【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）有機(jī)鋅源的化學(xué)特性及其對(duì)奶牛的生物學(xué)活性和作用機(jī)理研究動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)博士論文

密級(jí)（ ） 論文編號(hào)（ ） 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 博士學(xué)位論文 有機(jī)鋅源的化學(xué)特性 及其 對(duì)奶牛的 生物學(xué) 活性和作用機(jī)理 研究 o. h. D. i 摘 要 本論文通過(guò)四 個(gè)試驗(yàn)， 對(duì)有機(jī)鋅源的化學(xué)特性、對(duì)奶牛的生物學(xué)活性及其作用機(jī)理進(jìn)行了研究。 試驗(yàn)一 有機(jī)鋅 源 的化學(xué)特性研究 利用 等離子體發(fā)射光譜法、高效液相色譜法、 紅外光譜法、凝膠過(guò)濾色譜法和極譜法，分析了 7 種有機(jī)鋅源產(chǎn)品 和試劑級(jí)硫酸鋅 的礦物元素含量、氨基酸組成、紅外光譜特征、溶解度、在 去離子水 中的絡(luò)合率及絡(luò)合強(qiáng)度。結(jié)果表明： 有機(jī)鋅源產(chǎn)品的含鋅量 和氨基酸組成存在較大差異； 所測(cè) 2 種有機(jī)鋅源產(chǎn)品（ 和 ） 均具有鋅絡(luò) 合物的結(jié)構(gòu)特征；所有有機(jī)鋅源產(chǎn)品在鹽酸、檸檬酸、中性檸檬酸銨緩沖液中的溶解度均在 90%以上，在 沖液中的溶解度 在 間 變化，在水和 沖液中的溶解度變化范圍為 未檢測(cè)到有機(jī)鋅源在 沖液及去離子水中的可溶部分有絡(luò)合鋅的存在；有 4 種有機(jī)鋅源產(chǎn)品屬于弱絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅源，有 1 種有機(jī)鋅源產(chǎn)品屬于中等絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅源，有 2 種有機(jī)鋅 源 產(chǎn)品屬于強(qiáng)絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅源。 試驗(yàn) 二 不同絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅源 對(duì)奶牛奶產(chǎn)量、奶品質(zhì)、免疫功能 和 相關(guān)酶活性的影響 采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)， 用 30 頭健康荷斯坦奶牛，隨機(jī)分為 5 個(gè)處理組 進(jìn)行試驗(yàn) 。結(jié)果表明 ： 弱 絡(luò)合強(qiáng)度 和強(qiáng)絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅 源 可顯著提高 奶牛的產(chǎn)奶量 ；添加 鋅 源可 明顯降低 奶 中 體細(xì)胞數(shù)，其中以強(qiáng)絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅最好，其次為弱絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅和中絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅 ； 有機(jī)鋅源各組 奶牛的 血漿鋅含量高于硫酸鋅 組 ，其中強(qiáng)絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅 組 的血漿鋅含量為最高； 強(qiáng)和弱絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅 組血 清堿性磷酸酶活性 顯著高于對(duì)照組和硫酸鋅組； 中 等 和強(qiáng)絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅能顯著提高 奶牛 血清中總 過(guò) 氧化物歧化酶 和銅鋅 過(guò) 氧化物歧化 酶的活性； 強(qiáng)絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅和弱絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅 可 提高 奶牛 抗體滴度 ,212d。 