邓泽元教授：有机络合矿物质在动物营养中的应用： 配体来源、生产工艺、吸收机制与应用效果

矿物质作为动物体必需营养素，在体内参与酶的构建与激活、激素合成、抗氧化防御系统维持、骨骼与组织发育等关键生理过程，是维持动物健康与生产性能的基础。因此，在畜禽饲料中合理补充矿物质对动物的健康与生产性能至关重要。尤其是在无抗背景下，合理添加矿物质显得尤为重要。合理添加矿物质不仅能够通过优化动物的营养摄入、增强其自身免疫力、减少疾病发生的概率、降低养殖过程中对抗生素的依赖，还可以在一定程度上弥补因去除抗生素而可能出现的生长抑制和健康问题，从而保证养殖效益和动物福利[1-2]。然而，传统的无机矿物质饲料添加剂（如硫酸盐、氧化物、氯化物）在长期使用过程中暴露出一系列问题，包括吸收效率低、生物利用率差、在胃肠道中易与其他成分发生拮抗反应或沉淀、造成排泄物中矿物残留量高，从而引发环境污染，甚至损害动物健康。在此背景下，有机络合矿物质应运而生，成为当前动物营养领域的研究热点。相较于无机矿物质，其具有更好的胃肠道稳定性、更高的生物利用率和更低的排泄率。研究表明，有机络合矿物质不仅能显著提高矿物元素的吸收效率，减少拮抗反应，还可改善肠道健康、增强抗应激能力、促进生产性能提升，兼具显著的营养和环境效益[3-4]。本文对有机络合矿物质中有机配体的物质来源、生产工艺关键影响因素、吸收机制及其在畜禽生产中的应用效果进行系统归纳与阐述，旨在为畜禽养殖业中高效、环保的矿物质营养方案提供理论依据与实践指导，推动有机络合矿物质的科学应用与产业优化。

有机络合矿物质是指金属离子与有机配体（如有机酸、氨基酸、小肽或多糖等）通过配位作用形成的稳定复合物，利用金属离子的空轨道与配体中氮、氧、硫等原子的孤对电子形成配位键，以增强其稳定性和生物利用度。根据结合配体的不同，有机络合矿物质主要可分为有机酸络合物、氨基酸络合物、多肽络合物及多糖络合物等类型。其中，有机酸络合物以有机酸（如柠檬酸、富马酸、乳酸等）作为配体，依靠羧基（-COOH）中的氧原子与金属离子形成配位键，具有良好的水溶性和稳定性，可提高金属离子在胃肠道中的溶解度，促进吸收[3]；氨基酸络合物的配体是单个氨基酸（如蛋氨酸、赖氨酸、甘氨酸等），通过氨基酸分子中的氨基（-NH₂）或羧基（-COOH）与金属离子形成配位键，除了高生物利用度外，还能借助氨基酸的主动转运机制促进金属离子吸收，减少拮抗反应[4]；多肽络合物以小肽（通常由2~20个氨基酸组成）作为配体，借助多肽链中氨基酸残基的氨基或羧基与金属离子形成配位键，结合了多肽和金属离子的优势，具有较高的稳定性和生物利用度，一定程度上可避免胃肠道中消化酶对配体的破坏，更有效地将金属离子输送至吸收部位[5]；多糖络合物则以多糖（如果聚糖、葡聚糖等）作为配体，通过多糖分子中羟基（-OH）或氨基（-NH₂）中的氧或氮原子与金属离子形成配位键，具有良好的生物相容性和缓释特性，能在胃肠道中缓慢释放金属离子，延长作用时间，提高生物利用度[6]。由于配体的化学特性和空间结构差异，以及生产工艺条件（如配体与金属离子的摩尔比、反应温度、pH、反应时间等）不同，不同类型的有机络合矿物质在促进矿物质吸收的机制和效果上存在显著差异。例如，有机酸络合物主要通过提高溶解度促进吸收，氨基酸和多肽络合物可与肠道上皮细胞的特异性转运机制结合实现高效吸收；多糖络合物则依靠缓释特性维持金属离子有效浓度，从而提高生物利用度。总体而言，有机络合矿物质在提升矿物质营养效率、改善动物健康和生产性能方面具有独特优势。

