關于有機微量元素的幾個問題的討論

畜牧編輯 2013-11-12 15:01

1308 1 原作者: 和興

簡介

有機微量元素的概念源于微量元素和有機物的結合，結合的形式和程度不同，化合物的結構和性質的差異都會產(chǎn)生不同的作用和效果，由于“效果”經(jīng)常被人為放大，這就改變了人們在化合物結構、性質與其作用和功效相關。

　　有機微量元素的概念源于微量元素和有機物的結合，結合的形式和程度不同，化合物的結構和性質的差異都會產(chǎn)生不同的作用和效果，由于“效果”經(jīng)常被人為放大，這就改變了人們在化合物結構、性質與其作用和功效相關性的“聯(lián)想”，其實效果的“放大”少部分源于市場宣傳作用，大部分來自于研究者自身；人們在現(xiàn)象和本質的邏輯推理時，主觀的意識和客觀實際間的差距影響到對結論的判斷。針對飼料添加劑領域中對有機微量元素認識中存在的問題我們可以有如下探討：

　　一、結構、“結果”和“結論”
　　在化學研究領域，證明化學物質的結構、性質是通過物理的和化學的實驗，從試驗數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)可以剖析同族元素的、同分異構的、光學異構的物質的不同。在生物化學和生理學領域研究中，人們可以根據(jù)已知化合物的結構和性質，通過各種手段（包括動物實驗）研究它們的相關性和“作用”，于是生物化學和生理學就成為了動物營養(yǎng)學的研究基礎。營養(yǎng)學研究通用的手段之一是動物實驗（飼養(yǎng)試驗），其影響因素的復雜程度遠大于化學實驗和生理、生化實驗，主要是未知的、不可預見的、不可控制的因素較多?？上攵?，僅從觀測角度看待一個組合的因素（飼料）對一個（群）變化多端的生命體的作用，結論是不好下的，人們必須假定實驗組和對照組的基礎是一致的，然后再比較統(tǒng)計結果。例如：在基本相同的環(huán)境、條件下、在同一群動物中研究“有機的”、“螯合的”、“納米的”、“包被的”微量元素與“無機的”哪一個“效果”更好，目前得到的絕大多數(shù)“結論”都是好的，于是就有了一個“潛規(guī)則”：統(tǒng)計結果相同（差異不顯著）=“大家都很好”，統(tǒng)計結果不相同（差異顯著）=“我們比他們好”，至于不好的都歸于實驗誤差了。

　　我們應該在實驗設計之初就應該考慮到單因素物質的影響力和能產(chǎn)生影響力的量（動物體內的有效濃度）是否足夠產(chǎn)生差異，動物對這個營養(yǎng)素是否“缺乏”，“因素”經(jīng)口服的途徑是否可以到達起作用的營養(yǎng)層面或靶器官，體內濃度μg/kg或nmol/L級的情況下哪一類物質才能“作用顯著”（如在飼料中1~10mg/kg的含量范圍內，大概只有激素和抗生素能有個說法了），即使微量元素有“四兩撥千斤”的能力，還要看機體“接受能力”（不久之前國外學者揭示動物存在維生素C受體，這也許會改變人們對動物吸收和利用VC的認識）。筆者認為在研究微量元素的營養(yǎng)作用時首先要有科學的認識和科學的方法，這樣才能少走彎路。

　　如果結構決定功能，那么這種結構一定要接近和符合動物機體的“天然結構”和“自然方式”，微量元素在動物機體內的濃度極低，而“有機物”（配位體）的“品種”和濃度相比卻很多，大家以不斷傳遞的方式擁有微量元素；再者要看物質結構產(chǎn)生的“功效”是對飼料本身的還是對動物的影響，是組織器官水平還是細胞、分子水平上的，某些水平的差異極顯著的結果不會有日增重和料肉比的差異！
　　如何在相對簡單的條件下進行復雜微量元素的研究，一方面要重視這些元素在不同結構、形態(tài)時的組合效應和作用（現(xiàn)代營養(yǎng)學的研究方向：A、研究營養(yǎng)素之間的互作；B、研究營養(yǎng)素和生物活性物質的影響；C、研究營養(yǎng)素對生命活性物質的影響）。另一方面要重視作用機理的研究（立項時至少要在基本原理上正確），對結果的評價以及結論的產(chǎn)生盡可能接近客觀實際。不要認為隨便搞個新的化學結構或添加劑產(chǎn)品形式就可以提高動物的機能和生長水平。