試驗(yàn) 三 用體外瘤胃發(fā)酵法評(píng)價(jià)不同絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅源的瘤胃穩(wěn)定性 采用 6 4 析因安排的完全隨機(jī)設(shè)計(jì) 進(jìn)行體外試驗(yàn) 。 4種鋅源分別為試劑級(jí)硫酸鋅、弱絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅 (中絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅 (強(qiáng)絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅 (除 4 種鋅源外，還設(shè)置了尿素對(duì)照組和硫酸鋅 +尿素 +酪蛋白 組 ， 于 4 個(gè) 發(fā)酵 時(shí)間點(diǎn) （ 0、 6、 12和 24） 測(cè)定各組的氨氮含量和鋅溶解度。結(jié)果表明： 不同絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅在模擬瘤胃環(huán)境下是穩(wěn)定的 ，過(guò)瘤胃率分別在 92%以上，其中又以強(qiáng)絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅為最好（ ，弱絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅（ 次之， 中絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅（ 相對(duì)最低 。 試驗(yàn)四 用體外人工瘤胃發(fā)酵法評(píng)價(jià)不同絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅源對(duì)瘤胃發(fā)酵的影響 采用 4 3 兩因子安排 的 完全隨機(jī)設(shè)計(jì) ， 4 種錳源為 從試驗(yàn)一中選出 的 絡(luò)合強(qiáng)度分別為弱（ 中（ 強(qiáng)（ 三種有機(jī)鋅源 以及硫酸鋅 ， 3 個(gè)鋅添加水平分別 為 0、 10 和 20g/用體外人工瘤胃發(fā)酵法 進(jìn)行試驗(yàn) 。結(jié)果表明： 不同絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅能使 體外瘤胃發(fā) 酵的 保持正常發(fā)酵范圍；添 加 不同 鋅源、 不同 鋅水平及鋅源與鋅水平互作對(duì)干物質(zhì)降解率 、細(xì)菌鋅含量、揮發(fā)性脂肪酸和細(xì)菌含量及細(xì)菌蛋白含量 均有顯著影響。 總之，不同 有機(jī)鋅 源的 絡(luò)合強(qiáng)度 等化學(xué)特性差異很大；有機(jī)鋅源的 絡(luò)合強(qiáng)度 及 其對(duì)奶牛的生物學(xué)活性有密切相關(guān)性， 其中 強(qiáng) 絡(luò)合強(qiáng)度 和弱 絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī) 鋅 源的生物學(xué) 活性 高 于中等 絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī) 鋅 源 和無(wú)機(jī)硫酸鋅； 適宜 絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅 可能通過(guò)改善瘤胃發(fā)酵和過(guò)瘤胃 率 、提高血漿鋅含量、相關(guān)酶活性及免疫功能、降低奶中體細(xì)胞數(shù)，從而提高奶牛 的 產(chǎn)奶性能。 