2.1　有机酸来源

有机酸是构建有机酸络合矿物质的重要配体，其来源广泛、制备方式多样，主要包括天然来源、微生物发酵以及化学合成。其中，乙酸广泛存在于发酵食品及动植物体内代谢产物中，可通过醋酸菌将乙醇氧化获得[7]。丙酸可从瑞士干酪等发酵食品中提取，主要由Propionibacterium通过碳源发酵产生，在工业中则可通过石油副产品合成[8]。苹果酸和柠檬酸则主要存在于苹果、柑橘等果蔬中，工业生产多依赖Aspergillus属真菌的大规模发酵[9]。葡萄糖酸天然存在于蜂蜜及部分水果中，可通过Gluconobacter oxydans等微生物对葡萄糖的氧化发酵生成[10-11]。上述来源多样的有机酸为其在动物营养领域中作为金属离子螯合剂提供了丰富基础，并因其天然性与生物相容性而被广泛用于绿色饲料添加剂的开发。

2.2　生产工艺

有机酸络合矿物质的制备方法丰富，主要包括发酵和化学法。以柠檬酸钙和葡萄糖酸钙为代表的典型有机酸络合矿物质，其制备广泛采用微生物发酵技术、置换反应或酶催化等手段。发酵法常以黑曲霉为菌种，通过谷物、麸皮、薯渣等基质产生有机酸，再与碳酸钙或氢氧化钙中和形成螯合产物，这种方法具备绿色、高效的特点[12]。此外，鸡蛋壳提钙已成为有机酸钙工业化制备的重要补充路径，通过壳膜去除、粉碎、水热处理及与有机酸反应等步骤实现无机钙向高生物利用度有机钙的高效转化[13-14]。另外，将有机酸与无机钙源（如碳酸钙）直接反应，在控制温度、pH和反应时间条件下生成可溶性钙盐，并通过过滤、干燥等工序获得成品。这些工艺的优化围绕螯合效率、反应纯度和环保性能展开，为螯合矿物质的产业化生产提供了技术基础与可持续路径。

2.3　改善矿物质利用的机制

有机酸通过其所携带的羧基、羟基等官能团与矿物质离子形成稳定的螯合结构。这种稳定的络合形式能显著提高矿物质在胃肠道中的溶解性与稳定性，有效避免了矿物质与植酸盐、草酸盐等抗营养因子发生不溶性沉淀反应，减少矿物质在消化道中的“失活”现象，从而提高其在小肠中的可利用率[3]。此外，部分有机酸还能抑制植酸酶抑制剂的活性或间接增强内源性植酸酶的功能，进一步削弱植酸盐对矿物吸收的干扰[15]。与此同时，有机酸在肠道环境中还展现出对肠道微生态的积极调节作用[16-17]。其酸化特性能维持胃肠道偏酸环境，促进乳酸杆菌、双歧杆菌等有益菌的定植与繁殖，抑制大肠杆菌、沙门氏菌等致病菌的生长，从而优化肠道微生物群落结构。通过构建良性肠道微生态环境，有机酸络合矿物质间接促进了整体营养吸收效率与动物健康状态的提升，展现出其在动物营养学中的重要应用潜力。

2.4　应用效果

雏鸡在生长阶段采用柠檬酸钙-苹果酸钙替代传统石灰石作为钙源时，可获得更高的生物利用率，表明有机酸络合矿物质适合用于动物早期骨骼发育营养支持[18]。研究发现，当有机酸矿物质提供66%微量元素需求时，肉鸡的平均日增重和平均日采食量最高、肠道绒毛高度/隐窝深度比显著提高、法氏囊相对重量增加22%、血浆尿酸水平下降42%，表明有机酸矿物质对肠道形态结构及免疫器官的积极影响[19]。补充1.0%有机酸钙盐（如丙酸钙、乳酸钙）能显著提高罗非鱼的血红蛋白和血细胞比容水平，并改善钙、磷、钾和钠的表观吸收率，同时丙氨酸氨基转移酶和天门冬氨酸氨基转移酶水平亦相应变化，提示其在肝功能和矿物质代谢中有潜在调节作用[20]。Revilla-Ruiz等[21]研究表明，增加葡萄糖酸钙的日补充次数（从2次提高至3次），有助于犊牛在断奶后实现“追赶性生长”，并改善代谢压力。同时，还观察到人工授精次数呈下降趋势（减少0.2次），且犊牛早期健康与未来繁殖效率之间存在显著相关性。此外，饲粮中添加葡萄糖酸钙显著减少奶牛跛行发生率（0.99%vs7.00%），并通过增强肠道健康和上皮完整性，进一步提高生产效率和动物健康。

