堿式氯化銅詳細介紹(含實驗數據）

崔若偉 · 發表于 2008-12-22 12:45:53

堿式氯化銅詳細介紹

顏新春

銅是動物必需的一種微量元素，參與血紅素的合成和紅細胞的成熟及動物成骨過程、毛發和皮毛的色素沉著和角質化過程，在動物體內作為幾種重要酶的成分（或作為輔因子）而發揮作用。飼料中添加高銅（250mg/kg）能提高斷奶仔豬的日增重、采食量和飼料效率（Edmonds等，1985；Cromwell等，1991，1997），因此目前國內在豬飼料中大多添加高劑量的硫酸銅。但在生產應用中，由于硫酸銅易溶于水，易潮解，氧化還原能力強，在飼料貯存過程中極易導致飼料結塊、飼料營養成分損失。實踐證明，飼料中維生素對銅的催化十分敏感，飼料中的脂肪也因高銅發生酸敗而導致飼料適口性降低的現象。同時動物排出的硫酸銅會造成環境污染。為了解決硫酸銅存在的這些缺陷，美國1992年Heritage Technologies, LLC承擔一項旨在改良飼料原料的科研項目而開發一種新的飼料添加劑——堿式氯化銅，這個項目現在已經發展成為全美商業動物飼養提供25%以上銅的世界級生產廠。同時堿式氯化銅現已獲得美國FDA認證，并在美國和加拿大各州注冊。
1堿式氯化銅的理化性質
堿式氯化銅的分子式為Cu2(OH)3Cl，分子量為213.57，它是一種墨綠色結晶型粉末，不溶于水，不潮解，在空氣中十分穩定。它被認為是氯化銅 (強酸)和氫氧化銅 (強堿)的結合體，在這種結合體中，四分之三的酸可以被中和。其結果是產生一種鹽，這種堿式鹽不溶于水卻極易快速地在動物的腸道中溶解。這種化合物由于水溶性低，不會分解產生銅陽離子而促進飼料氧化，對飼料配方的破壞性比硫酸銅這種酸性鹽遠來得低。，因此堿式氯化銅在食品和飼料中的利用率高，提高飼料和動物組織中維生素、脂肪和油的穩定性。
2堿式氯化銅與硫酸銅應用效果比較
2.1對飼料養分穩定性比較
堿式氯化銅在水中的溶解性差，不吸潮（見表1），這樣防止飼料結塊。同時1)水是氧化還原反應的介質，2)銅是氧化還原反應電子轉移的“熱點”，堿式氯化銅可有效防止對飼料養分如維生素、油脂等成分的破壞。

表1 堿式氯化銅與硫酸銅溶解性和吸潮性的比較

	堿式氯化銅	五水硫酸銅
吸濕性 ( 24小時在90%的相對濕度環境中的增重率)	0.43	4.7~6.6
在水中的溶解度 (毫克/升)	0.06	310

2.2對飼料混合均勻性的比較
堿式氯化銅在生產中經過結晶過程，形成球狀的光滑顆粒，流動性好；不吸潮，不會吸收水分引起結塊，這樣提高飼料混合的均勻性，降低變異系數。

表2 堿式氯化銅與硫酸銅對飼料混合均勻性的比較

研究機構	時間	銅源	不同濃度銅(ppm)的變異系數（CV）
			300	450	600
University of Florida	1994	硫酸銅	7.51	5.77	23.0
		堿式氯化銅	1.45	1.13	2.85

表3 堿式氯化銅與硫酸銅對飼料混合均勻性的比較

研究機構	時間	樣本數	銅濃度(ppm)	變異系數（CV）
				堿式氯化銅	硫酸銅
PARC	1999	10	20	13.89	21.22
			188	9.46	16.61

2.3對維生素穩定性的比較
銅是氧化反應的高效催化劑，在化學處理過程中常被用來作為這個目的。大量研究表明，在飼料混合物中，銅對維生素具有破壞作用。生產者盡可能把礦物元素預混料與維生素分開。然而在全價料中氧化導致維生素的損失是不可避免的，在制粒飼料中也具有重要的作用。與空氣接觸（氧氣），高濕度、強化能量制成顆粒料都會顯著加速維生素的損失。如維生素A、E、D3和核黃素容易被氧化。大量研究結果表明，在促進氧化反應方面，堿式氯化銅遠不及硫酸銅。硫酸銅是一種酸性鹽，極易溶于水。在混合飼料中，在以下兩方面很活躍：1）在飼料中銅離子通過溶于水而擴散；2）每個晶體表面是活性的，酸性位點有助于氧化反應的發生。想比較而言，堿式氯化銅是一類中性鹽，難溶于水。在促進氧化反應是不活躍的。一些研究證明了堿式氯化銅的弱氧化性。1994年佛羅里達大學運用食品行業的流程標準對全價料樣品作了一項研究以測定全價料氧化反應的速度和強度。樣品中含有三個水平（25、100和300ppm銅）的兩種銅源（硫酸銅和堿式氯化銅）。結果表明，與硫酸銅比較，堿式氯化銅在促進氧化反應的能力是不活潑的。PARC（1997）監測在肉雞早期,生長期和育成期的粉料和制粒樣品中的維生素A, D3, E和核黃素的穩定性，結果一致表明：含有堿式氯化銅的樣品在制粒過程中，維生素損失較少。接下來的實驗中，240只仔雞經過21天的喂養，在第14天和第21天，研究人員對仔雞的血清和肝臟組織進行了分析以測定維生素E的情況。圖1反映了堿式氯化銅和硫酸銅對動物肝臟和血清中維生素E活性的損失情況。