關(guān)鍵詞： 有機(jī)鋅源，絡(luò)合強(qiáng)度， 生物學(xué)活性 ，體 外發(fā)酵， 奶牛 to n of . on of n in n in 2of n n I Zn of n n of n. of n 0% in n in in No n n 2or n n n . of n on of n a 0 to of of n or of n n n or n in n on n n n in of in n or on n n or of in n or of 1d 2. . A on of n in by in A a 64 of in n n n or a a n on of 6, 12 4), n in in of 0%. n , n in , n . . of n on in a 43 of in in n n , n , n n n , 10 0g/pH in in in n Zn or n n an on M, Zn in FA in of In n in a of n in n n n n of by of of n in in or of in n in i 目 錄 第一章 引言 . 1 1 有機(jī)鋅對(duì)奶牛營(yíng)養(yǎng)作用效果與機(jī)理的研究進(jìn)展 . 1 2 本試驗(yàn)的立題依據(jù)和研究目的 . 8 第 二 章 有機(jī)鋅源化學(xué)特性研究 . 10 1 前言 . 10 2 材料與方法 . 10 3 結(jié)果與討論 . 12 4 小結(jié) . 18 第 三 章不同絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅源對(duì) 奶牛奶產(chǎn)量、奶品質(zhì)、免疫功能和相關(guān)酶活性 的影響 . 22 1 前言 . 22 2 材料與方法 . 22 3 結(jié)果與討論 . 25 4 小結(jié) . 37 第 四 章 用體外瘤胃發(fā)酵法評(píng)價(jià)不同絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅源 在 瘤胃 中的 穩(wěn)定性. 38 1 前言 . 38 2 材料和方法 . 38 3 結(jié)果與討論 . 41 4 小結(jié) . 44 第 五 章 用體外 人工 瘤胃發(fā)酵法評(píng)價(jià)不同絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)鋅源 對(duì) 瘤胃 發(fā)酵的影響 . 45 1 前言 . 45 2 材料與方法 . 45 3 結(jié)果與討論 . 41 4 小結(jié) . 54 本論文的主要結(jié)論、突出創(chuàng)新點(diǎn)及有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題 . 55 參考文獻(xiàn) . 56 附錄 . 65 謝 . 69 作者簡(jiǎn)介 . 70 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文 第一章 1 第一章 引言 1 有機(jī)鋅對(duì)奶牛營(yíng)養(yǎng)作用 及其 機(jī)理的研究進(jìn)展 自從 1934年 著科技的發(fā)展和研究的深入，現(xiàn)已證明鋅參與動(dòng)物體內(nèi) 300余種酶和動(dòng)物蛋白的組成。因它在動(dòng)物體內(nèi)具有廣泛的生理生化功能而被稱為“生命元 素”。在傳統(tǒng)的飼養(yǎng)中，奶牛飼糧中添加的鋅，是以無(wú)機(jī)鹽形式提供的，近年來(lái)添加有機(jī)鋅已日益廣泛。 1999)把有機(jī)絡(luò)合（螯合）物的 可能 優(yōu)勢(shì)綜述如下： 1）它的環(huán)狀結(jié)構(gòu)可以防止微量元素在胃腸道發(fā)生不必要的化學(xué)反應(yīng)； 2）絡(luò)合（螯合）物容易完整地通過(guò)小腸壁進(jìn)入血液； 3）通過(guò)減少和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的互作而增加主動(dòng)吸收； 4）有機(jī)絡(luò)合（螯合）物的的吸收路徑 與 無(wú)機(jī)微量元素 可能 不同； 5）絡(luò)合（螯合）物中的微量元素可以相互促進(jìn)吸收； 6）絡(luò)合（螯合）攜帶負(fù)電荷可以更有效地吸收； 7）絡(luò)和（螯 合 ）物可增加其通過(guò)細(xì) 胞膜的溶解性和運(yùn)動(dòng)性； 8）通過(guò)增加媒介的溶解度而增加被動(dòng)吸收； 9）增加其在低 下的穩(wěn)定性； 10）通過(guò)氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)而被吸收。 