3.1　氨基酸来源

氨基酸的工业生产方法主要包括蛋白水解、化学合成与生物技术法3类。蛋白水解法是最早用于氨基酸制备的技术，主要通过酸水解角蛋白、血粉、羽毛等富含蛋白质的副产物获得氨基酸，如半胱氨酸和胱氨酸至今仍主要来源于水解毛发或羽毛，脯氨酸与羟脯氨酸则从明胶水解液中提取[22]。化学合成方面，主要由醛与氰化物通过Strecker反应合成α-氨基酸，例如甘氨酸与丙氨酸[23]。传统反应多为外消旋体，因此，需借助不对称催化或采用氨酰化酶对外消旋混合物进行拆分以获得L-型氨基酸。因工艺复杂和成本高，仅少数氨基酸（如甘氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸）通过化学合成大规模生产。相比之下，生物技术方法目前已成为氨基酸工业生产的主流，应用历史超过50年。其包括微生物发酵法、酶催化法和半发酵法3种类型，依赖高产菌株的代谢途径调控与优化[24]。生物法不仅能高效合成L-构型氨基酸，且原料来源广泛、环境友好，适合规模化、可持续发展。该方法已广泛应用于谷氨酸、赖氨酸、缬氨酸等多种氨基酸的产业化生产中。

3.2　生产工艺

在制备氨基酸络合矿物质过程中，多个关键因素共同作用，决定了螯合反应的效率、产物的结构稳定性以及最终的生物利用度。首先，氨基酸与金属离子的摩尔比是影响螯合效率的核心因素。多数研究指出，当摩尔比达到2∶1或更高时，金属离子可以被充分包络，形成更稳定的络合结构。而1∶1摩尔比时，未结合金属离子增多，可能导致产物稳定性下降[4-22]。其次，延长反应时间可促进完成络合反应，但过长时间易引起副反应甚至氨基酸降解。因此，需在效率和产物稳定性之间取得平衡。在20~80 °C时，温度对反应速率的提升较为明显，但超过一定阈值后，氨基酸热降解或金属离子氧化等问题将影响产物质量，因此制备过程需严格控温。偏酸性条件下，氢离子可能竞争螯合位点，抑制反应进行；而在碱性条件下，金属离子易形成氢氧化物沉淀。因此，适宜的pH（通常为中性至弱碱）有利于生成稳定络合物和维持溶解性。最后，金属离子的种类对螯合特性亦具有决定性作用。不同金属离子（如Fe²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺等）在与氨基酸形成络合物时，稳定性、电荷密度及立体位阻差异决定了其适宜的反应条件和产物生物可及性。

3.3　改善矿物质利用的机制

除了提高在胃肠道中的溶解性与稳定性外，氨基酸络合矿物质还能借助氨基酸的主动转运机制促进金属离子吸收，减少拮抗反应。在诸多氨基酸螯合矿物质中，铁氨基酸螯合物的吸收机制被广泛研究。多数研究发现铁氨基酸螯合物与非血红素铁或血红素铁的吸收存在显著差异。Bovell-Benjamin等[25]提出，铁氨基酸螯合物中铁可能通过一种专一的非血红素铁受体被肠上皮完整吸收。这一观点基于在试验中相比FeSO₄，铁氨基酸螯合物表现出更高的吸收率，尤其是在低剂量（1 mg）条件下其吸收率为FeSO₄的4倍。然而，这一试验因剂量较低，无法排除不同吸收通路之间的竞争，缺乏对铁转运饱和性的验证，因此证据尚不充分。近期的分级剂量研究显示，FeSO₄和铁氨基酸螯合物可能在小肠内存在吸收通道的竞争，提示铁氨基酸螯合物中铁至少部分解离，参与非血红素铁的共同吸收通路，即由DMT1（divalent metal transporter 1）介导的转运机制[26]。同时，膳食中影响FeSO₄吸收的抑制因子，如植酸盐、茶多酚、钙盐等，对铁氨基酸螯合物的吸收也存在一定抑制作用，但其影响程度较轻，反映出铁氨基酸螯合物中部分铁可能因其保持螯合状态，避免了与膳食抑制因子的直接相互作用。此外，通过氨基酸转运途径实现协同跨膜转运是氨基酸螯合矿物质中矿物质高效吸收的重要原因之一。常见的氨基酸络合矿物质主要包括羟基蛋氨酸络合物和甘氨酸络合物，它们能有效利用氨基酸的主动转运系统，从而显著提升矿物质的吸收效率[27]。例如，蛋氨酸主要通过中性氨基酸转运蛋白（如LAT系统和PAT系统）进行主动转运，而甘氨酸则主要依赖甘氨酸转运蛋白（如GlyT1和GlyT2）实现跨膜转运。这些转运载体的存在，使氨基酸络合矿物质在胃肠道中可借助氨基酸的转运机制，将金属离子带入肠上皮细胞，进而进入血液循环，提高矿物质的生物利用度。