圖1堿式氯化銅和硫酸銅對肉雞14和21 日齡肝臟和血清中維生素E損失的影響

2.4對銅的生物學效價的比較

堿式氯化銅具有相對高的相對生物學效價。大量研究結果表明，堿式氯化銅的相對生物學效價是硫酸銅的121.7~141%。在鉬存在的情況下，牛飼喂堿式氯化銅比硫酸銅的效價更高。Jerry Spears （1995）研究結果表明，豬飼喂堿式氯化銅體內銅的沉積比硫酸銅更有效。Miles 等 (1998)報道，堿式氯化銅的相對生物學效價是硫酸銅的106-112%。PARC（1999）報道，堿式氯化銅是硫酸銅的相對生物學效價為121.7%。佛羅里達大學在1992年，1993年和1994年連續作了三個實驗證實了堿式氯化銅在動物飼料應用的有效性。結果表明堿式氯化銅的生物學效價更高，安全性相同而氧化性較低。Spears等（1996）在北卡羅里納州立大學對牛作了幾個實驗。結果表明堿式氯化銅有助于更好的保持銅的狀態，即便日糧中含有如硫和鉬之類的拮抗因子，也是如此。之所以能夠如此是因為堿式氯化銅鹽不溶于象瘤胃這樣pH值呈中性的液體中。這樣就有利于后來的吸收，而不會以硫代鉬酸鹽的形式被排泄出去。
2.5對動物生產性能的影響
國外有關堿式氯化銅對動物生產性能也作了大量的餓研究，結果均證實用低濃度的堿式氯化銅替代高濃度的硫酸銅，能起到同樣的促生長效果。 Cromwell等 (1998)等研究結果表明，堿式氯化銅在促進斷奶仔豬生長方面和硫酸銅一樣有效。150ppm堿式氯化銅比200ppm的硫酸銅更有效。PARC（1999）用125和188ppm的銅，來自堿式氯化銅的銅比任何水平的硫酸銅均能顯著提高增重和改善飼料效率。PARC (1998)報道，在改善增重方面，添加188ppm堿式氯化銅和250ppm的硫酸銅效果一致。United Feeds（1995）報道，斷奶仔豬日糧中150ppm堿式氯化銅與200ppm的硫酸銅具有同樣的促生長效果，結果見圖2。

圖2 堿式氯化銅和硫酸銅對斷奶仔豬促生長效果

2.6對抗菌效果的比較
國外有報道表明，堿式氯化銅的抗菌效果比硫酸銅好。PARC(1999)研究表明，堿式氯化銅對Coccidia和Candida Albican的抑制效應更高，Crop Mycosis = 135%, Coccidial lesions = 151%。 PARC(1998)體外試驗結果表明，堿式氯化銅對E. Coli, Salmonella和Camplobacter的抑菌效果更好。
2.7.對環境的影響
少劑量的堿式氯化銅可達到高劑量硫酸銅的飼喂效果，可以降低銅的添加劑量，降低銅的排放。據報道，飼料中添加相同劑量的銅，由堿式氯化銅提供，豬糞可溶性銅含量降低15%以上，有利于保護環境，符合畜牧業可持續發展政策。
3堿式氯化銅的應用前景
堿式氯化銅在美國已有十多年的應用歷史，為全美商業動物飼養提供25%以上銅，現已獲得美國FDA認證，并在美國和加拿大各州注冊。在過去的應用實踐中表明，堿式氯化銅比硫酸銅在生產中應用具有以下優勢：1）成本上，堿式氯化銅含量高，降低運輸與貯存成本；生物學利用率高，降低添加成本；2）飼料品質上，一方面提高銅在飼料中分布的均勻性，另一方面堿式氯化銅不溶于水，不吸潮，減少對飼料養分如維生素、油脂的破壞，提高飼料品質；3）生產性能上，改善動物增重和飼料轉化效率，同時抗菌效果比硫酸銅好，可有效改善動物的抗病力；4）環境保護上，目前動物飼料為了達到促生長要求及養殖戶盲目要求糞便黑的效果，在飼料中添加高銅（由硫酸銅提供），由于硫酸銅的高溶解性，銅的大量添加和排泄加重了銅對環境的污染。而由堿式氯化銅提供，可降低糞便中的銅含量和可溶性銅含量，有利于保護環境，符合畜牧業可持續發展政策。因此，在畜牧生產中，用堿式氯化銅替代硫酸銅既經濟實惠，又符合環保要求，為畜牧業的可持續發展找到了一個解決的辦法，堿式氯化銅將具有廣闊的應用前景。

參考文獻
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PARC Institute – 1997Evaluation of TBCC and Copper Sulfate: TBCC showed as much improvement in Weight Gain and Feed Efficiency at 188 ppm inclusion rate as did copper sulfate at 250 ppm.
PARC Institute – 1999 Study of Effects of Copper Source on Crop Mycosis and Performance with Coccidia and Candida Albican Challenge:Relative efficacies of TBCC vs. copper sulfate: Body Weight = 125%, Feed Conversion = 128%, Crop Mycosis = 135%, Coccidial lesions = 151%, Bioavailability = 112%.
PARC Institute – 1999 Study of Effect of Copper Source on Vitamin Stability: Pelleted feed, serum and liver Vitamin E levels all improved more with copper from TBCC .
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Dr. Jerry Spears – 1996 Cattle Feeding Study: TBCC more available in cattle than copper sulfate in the presence of molybdenum.
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