許多研究表明，在奶牛飼糧中添加一定量的有機(jī)鋅（如蛋氨酸鋅），能顯著提高奶牛產(chǎn)奶量、機(jī)體免疫力和繁殖性能，有效降低奶牛體細(xì)胞數(shù)和疾病發(fā)生率，并改善奶牛乳房和肢體的健康。本文就有機(jī)鋅在奶牛營(yíng)養(yǎng)中的作用效果及機(jī)理等方面作一綜述。 機(jī)鋅的應(yīng)用效果研究 機(jī)鋅與奶牛產(chǎn)奶量 1990）報(bào)道，在泌乳牛飼糧中添加蛋氨酸鋅形態(tài)的鋅，與等量氧化鋅形態(tài)的鋅加蛋氨酸 的 8次對(duì)比試驗(yàn)中，有 4次試驗(yàn)顯示，在精料補(bǔ)充料中添加（ 20mg/0mg/氨酸鋅時(shí)，奶牛產(chǎn)奶量比同等量的氧化鋅形態(tài)鋅組平均提高 其余 4次差異不顯著。即使是高產(chǎn)奶牛添加蛋氨酸鋅也同樣可以提高產(chǎn)奶量。 1990）總結(jié)科羅拉多州立大學(xué)的試驗(yàn)表明，飼喂蛋氨酸鋅形態(tài)鋅 20mg/同等量氧化鋅形態(tài)鋅加蛋氨酸，產(chǎn)奶量由 均提高 1990） 與 1999)也發(fā)現(xiàn)，與同等量的氧化鋅形態(tài)鋅相比，添加 蛋氨酸鋅形態(tài)的鋅（ 20mg/ 40mg/加了泌乳奶牛產(chǎn)奶量，不降低乳蛋白和乳脂率水平。 機(jī)鋅與奶牛體細(xì)胞數(shù) 在泌乳奶牛上，飼喂蛋氨酸鋅可減少奶牛體細(xì)胞數(shù)。 1990）的試驗(yàn)表明，飼喂蛋氨酸鋅形態(tài)鋅 20mg/同等量氧化鋅形態(tài)鋅加蛋氨酸 處理奶牛 從 105降到 105）。 1990）用加鋅 40mg/氨酸鋅形態(tài)）的劑量試驗(yàn)結(jié)果，體細(xì)胞數(shù)與加同等量的氧化鋅形態(tài)鋅相比下降了 從 105降到 105）。1990）發(fā)現(xiàn)添加低劑量蛋氨酸鋅（加鋅量 20mg/使奶牛體細(xì)胞數(shù)減少 22%，但添加蛋氨酸鋅形態(tài)的鋅量為 40mg/同等量氧化鋅形態(tài)鋅相比可使體細(xì)胞數(shù)減少 50%。可見(jiàn)，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文 第一章 2 加大蛋氨酸鋅的劑量可以更有效地降低體細(xì)胞數(shù)。至于多大劑量為適宜，還需進(jìn)一步試驗(yàn)。但也有報(bào)道認(rèn)為，飼糧中添加蛋氨酸鋅形態(tài)的鋅 40mg/乳體細(xì)胞數(shù)無(wú)明顯影響（ 1988；1993b）。此差異可能與各 受 試牛在試驗(yàn)開(kāi)始前乳體細(xì)胞數(shù)的高低和基礎(chǔ)飼糧中的鋅含量高低有 直接關(guān)系。 1990）發(fā)現(xiàn)，雖然蛋氨酸鋅可減少體細(xì)胞數(shù)，但對(duì) 1993）報(bào)道，氨基酸鋅和無(wú)機(jī)鋅對(duì)體細(xì)胞數(shù)、產(chǎn)奶量無(wú)明顯影響，但氨基酸鋅能使新發(fā)生的傳染病發(fā)病率減少 50%。 因而 認(rèn)為，生物復(fù)合鋅（ n）能抵抗引發(fā)乳房炎的病原菌。奶?；既榉垦灼陂g補(bǔ)鋅可以減緩疾病發(fā)展的嚴(yán)重性，并可加速乳房炎的治愈（趙海珍譯， 2002）。另有報(bào)道證實(shí)，定期補(bǔ)蛋白鋅可減少母牛乳房的內(nèi)感染（王安 和單安山 ， 2003）。在以 上的研究中，沒(méi)有分析有機(jī)鋅是對(duì)傳染性致病菌起作用還是對(duì)環(huán)境性致病菌起作用，或是對(duì)二者都有作用。如果是對(duì)傳染性致病菌起作用，分析作用的大小并針對(duì)性添加，將對(duì)減少抗生素的使用和提高奶牛的使用年限和牛奶質(zhì)量有重要意義。另外，有機(jī)鋅對(duì)改善奶牛乳房 炎 感染發(fā)生率、持續(xù)期及嚴(yán)重程度的作用有待進(jìn)一步研究。 機(jī)鋅與奶牛繁殖 鋅的缺乏對(duì)于公畜精子的形成、第一和第二性器官的發(fā)育、母畜從發(fā)情到分娩以及泌乳的各個(gè)階段都會(huì)產(chǎn)生不利影響（朱蓮珍譯， 1994）。李文 立 等（ 1998）發(fā)現(xiàn)，在荷斯坦種公牛飼糧中補(bǔ) 100mg/7縮短其性反射時(shí)間，增強(qiáng)公牛的性欲，提高精液中鋅濃度，顯著改善精液品質(zhì)。但未見(jiàn)關(guān)于添加有機(jī)鋅對(duì)奶公牛精液影響的報(bào)道。 （ 1987）利用40 頭荷斯坦青年奶牛對(duì)氨基酸鋅螯合物進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明補(bǔ)氨基酸鋅螯合物（加鋅量40mg/青年母牛其腺周纖維化的比例（ 10%）明顯低于對(duì)照組青年母牛（ 58%）。飼以螯合物的青年母牛的卵巢活性升高，而胚胎死亡率降低。有研究（ ， 1993a）發(fā)現(xiàn)，飼以蛋氨酸鋅（加鋅量 40mg/奶牛其新發(fā)生乳房感染率要明顯少于 飼以等量氧化鋅的奶牛。 (1992)發(fā)現(xiàn)，奶牛補(bǔ)飼蛋氨酸鋅（ 100顯著降低自然流產(chǎn)率。 1998）試驗(yàn)證明，給懷孕后期的奶牛補(bǔ)飼蛋氨酸鋅（ 80mg/），奶牛在產(chǎn)后有更好的繁殖性能，表現(xiàn)在產(chǎn)后第一次發(fā)情提前，乳房水腫大大減少。 機(jī)鋅與奶牛肢蹄健康 在伊利諾州立大學(xué)進(jìn)行的長(zhǎng)達(dá)一年的試驗(yàn)中，每天添加來(lái)自蛋氨酸鋅源 200裂、趾間真皮炎、蹄葉炎等疾病（ ， 1988），對(duì)潰瘍和白線 病的發(fā)生也趨于改善（ 1985; ， 1999）。奶牛添加有機(jī)鋅能有效改善蹄部彈性（ 1992）和蹄部質(zhì)量評(píng)分（ 2003）。 研究證明，添加復(fù)合的有機(jī)螯合微量元素比添加單一有機(jī)鋅元素對(duì)蹄健康更有效。在紐約 5個(gè)奶牛場(chǎng)進(jìn)行的二年試驗(yàn)表明，奶牛每日飼喂鋅 360氨酸鋅）、錳 200氨酸錳）、銅125氨酸銅）和鈷 25母鈷），與單獨(dú)飼喂蛋氨酸鋅形態(tài)鋅 360不添加有機(jī)微量元素相比，有更好的蹄部完整性，減少了雙蹄、白線分離、趾間 真皮炎、蹄底出血和蹄底潰瘍的發(fā)病率（ 2000），其結(jié)果與 2002b）的結(jié)果相一致。但是，微量元素之間的關(guān)系復(fù)雜，尚需進(jìn)一步研究有機(jī)鋅和其他 微量 元素的互作關(guān)系，找出它們之間適宜的添加比例及添加量和 最佳 添加時(shí)期。 機(jī)鋅與應(yīng)激 北卡羅來(lái)那的研究者發(fā)現(xiàn)，飼喂蛋氨酸鋅（加鋅量 50mg/應(yīng)激小牛，比飼喂同等量氧中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文 第一章 3 化鋅或未加鋅的應(yīng)激小牛對(duì)牛皰疹病毒疫苗反應(yīng)更好（ 1992）。在得克薩斯，飼喂蛋氨酸鋅（加鋅量 50mg/小牛，當(dāng)感染牛傳染性鼻氣管炎時(shí) ，病情較輕且恢復(fù)較快，表現(xiàn)在較低的直腸溫度和較快地恢復(fù)到正常的采食水平（ 1991）。 2001） 報(bào)道，感染大腸桿菌乳房炎的奶牛飼喂蛋氨酸鋅（ 40），比飼喂等量氧化鋅或未補(bǔ)鋅組能更快地恢復(fù)，表現(xiàn)在較高的產(chǎn)奶量和采食量上。 （ 1992）在研究鋅的來(lái)源對(duì)奶牛健康狀況的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)蛋氨酸鋅（ 100牛的自然死亡率顯著減少，使牛奶中的體細(xì)胞數(shù)從 320000降至 200000。此外，補(bǔ)鋅組的乳腺炎，腐足癥的發(fā) 生率，出生時(shí)已死亡的犢牛數(shù)和由 于生產(chǎn)性能差而被淘汰的牛數(shù)都降低。 機(jī)鋅與環(huán)境污染 反芻動(dòng)物飼糧中添加無(wú)機(jī)鹽形式的鋅，成年動(dòng)物對(duì)其吸收率在 20 40，其余鋅則隨糞便排出體外，造成土壤中鋅含量過(guò)多，嚴(yán)重污染了環(huán)境及水體。飼糧中添加蛋氨酸鋅，不僅會(huì)增加反芻動(dòng)物的生長(zhǎng)和生產(chǎn)性能，還能減少對(duì)環(huán)境的污染。因?yàn)榈鞍彼?和 鋅螯合后能提高鋅元素的利用率，減少糞便中鋅的排泄量，從而減少金屬元素對(duì)環(huán)境的污染 （王希國(guó)和孫文志， 2002） 。 以上的試驗(yàn)結(jié)果表明，有機(jī)鋅對(duì)奶牛的各種作用效果總體是有機(jī)鋅優(yōu)于無(wú)機(jī)氧化鋅，但也存在許多的問(wèn)題。因此，有必要 弄清影響有機(jī)鋅作用效果的各種因素，進(jìn)一步驗(yàn)證有機(jī)鋅對(duì)奶牛的營(yíng)養(yǎng)作用效果。 