3.4　应用效果

蛋氨酸羟基类似物螯合物可以通过减少背膘深度来改善胴体性状。此外，其可以通过提高pH、减少滴水损失和蒸煮损失来改善肉质，并且不同程度地降低了蛋氨酸、苯丙氨酸和精氨酸的含量以改善肉的风味[28]。邓波波等[29]发现猪饲粮中分别添加复合氨基酸铁、复合氨基酸锌，促使肥育猪体重分别比添加无机铁、无机锌的对照组增加9.32％和11.90％，添加氨基酸螯合矿物质试验组肥育猪的体斜长和体直长均显著高于对照。用30%的氨基酸螯合矿物质替代100%的无机微量矿物质在保持育成猪生长性能的同时可显著提高生长育成猪的抗氧化能力和养分利用效率，并减少粪便中矿物质的排泄[30]。Calvo等[31]的研究表明，膳食中有机硒的添加可改善育肥猪的肉色。此外，饲料中添加有机硒可增加猪肉的嫩度，在储存过程中更易保持颜色的稳定性[32]。

4.1　肽的来源

肽的来源广泛，包括植物、微生物和动物等多个体系。植物来源的天然肽，以含半胱氨酸保守结构域为显著特征，主要存在于植物根部和胞质中，参与金属解毒和抗逆调节[33]。微生物来源的肽通过进化形成了多样的金属适应机制，某些菌种可用于合成特定金属亲和肽，如大肠杆菌表达的Zn2+结合肽或日本血吸虫来源的Ni2+高亲和结合酶[34]。这些微生物系统不仅可表达天然来源的金属结合肽，也可通过基因工程实现金属结合肽的特异性表达与功能设计[35]。通过控制酶解条件并采用不同孔径的膜过滤技术可实现对金属结合肽的高效分离与富集，尤其适用于乳清蛋白等食品级原料[36]。近年来，膜生物反应器的开发进一步提升了肽的产率和纯度，为生物活性肽的定向制备提供了平台。此外，化学合成如固相肽合成，为金属螯合肽设计提供了高度灵活性，尤其适用于金属螯合位点的精准构建与序列修饰[37]。

4.2　生产工艺

小肽络合矿物质的生产稳定性受多种因素协同影响，主要取决于金属离子与肽之间的结合机制及反应环境调控。小肽络合矿物质的形成受多重因素影响，包括金属离子的种类和价态、肽分子结构（结合位点构型）、酶解工艺及反应条件[5]。其中，金属与肽的摩尔比例直接影响复合物的形成效率。其次，前体蛋白的氨基酸组成和空间构象对最终肽段的金属结合能力也有重要影响。例如，富含组氨酸、半胱氨酸或天冬氨酸的肽段通常表现出更高的金属亲和性[38]。这些氨基酸因侧链含能提供孤对电子的基团，可与金属离子形成配位键，从而表现出较强的螯合能力。其中，组氨酸咪唑环上的2个氮原子（1个为仲胺氮，另1个为叔胺氮）可提供孤对电子，与多种金属离子形成稳定的配位键；半胱氨酸巯基的硫原子电负性较强，易与金属离子形成强配位键；天冬氨酸额外的羧基解离后形成羧酸根（-COO⁻），2个氧原子可作为配体，易与金属离子结合。此外，肽链可通过多种方式与金属离子配位，包括离子键形成、水分子的桥联配位、电子密度的共享及通过氢键的间接配位等。不同类型的相互作用对复合物稳定性产生不同影响：离子-偶极子和阳离子-阴离子相互作用增加了复合物的熵，使其不太稳定，而静电相互作用通过降低其熵来稳定复合物[39]。最后，环境因素（如pH、温度、离子强度）亦显著影响小肽络合矿物质的形成和稳定性。适宜的环境可促进金属离子的定向配位，防止其水解或沉淀，从而提高复合物的稳定产率。