　　二、如何看待“有機微量元素”
　　人們首先關注的是：“我”（一般都聲稱我是搞營養(yǎng)的不懂化學）怎么才能知道你那個東西是不是有機的？不可否認上述無限夸大“有機微量元素”的作用增加了人們的疑慮。要想回答這個問題至少提問者要有基礎的化學知識（國家也把科學普及當作院士的工作任務之一，何況這些都是“菜鳥”級應知應會的，不妨去復習一下曾經(jīng)學過的化學知識。否則就是“秀才遇上兵，有理也說不清”）！
　　判定一個化合物是不是“有機的”、“絡合的”并不難，只要做化學分析試驗既有結論，而判斷一個飼料產(chǎn)品是否是“有機的”、“絡合的”卻有難處，原因是所答非所問。答案不滿意的原因：一是沒聽懂你說的內容，二是評價方法的數(shù)據(jù)不滿意（不統(tǒng)一），三是不信任（國內飼料行業(yè)做個產(chǎn)品標準除了標準本身之外還要關注摻假的鑒定）。

　　時下流行“螯合率”的說法（包括“螯合強度”、“螯合度”），筆者不知道有沒有公認的這些化學名詞（如果是創(chuàng)新應該去相關部門申報），只知道化學公認的衡量螯合物（絡合物）是以“穩(wěn)定常數(shù)”做基礎的。測定穩(wěn)定常數(shù)的方法有很多種，但是每種方法都有各自的“缺陷”，都不能包羅萬象。但是各種測定穩(wěn)定常數(shù)的方法都是在絡合物形成過程中測得的，而不是像人們所想的那樣——拿到一個產(chǎn)品（絡合物）“倒”過來測定它螯合到什么程度。有的人認為既然穩(wěn)定常數(shù)是表示配位體和中心離子和絡合物的濃度之比，那只要測定“游離”離子的含量就可以計算“螯合率”。事實則不然，至少在水溶液中原來是混合的也會“自發(fā)的”螯合，原來是螯合物的由于測定條件的改變（pH、離子強度的變化）都會導致化學反應的重新平衡，即解離程度發(fā)生變化，游離的離子、配位體、絡合物的濃度就會改變。人們還會認為游離的離子“多”了是摻假或質量不好，其實按照前述原理，配位體（有機酸、堿、氨基酸）“多”了也是“不合格”的（以化學滴定的終點原理，總有一種物質要過量一點點），只不過兩者的原料價格有差異。既然叫“穩(wěn)定常數(shù)”就是指在一定“不變”條件下，化合物基本屬性的參數(shù)，不以人的意志為轉移，如同在同一方法下測定同一有機酸的電離常數(shù)pKa，除了誤差外結果是相同的。

　　可以利用簡單的物理、化學方法鑒別是否為混合物，如通過觀察結晶的形態(tài)、顏色變化、溶液行為等方法，結合含量分析判斷是否具備產(chǎn)品質量的“基本合理性”。目前已經(jīng)發(fā)布的有關氨基酸絡合物類的國家標準中，采用了在甲醇提取液中用兩種以上試劑，鑒別游離金屬離子的方法，鑒別是否為“混合物”和“無機物”。無論用什么技術和方法來研究“有機微量元素”的質量問題都不要站在自身商業(yè)利益和個人利益的角度，要樹立科學發(fā)展觀。
　　三、有機微量元素產(chǎn)品發(fā)展方向展望
　　歷經(jīng)十幾年的應用實踐，有機微量元素從廣而告之到較為廣泛的應用，中間發(fā)生了很多的變故。由于行業(yè)發(fā)展的要求，人們逐步認識到安全、環(huán)保的重要性；由于工業(yè)化的生產(chǎn)產(chǎn)品的多樣性，質量都有了很大的提高，由于市場競爭產(chǎn)品價格逐步下降，更有利于行業(yè)發(fā)展。國外的同行業(yè)在起步時既有明顯的環(huán)保意識，而我們卻還是有“先發(fā)展后治理”的現(xiàn)象，在開發(fā)廉價配位體資源時環(huán)保問題沒有引起足夠重視。

　　由于國內仍然延續(xù)著“把簡單的化工產(chǎn)品變成飼料添加劑”的做法，在這個領域的研究仍停留于表面和簡單的應用，有關有機微量元素的作用機理、營養(yǎng)水平、產(chǎn)品質量標準等方面還有大量的工作等待我們完成。廣州天科科技有限公司的技術人員在2005年自定義開始新的研發(fā)方向：開展“功能性有機微量元素”的產(chǎn)品研發(fā)，目的是找到具有營養(yǎng)性、可改善和提高動物機能、提高飼料產(chǎn)品質量的模型，并采用新的工藝技術來降低成本，到2008年我們勝利完成了初期的計劃，在眾多養(yǎng)殖領域的試驗證明了設計思路是正確的，為今后的發(fā)展奠定了基礎，我們相信在大家的共同努力之下，“有機微量元素”的明天會更美好！