響有機(jī)鋅作用效果的因素 機(jī)鋅的產(chǎn)品質(zhì)量 有機(jī)微量元素是指微量元素的無(wú)機(jī)鹽與有機(jī)物及其分解產(chǎn)物形成的化合物。根據(jù)美國(guó)飼料管理官員協(xié)會(huì)（ 1989）關(guān)于有機(jī)微量元素的定義，有機(jī)微量元素化合物可以分成 5類，（ 1）由可溶性金屬鹽與某種或幾種氨基酸形成的金屬絡(luò)合物；（ 2）由可溶性金屬與一種特定氨基酸形成的金屬氨基酸絡(luò)合物；（ 3）由可溶性金屬與氨基酸按 1:1 1:3（最好為 1:2）比例以共價(jià)鍵結(jié)合而成的金屬氨基酸 螯合物；（ 4）由可溶性金屬鹽與多糖溶液形成的多糖絡(luò)合物；（ 5）由可溶性金屬鹽與部分水解的蛋白質(zhì)螯合物而成的金屬蛋白鹽。而有機(jī)鋅的產(chǎn)品質(zhì)量是指產(chǎn)品中有機(jī)鋅所占比例以及其絡(luò)合強(qiáng)度，是影響有機(jī)鋅作用效果的首要因素，但無(wú)論是 1998）還是 國(guó)分析化學(xué)協(xié)會(huì) ， 2000）都沒(méi)有提出鑒別上述有機(jī)微量元素產(chǎn)品質(zhì)量的方法。 近年來(lái)人們?cè)噲D用不同方法鑒別有機(jī)微量元素產(chǎn)品的質(zhì)量。溶解度法是檢測(cè)微量元素產(chǎn)品質(zhì)量的常用參考方法，可能對(duì)解釋無(wú)機(jī)微量元素化合物中氧化物與硫酸鹽之間生物學(xué)利用率的差別具有重要意義，但對(duì)有 機(jī)微量元素化合物生物學(xué)利用率的解釋可能意義不大（ 1998）。根據(jù)在中性水溶液中以游離狀態(tài)存在的金屬離子在消化道內(nèi)也一定以離子狀態(tài)存在的假設(shè)，最近出現(xiàn)的兩步溶解度法似乎是比較簡(jiǎn)單、直接的分析方法，既將樣品溶于去離子水中，然后過(guò)濾，分別分析濾過(guò)液和不溶性殘?jiān)械奈⒘吭睾亢偷鞍踪|(zhì)含量，從而推斷有機(jī)微量元素化合物中金屬與有機(jī)物結(jié)合的比例。 1994）根據(jù)此法利用銅離子比色條測(cè)定了 11 種有機(jī)銅化合物的質(zhì)量，結(jié)果 11 種有機(jī)銅化合物的穩(wěn)定常數(shù)變化范圍為 這種方法只適用于有機(jī)銅化合物質(zhì)量的測(cè)定。 1997）在 1994）的基礎(chǔ)上，利用離子選擇性電極分析濾過(guò)液中的金屬元素，分別測(cè)定了 9種有機(jī)銅源和6 種有機(jī)鋅源在水中的結(jié)合程度，這種方法提供了鑒別劣質(zhì)產(chǎn)品的方法，但通過(guò)檢驗(yàn)的不一定是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文 第一章 4 優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，因?yàn)樗吘购拖纼?nèi)的環(huán)境不同，而且，由于不僅許多因素影響微量元素的吸收，即使有機(jī)微量元素本身的溶解度也有很大差別，因此有機(jī)微量元素的溶解與否與其利用率的關(guān)系仍有待于進(jìn)一步研究。 1997）用可見(jiàn)光檢測(cè)金屬離子的幾何結(jié)構(gòu)來(lái)判斷有機(jī)微量元素產(chǎn)品的優(yōu)劣，但這種方法只能用于可溶性有機(jī)微量元素化合物質(zhì)量的鑒別。 1995）用紅外線和 以反映固體產(chǎn)品中是否有螯合物存在，但不能反映有多少元素被 絡(luò)合（ 螯合 ） ，有多少元素未被 絡(luò)合（ 螯合 ） ，以及所形成 絡(luò)合（ 螯合 ） 物的穩(wěn)定程度。分子量法至多能給出產(chǎn)品的分子量分布，不能說(shuō)明金屬與有機(jī)分子的結(jié)合方式，不能區(qū)別與金屬離子結(jié)合的 2 個(gè)低分子配位體與 1 個(gè)未與任何金屬離子結(jié)合的中分子量的二肽（ 1997）。氣壓計(jì)、質(zhì)譜儀和高壓液相色譜都易引起 絡(luò)合（ 螯合 ） 物的分解，分析結(jié)果也不可靠（ 1997）。 凝膠過(guò)濾色譜法可以按分子大小將不同形態(tài)微量元素分開(kāi)，為研究有機(jī)微量元素的存在狀態(tài)提供了一種重要的檢測(cè)手段（ 1994； 1996； ， 1998;004）。 