4.3　改善矿物质利用的机制

小肽络合矿物质在胃肠道中的吸收机制，是影响其生物利用度和生理功能的关键因素。有研究提出多种假设以阐释其在肠道中的转运与吸收过程。金属结合肽的内部结合力需足够强大，既要防止金属离子在胃中被其他竞争性配体置换，又要保证其在肠道特定部位（如小肠）释放金属离子以便吸收。这种控制释放机制依赖于肽上金属结合位点的化学性质，具体表现为富含半胱氨酸、组氨酸、谷氨酸和天冬氨酸等具有配位能力残基的存在[38]。金属离子可与肽形成可溶性配合物，避免金属沉淀或与抗营养因子结合，从而提高矿物质的溶解度和生物可及性。此外，金属结合肽可通过肽转运体直接被吸收，以提高金属离子的生物利用率[40]。小肽转运载体主要有PepT1（SLC15A1）和PepT2（SLC15A2），其中PepT1主要分布在小肠，对吸收小肽起关键作用，可转运2~5个氨基酸残基的肽，转运二肽的速度最快[41-42]。此外，PHT1和PHT2也是重要的小肽转运体，在其跨膜运输中发挥重要作用。金属结合肽在胃肠道中，可通过抑制小肠刷状缘细胞上肽酶的水解活性，防止多肽水解，保持完整肽段作为金属元素配体，经小肽转运系统进入肠黏膜细胞，提高稳定性[39]。这种方式具有耗能低、转运速度快、不易饱和等优点，能减少金属元素间的拮抗作用，提高金属离子的吸收利用率。

4.4　应用效果

近年来研究表明，小肽络合矿物质较传统无机矿物具有更高的生物利用度和生理活性，在畜禽生产中表现出良好的应用前景。在猪饲粮中添加螯合矿物质肽显著改善了肉的品质。与无机矿物相比，螯合矿物质肽可显著降低肉的滴水损失，增加储存期内肌肉亮度，抑制脂质氧化，这与其提升肌肉超氧化物歧化酶活性有关[43]。此外，即便将矿物质螯合肽剂量降低至1/3，其抗氧化作用仍不弱于常规无机矿物，展现出剂量节约潜力。在断奶仔猪中，不同剂量的铁螯合肽显著改善了饲料转化率，75~100 mg/kg铁螯合肽促进了仔猪的日增重和蛋白消化率。此外，血清铁蛋白、转铁蛋白及肝、胆组织铁含量呈剂量依赖性增加，表明其在体内具有良好的吸收和分布效果[44]。在肉鸡生产中，肽螯合微量元素可部分替代传统无机微量元素，在维持肉鸡正常生长性能的基础上，提升其抗氧化状态、减少粪便排放、改善资源利用效率，对现代环保型家禽养殖具有重要应用价值[45]。

5.1　多糖来源

多糖是一种由多种单糖通过糖苷键组成的大分子天然聚合物。一些多糖甚至可以达到数百万分子量。多糖在不同领域具有广泛的应用和优势，且其天然来源多样，如藻类（如藻酸盐）、植物（如果胶、树胶）、微生物（如葡聚糖）和动物（如壳聚糖）[46-47]。根据来源不同，从生物体中提取多糖的基本原理在于破坏细胞结构、释放目标成分、去除杂质并实现结构保留与功能活性最大化[47]。热水浸提、酶解提取、超声波辅助、碱性提取和醇沉淀等方法被广泛应用。随后的精制过程如Sevag法去蛋白、透析除盐、层析分离等技术保障了多糖的结构均一性与生物活性。

