同时,微量元素也被吸收利用了。所以螯合矿物质在动物的营养上有相当大的价值。要运用微量矿物质必须先研究其生物特性。

        虽然目前对微量元素的研究仍然有限,但是对螯合矿物质的相关文献有所了解是必须的,而本篇是把重点放在有机化铬上面。

       铬(Chromium)

        铬是所有动物所必须的营养素,目前累积的研究报告证明,在某些情况下在饲料中添加铬有相当的经济价值。让我们回顾一些铬在营养上研究报告:(Wallach, 1985;Anderson, 1987;Offenbacher and Pi-Sunyer, 1988)被检测出来。在人的方面;铬含量随年龄增加而减少,血中铬浓度随着感染疾病或怀孕而减少。铬的排出靠尿液,而其排出的量随生理损坏、奔跑、紧迫而增加。

        效率最好的铬离子有三价铬与六价铬,二种效果均佳,但在代谢的途径上则有些不同,六价铬比三价铬更快被吸收,但六价铬的毒性也较高,所以六价铬并不像三价铬被广泛的做研究。

        无机态的铬其吸收率很低,只有13%(Anderson and Kozlovsky, 1985;Offenbacher et al., 1986),而含天然铬的啤酒酵母菌,其铬的利用率则达到15-25%。

        缺乏铬时会有下列症状:(Anderson et al., 1991)

        加速血糖升高:(Fasting hyperqlycemia)

        葡萄糖转化不全(Impaired qlucose tolerance)

        胰岛素循环率提高(Elevated circulating insulin)

        糖尿病(Glycosuria)

        血中胆固醇量提高(Elevated serum cholesterol)

        血中三酸甘油酯提高(Elevated serum triglycerides)

        胰岛素结合能力降滴低(Decreased insulin binding)

        胰岛素接受器数且减少(Decreased insulin receptor number)

        碳水化合物与脂肪的代谢:上述之铬缺乏症均与碳水化合物与脂肪的代谢有关,可知铬在胰岛素的控制系统中相当重要。Schwanz与Mertz发现三价铬是葡萄糖耐受因子(glucose tolerance factor, GTF)的主要活化物。这会使得胰岛素的作用更加有效率,但详细机制仍不清楚。

        胰岛素参加碳水化合物和脂肪的代谢并帮助生长,协助葡萄糖转换,与胰岛素接受器接合,增加胺基酸吸收及合成蛋白质。胰岛素可促进肌肉,肝和脂肪组织中的同化作用(amabolic reaction)而且抑制异化作用(catabolic reaction),胰岛素使葡萄糖和胺基酸进入肌肉组织的主动运输更活化,加速蛋白质的合成的,而葡萄糖的糖解作用与氧化磷酸反应可以供应其需的能量。除此之外,胰岛素更抑制了糖质新生作用(gluconeogenesis)避免胺基酸和甘油转变成葡萄糖,同时胰岛素也有助於延长细胞蛋白的寿命,并减慢蛋白质转变的过程。

        同样的,胰岛素也促进葡萄糖运入肝细胞,所以肝脏会有额外的─ ─约5%肝醣形成,脂肪酸形成後就被送到脂肪组织贮存起来。如此一来,铬能增加胰岛素的效率,那麽铬真可说是配方中适当的蛋白质/能量比值转变成肥瘦肉率的关键了。这意谓着饲料中额外的能量造成肥胖的机会减少了。换言之,铬增加了动物精肉化的机会。螯合态的铬:我们回顾一些研究报告可以更明了螯合矿物质在提高吸收率方面及减少与其他矿物质竞争拮抗的情形。Vardergrift,在1992年时发表有机态的铁、铜、锌、锰都比无机态的吸收率要高20%以上,同时也改善了生长的表现,繁殖的性能及免疫能力。Rotter在1991年发表在仔牛食粮中加入同量的有机锰与无机锰做比较,血中锰浓度以有机锰组较高。Clark 1993年报告使用生化铜可增加肉用母牛肝中的铜量。Madsen则研究出螯合矿物质在某种紧迫或疾病时效果较佳,且螯合矿物质远比无机矿物质更易达到作用器官(target organs)。