1998)用 凝膠過(guò)濾色譜法 分析了 5種有機(jī)鋅在 現(xiàn)在 緩沖液中沒(méi)有絡(luò)合鋅存在，而在去離子水中有少量的絡(luò)合鋅存在。本實(shí)驗(yàn)室的前期研究（ ， 2004）表明，不同絡(luò)合強(qiáng)度有機(jī)錳源在 緩沖液中沒(méi)有絡(luò)合錳存在。 1963）曾利用滴汞電極測(cè)定了有無(wú)螯合配位體存在時(shí)金屬離子的電位變化， （ 1995）和 1997）將這種方法應(yīng)用于測(cè)定礦物元素金屬蛋白鹽絡(luò)合強(qiáng)度的測(cè)定，并測(cè)定了銅、鋅和錳蛋白鹽的絡(luò)合強(qiáng)度。但這兩種方法都只能說(shuō)明有機(jī)微量元素產(chǎn)品中可溶部分的絡(luò)合強(qiáng)度或存在狀態(tài)，不能反映不溶部分的性質(zhì)。 綜上所述，分析有機(jī)微量元素質(zhì)量的方法有很多，但都有其局限性或不足 。因此，很有必要對(duì)有機(jī)鋅質(zhì)量的測(cè)定方法進(jìn)行研究，有效地分析和研究有機(jī)鋅源的化學(xué)特性，為合理應(yīng)用有機(jī)鋅源添加劑提供試驗(yàn)依據(jù)。 加量和添加時(shí)期 從 1990）總結(jié)的 8 個(gè)試驗(yàn)結(jié)果看，有機(jī)鋅對(duì)奶牛的作用效果有正有負(fù)，其中 4個(gè)試驗(yàn)作用明顯， 4 個(gè)不明顯 。 4 個(gè)作用明顯的奶牛初始產(chǎn)奶量明顯高于其余 4 個(gè)，添加 40mg/0mg/乎有機(jī)鋅只對(duì)高產(chǎn)奶牛有效果，而對(duì)中低產(chǎn)奶牛，補(bǔ)充有機(jī)鋅 時(shí) 未見(jiàn)有明顯的效果。同時(shí)，有機(jī)鋅并不是代謝基質(zhì)，它不能代替常規(guī)飼 料養(yǎng)分，只有當(dāng)奶牛基礎(chǔ)飼糧（特別是粗飼料）組成較好時(shí)，才能充分顯現(xiàn)補(bǔ)充有機(jī)鋅的正效果。 2001）推薦的奶牛鋅需要量為 18體依奶牛的不同時(shí)期和干物質(zhì)的采食量而定。 1990）推薦的蛋氨酸鋅形態(tài)的鋅的添加量為 20mg/奶牛體細(xì)胞數(shù)較高和有肢體病時(shí)，可添加到 40mg/個(gè)星期之內(nèi)就有反應(yīng)，隨著病情的好轉(zhuǎn)，逐漸把添加量降下來(lái)。在奶牛生產(chǎn)的實(shí)踐中，經(jīng)常會(huì)添加高于 40mg/ ,具體添加時(shí)期為奶牛應(yīng)激、高產(chǎn)和疾病時(shí)期。 料營(yíng)養(yǎng)水平 在實(shí)際生 產(chǎn)中，飼喂奶牛的基礎(chǔ)飼糧都是不同的，有用全混合日糧（ 由采食的，也有分餐定量采食的，還有放牧加補(bǔ)飼的，營(yíng)養(yǎng)水平也有差別，這都會(huì)影響到奶牛的生產(chǎn)性能 ,進(jìn)而影響有機(jī)鋅的應(yīng)用效果 。鋅和銅相互拮抗，大部分情況下，如果銅的可利用程度在臨界水平，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文 第一章 5 鋅會(huì)干擾銅的吸收，導(dǎo)致銅缺乏，但當(dāng)飼糧銅 鋅比例極高時(shí)（ 50： 1），銅會(huì)干擾鋅的吸收，雖然這種情況不易發(fā)生在牛身上（ 969）。食物或飼料中過(guò)量的鐵會(huì)干擾人體和其他物種對(duì)鋅的吸收，但沒(méi)有研究反芻動(dòng)物飼糧含鐵量與鋅吸收率的資料 。 在實(shí)際生產(chǎn)條件下，飼糧 含鐵量往往超過(guò)奶牛的需要量。 鎘對(duì)鋅的吸收有拮抗作用，并干擾肝臟和腎臟組織對(duì)鋅的代謝 （ 986） 。鉛競(jìng)爭(zhēng)性抵制鋅的吸收，也影響亞鐵血紅素合成中鋅的功能（ ， 1975）。鈣能減少鋅的吸收并干擾鋅的代謝。錫也可能干擾鋅的吸收（ 1984）。 照物類型 在大多數(shù)的研究中，都是以氧化鋅作為標(biāo)準(zhǔn)參照物（ ， 1990； ， 1993；， 1994）。氧化鋅的溶解度低，生物學(xué)利用率明顯低于相應(yīng)的硫酸鋅。 飼料級(jí)微量元素鹽類所含其他雜質(zhì)的量通常高于試劑級(jí)化合物，由于其它元素的影響，飼料級(jí)硫酸鹽對(duì)動(dòng)物的利用率通常也低于試劑級(jí)硫酸鹽。