5.2　生产工艺

多糖因其结构中富含羟基（-OH）、羧基（-COOH）和氨基（-NH₂）等供电子基团，能够与多种金属离子形成稳定的络合物[6]。当前，化学合成法仍是制备多糖金属络合物的主流方式，操作简便且适用于多种多糖和金属离子的组合。在不断搅拌下将金属盐溶液滴加到多糖水溶液中，并将混合溶液的pH调节至微碱性。加热后，将混合溶液离心分离，取上清液透析，除去未发生络合的金属离子。随后，通过乙醇沉淀、洗涤和冷冻干燥制备多糖金属络合物的粉末[48]。在上述过程中，加入柠檬酸钠用作催化剂，可提高反应速率和产率。温度、pH、催化剂用量和反应时间对多糖金属螯合物的形成发挥关键作用。特别是温度，多糖和金属离子碰撞频率随着温度的升高而增加。然而，温度过高则会导致多糖分子间或分子内基团的变化，从而阻碍多糖分子与金属离子的配位反应[49]。

5.3　改善矿物质利用的机制

尽管多糖金属络合物在肠道中的吸收机制尚未完全明晰，但可根据多糖本身在机体的利用途径推测其金属螯合物存在的吸收路径：酸性环境或酶促水解可能使络合物在胃肠道中部分解离，释放出游离金属离子或小分子络合片段，这些可被传统的金属转运通道（如DMT1）吸收利用。值得注意的是，与传统小分子金属配合物相比，多糖金属络合物因其分子量高和来源丰富，展现出更优的生物相容性、水溶性及组织靶向性，同时在胃肠道中具有更强的稳定性，不易被植酸盐、草酸盐等膳食抗营养因子干扰[50-51]。这种稳定络合不仅提升了金属离子的生物利用率，也增强了多糖本身的生理活性，如抗氧化、免疫调节等，呈现出营养供给与健康调节双重价值。值得注意的是，邻二羟基基团是糖类与金属离子螯合的关键结构基础。

除多糖外，低聚糖和蔗糖因含多个活性邻二羟基基团，具备良好的金属离子螯合潜力。我国甘蔗资源丰富，为提取蔗糖提供了充足原料，且蔗糖相较于多糖，更易被小肠吸收，有效克服了多糖本身不易被吸收或吸收效率较低的局限，这使其成为潜在的高生物利用度矿物质载体。基于细胞模型与动物实验研究证实，蔗糖螯合矿物质（如蔗糖钙、蔗糖锌）表现出高效的肠道吸收特性[52-53]。进一步机制解析显示：蔗糖钙主要通过细胞旁途径及Cav1.3介导的主动转运途径被肠道上皮细胞吸收，其促钙吸收的机制在于对PMCA1b的高亲和力及能上调PMCA1b的基因表达[52]；而蔗糖锌除了通过常规的离子转运途径外，还借助糖转运途径被肠上皮细胞吸收。其促锌吸收机制则体现在能增加锌转运相关基因（如ZIP4、DMT1和MT1）的表达，并与ZIP4蛋白表现出很强的亲和力[53]。因此，蔗糖凭借其独特的结构优势、良好的生物可利用性及明确的促吸收机制，有望成为高吸收性矿物质补充剂的优质来源。

5.4　应用效果

母猪补充木薯多糖铁可提高仔猪采食量和繁殖性能，增强仔猪的抗氧化和免疫性能，刺激血液中激素的释放，从而提高仔猪生产性能[54]。Dai等[51]在饲料中添加黄芪多糖铁复合物，增加了鸡蛋中的铁含量[51]。壳聚糖-锌和壳聚糖-铜复合物都提高了产奶量及血浆中IgG和血浆蛋白浓度。饲料中添加锌-果胶低聚糖复合物能提高肉鸡的平均日增重并降低肉鸡死亡率，同时提高肉鸡抗氧化能力并改善肠道功能[55]。Zhang等[56]的研究表明，饲料添加中山药多糖铜复合物可显著提高肉鸡平均日增重、胴体品质，显著增强肝脏抗氧化酶活性，降低MDA含量。补充肠形菌多糖锌虽对仔猪的生长性能没有显著影响，但显著提高了血浆抗氧化水平。此外，补充肠形菌多糖锌有助于肠道发育，在某种程度上有望成为预防性抗生素的有效替代品[57]。

不同种类有机络合矿物质的生物利用率在家禽中有较大的差异[58]，其中铜、铁、锌、锰的生物利用度分别是相对于硫酸铜，硫酸亚铁，硫酸锌和硫酸锰为参考标准计算得到的（见表1）。相对生物利用度值不同是由于各试验中所使用的螯合矿物质形式不同，另一部分则归因于不同研究中评估标准和方法差异。总体而言，有机形式的螯合矿物质相比其无机盐形式具有更高的生物利用度，且持续有证据证明，在生产性能和经济效益方面，有机形式矿物质在生产动物中表现出更优的效果。