        Evans氏研究?啶甲酸甘铬在人类营养上的效用,他用200微克的?啶甲酸甘铬和安慰剂做为期6周的研究,使用?啶甲酸甘铬的人,血中血糖升高的速度减少18%,血红素减少10%,低密度脂蛋白质胆固醇也减少了5.5%,相对的高密度脂蛋白质和三酸甘油脂的浓度及其他血清指标则不受影响。在另一组研究中,将一般的学生施以重量训练,并分别给予200微克之?啶甲酸甘铬或安慰剂,经40天後做比较,平均增重为2.2公斤,其中有75%是瘦肉组织,比较值图二:

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        除此之外又有另一组试验,目的是将足球队员减重同样给予200微克的?啶甲酸甘铬或安慰剂,为期6周。经42天的运动後,?啶甲酸甘铬组的平均体重减少了1.2kg,但分析起来是脂肪减少了3.4kg约合23%,而瘦肉反而增加了2.6公斤,且瘦肉率自84.2%提高到87.8%。(如图三、四)

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        无机和有机的铬曾在路易斯安那州立大学做过肉猪生长试验,他们是用二点来评估铬的效果,一是血中营养素之浓度变化,一是屠体品质。在此我们举出二个试验。

        在第一个试验中,采用三种配方的饲料,一是基础料、二是氯化铬加基础料、三是?啶甲酸甘铬加基础料,结是显示,?啶铬组的摄食量明显的增加,而每公斤饲料的换肉率也提高,第10肋骨处之背脂减少,腰眼面积增加,瘦肉率也提高如表一:

表一:无机及有机铬对肉猪的影响

  基础料组 氯化铬组 铬酵母组
日增重(kg/天) 0.686 0.727 0.723
采食量(kg/天) 2.09 2.08 2.25
增重/采食量 0.328 0.349 0.321
胆固醇(mg/dl) 72.3 80.4 68
生长激素(ng/ml) 2.61 2.37 1.55
胰岛素(u/ml) 19.5 20.6 22.5
第10肋骨背脂厚度(cm) 3.07 2.90 2.39
腰眼面积(cm2) 31.5 31.2 38.4
瘦肉率 52.3 52.3 55.7
屠宰率 74.6 74.6 74.2

        在这一组试验中,除了?啶甲酸甘铬的添加外,亦同时比较二个不同遗传品系的表现。当然,不同的遗传品系会有不同生长表现,这并无法由铬来掩盖,但在第10肋骨背脂厚度与腰眼面积的改善程度却相似,而且胆固醇的量也确实被铬所降低了。(如表二)

表二、 ?啶甲酸甘铬对不同品系猪只之屠体影响

  基础日粮组 200PPb铬组 平均差值
LSU CB LSU CB
日增重(kg/天) 0.712 0.867 0.743 0.829 0.025
采食量(kg/日) 2.18 2.76 2.28 2.57 0.08
增重/采食量 0.326 0.313 0.326 0.322 0.005
屠宰率 74.5 75.1 74.6 74.6 0.3
第10肋骨背脂厚度(cm) 3.26 3.42 2.78 2.55 0.01
腰眼面积(cm2) 32.0 31.7 34.8 34.8 0.9
瘦肉率 50.4 49.6 52.6 54.1 0.6

LSU表示:来自路易斯安那州立大学农学院养猪研究中心

CB表示:一般的商业肉猪场

        由Tindermann等研究也获得了一致的反应,他研究提高离胺酸的量与铬的关系,以国际标准(NRC)的离胺酸需要量和120%需要量来做试验,同样的使背脂变薄,腰眼面积增大。(如图五)

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        由Moonsie-Shageer和Mowat在1993年所作好试验在运输了18小时的仔牛口粮中添加0.16PPM的铬酵母,显示铬的实际利益。仔牛喂以0.2或1PPM的铬,使日增重与日采食乾物质均增加了27%。尤其明显的是添加铬酵母後显着的增加取紧迫仔牛的免疫力及生长表现。更早期的Chang和Mowat在1992年也曾研究铬酵母对仔牛免疫球蛋白促进效果,其结果如图六:

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结论

        饲料中添加铬酵母是非常有价值的,因可改善精肉率,同时生长率增加与较佳的饲料利用率;另外添加铬酵母可明显地降低紧迫且增加免疫反应的蛋白含量。


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