利用不同純度的硫酸鋅或氧化鋅作為標(biāo)準(zhǔn)參照物是引起有機(jī)微量元素利用率測(cè)定結(jié)果差異大的重要原因。 張素華等（ 2002）總結(jié)了 16 個(gè)有機(jī)態(tài)鋅和無(wú)機(jī)態(tài)鋅利用率比較試驗(yàn)，其中的 3 個(gè)以硫酸鋅為參照物的試驗(yàn)，有兩個(gè)結(jié)果是蛋氨酸鋅生物利用率和氧化鋅相似，一個(gè)是蛋氨酸鋅高于硫酸鋅。另外的 13個(gè)以氧化鋅為參照物的試驗(yàn)中，有 3 個(gè)是蛋氨酸鋅的生物利用率和氧化鋅相同，其余10 個(gè)是蛋氨酸鋅高于氧化鋅。因 此，雖然添加氧化鋅成本低，但由于它在消化道的溶解度差，其利用率明顯低于硫酸鋅，從而在一定程度上夸大了有機(jī)鋅的作用效果。 價(jià)指標(biāo) 微量元素在體內(nèi)的代謝途徑和功能不同，特異性敏感指標(biāo)也不同。張素華等（ 2002）總結(jié)的 16 個(gè)有機(jī)態(tài)鋅和無(wú)機(jī)態(tài)鋅利用率比較試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)不同試驗(yàn)所采用的評(píng)價(jià)指標(biāo)并不一致，采用了生長(zhǎng)、免疫力、血漿鋅、堿性磷酸酶、產(chǎn)奶量和表觀吸收率等檢測(cè)指標(biāo)。采用指標(biāo)的不一致是生物利用率比較結(jié)果不一致的重要原因。同時(shí)，一些營(yíng)養(yǎng)學(xué)家用不同動(dòng)物品種的研究不正確地去比較不同鋅源的生物學(xué)利用率 ，盡管這些研究表現(xiàn)出不同水平的生物學(xué)利用率，但是從科學(xué)角度上來(lái)說(shuō)在這些源之間比較是不可行的。因?yàn)楸容^的是相對(duì)生物學(xué)利用率，結(jié)果是來(lái)自自身的每個(gè)試驗(yàn)，數(shù)據(jù)不能用于類推到別的試驗(yàn)。不同的試驗(yàn)設(shè)計(jì)的生物學(xué)利用率估計(jì)的變異較大，只有在統(tǒng)一和確定的條件下比較不同鋅源，才有可能得出每個(gè)鋅源相對(duì)于其他鋅源的真實(shí)情況（ 1997）。 血漿中鋅的濃度可隨年齡、應(yīng)激、感染和飼料限制而波動(dòng)（袁森泉譯， 2001）。 2001）認(rèn)為，用肝臟中鋅濃度確定鋅是否適宜很困難，而當(dāng)肝臟含鋅量低于 100mg/物質(zhì)）時(shí)，有可能被診斷為鋅缺乏。碳酸酐酶和堿性磷酸酶在血液中的活性可被用來(lái)評(píng)定鋅的代謝狀況，但這種方法不易被解釋清楚，因?yàn)椴l(fā)癥與鋅缺乏一樣，也會(huì)影響這些酶的活性。尿液或血漿中的金屬硫蛋白（ 量最有希望成為反映鋅代謝狀況的指標(biāo)，這種蛋白質(zhì)受組織中鋅的誘導(dǎo)產(chǎn)生 并釋放進(jìn)入血液（ 984），也許是反映組織中鋅代謝狀況的較好的指標(biāo)。 金屬硫蛋白也叫金屬硫組氨酸甲基內(nèi)鹽，是一個(gè)低分子量的蛋白（約 6500 道爾頓）。由 61個(gè)左右的氨基酸組成，其 中 1/3是半胱氨酸。每個(gè)金屬硫蛋白分子可以結(jié)合 7個(gè)金屬離子。在正常生理?xiàng)l件下，它主要是鋅或鋅銅結(jié)合蛋白。金屬硫蛋白除對(duì)重金屬有解毒作用外，對(duì)金屬有運(yùn)輸貯存作用，它還可以清除自由基，調(diào)節(jié)機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育。它也可以在體外激活一些含金屬的酶，抵抗如低溫、高溫等不利環(huán)境，以及激烈運(yùn)動(dòng)、四氯化碳中毒以及細(xì)菌感染引起的低鋅癥。 從而中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文 第一章 6 可以防止它們的致癌、致突變作用，以維持細(xì)胞的正常代謝和分裂 ， 另外還可以激發(fā)機(jī)體的免疫功能，增強(qiáng)機(jī)體的防癌和抗癌能力 （柴春彥等， 2002） 。 因此，從 角度來(lái)深入研究有機(jī)鋅具有重要意義。 機(jī)鋅的作用機(jī)理 牛采食量途徑 奶牛飼喂有機(jī)鋅，其產(chǎn)奶量大部分都提高，而且乳中的乳糖、乳脂和干物質(zhì)等含量不減少，補(bǔ)鋅可以改善機(jī)體消化機(jī)