有机络合矿物质饲料添加剂凭借其优异的生物利用率改善动物生产性能、降低环境污染等，正迎来快速的市场增长期。然而，在行业的蓬勃发展背后，也面临着诸多严峻挑战。首要且基础性的挑战，在于产品质量的良莠不齐与相关标准规范的缺失。产品质量不稳定，有效成分含量不达标、批次间差异大，甚至存在重金属超标等问题。究其根源，在于配套的标准规范体系尚未健全。对于产品的核心指标（如络合强度、稳定性、生物利用度）、标签标识的规范（如明确络合形态、有效含量标注方式）、科学的使用指导规范等方面，普遍缺乏明确、统一且具有强制执行力的标准或行业规范。这种监管缺位直接导致了市场秩序的混乱，为假冒伪劣产品提供了可乘之机，不仅严重损害了规范生产企业的利益，更让广大养殖企业和终端消费者在使用有机络合矿物质饲料添加剂时无所适从，极大地挫伤了市场信心。

然而，比产品质量乱象更根本、更深层次的瓶颈，在于作用机制研究的深度与广度存在显著不足。尽管大量实证研究已证实有机络合矿物质在提升动物生长速度、繁殖性能、免疫力及改善产品品质等方面优于传统无机盐，但对其“知其然”背后的“所以然”，即深入的作用机理探索却严重滞后。绝大多数研究仍停留在宏观层面，局限于观察其对动物生产性能（如日增重、饲料转化率）和常规生理生化指标（如血液参数、组织矿物质含量）的表面影响。在关键的微观层面，对于有机络合矿物质如何在消化道被特异性地识别、吸收（涉及何种转运载体或通道）、在体内的精准转运路径（跨膜机制、组织间分布）、复杂的代谢转化过程，以及在分子水平和细胞信号网络层面如何调控基因表达（如矿物元素相关转运蛋白或酶基因）、影响关键信号转导通路（如抗氧化、免疫调节、生长轴相关通路）等核心机制，目前的研究不仅少，更缺乏系统性和深度。这种基础研究的薄弱，导致产品开发缺乏坚实的理论支撑，难以实现精准靶向设计（如针对特定动物种类、生理阶段或特定健康问题的定制化产品），应用方案的科学性和优化（如最适添加剂量、形态）也大打折扣，实质上阻碍了产品的性能突破与价值最大化。机制研究的滞后，间接影响了标准的科学制定和市场教育的说服力。

此外，有机络合矿物质的生产工艺相对复杂，原料成本较高，直接导致其市场价格显著高于传统无机矿物质添加剂。虽然从全生命周期来看，其应用能带来提高饲料转化效率、改善动物健康（减少疾病损失）、提升产品品质（如肉蛋奶风味、货架期）以及降低矿物质排泄量（减轻环保压力）等长期效益与环境效益。但对于更关注短期投入产出比的养殖主体（尤其是中小型养殖场户）而言，高昂的初始投入成本往往成为重要考量因素。部分养殖从业者对其“性价比”存疑，接受度较低，认为短期内难以快速回收成本，这为市场推广设置了不小的障碍。

有机络合矿物质作为饲料添加剂在提高动物生产性能、改善产品品质、增强动物健康状况及减少环境污染等方面展现出了显著的优势和广阔的应用前景。然而，目前该领域仍面临着产品质量参差不齐、作用机制研究不深入、成本效益失衡等挑战。为实现有机络合矿物质饲料添加剂市场的健康发展，未来的研究应致力于解决三大核心挑战：通过建立健全科学、严格、可执行的标准规范体系来规范市场秩序、保障产品质量；通过大力投入并深化在分子、细胞及系统生物学层面的基础作用机制研究，为产品的精准设计、科学应用和价值证明提供坚实支撑；同时，通过优化生产工艺以降低成本，及加强基于科学证据的市场教育和效益实证推广，提高养殖主体的认知度和接受度。唯有突破这些关键瓶颈，特别是填补机制研究的空白，才能充分释放有机络合矿物质的巨大潜力，推动行业迈向更高质量、更可持续的未来。

参考文献及更多内容详见：

饲料工业，2025，46（20）：1-10

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