養豬技術資料

有機鉻對動物瘦肉率提高的重要性

摘要

        近年來，螯合或胜滛態的微量元素(trace Minerels)已被認為是極重要的營養素。這些被活化了的有機物質不只被用來補充動物生理需要，更被視為增加利潤的利器，這點不是一般無機礦物質所能做到的。在這麼多種礦物質中，最有趣的例子莫過於鉻(Cr)了。一般而言，鉻並未被添加在動物食糧中，但是，螯合鉻已被用來降低體脂肪，增加瘦肉組織。對仔牛而言改善運輸緊迫且生長性能的加強，降低血中膽固醇的濃度並促進免疫反應。而錳(Mn)則已被添加於微量元素的預拌成品中，螯合錳已被確定有其經濟價值。如：用於豬可減少脂肪與增加瘦肉，用於火雞畜群可增加生長速率及促進免疫反應。鉻與錳的作用模式很相似─ ─均與碳水化合物的代謝有關。毫無疑問的螯合礦物質在動物營養方面的確有相當的重要性，但要將它們用在動物的飼養上，唯有瞭解它們的作用機制才能最有效的加以運用。

前言

        微量元素在動物飼料的價值在多年前就已經廣為人所知了，其中無機態的銅(Cu)、鐵(Fe)、碘(I)、鎂(Mg)、錳(Mn)、硒(Se)、鋅(Zn)及鉻(co)均已列入動物食糧的配方中了，用量則以百萬分之一計(mg／kg或PPM)。但是最近鉻與其他的微量元素卻成為研究的焦點。

        近年來最引人注目的就是這些礦物質有機化的研究，而要「有機化」的方法就是「螯合 」(chelted)、「複合」(complexes)、「蛋白化」(proteinates)及「生物化」(Bioplexzes)。根據韋氏字典上的定義，「螯合」為一化學物質有一中央核心，通常為金屬離子，與相鄰的分子相接至少二點，而形成的環狀化合物。如圖一。

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        圖中的「R」一般是用胺基酸，雙或三胜滛及蛋白質，中央就是被螯合的金屬離子，最典型的例子是紅血球中的血紅素(hemoglobin)。微量礦物質螯合後有優異的特性，更適用於動物飼料中，由於微量元素的游離態是帶正電荷的，如鋅(Zn)離子帶二個正電荷；螯合後呈電中性，如此比較容易被吸收與代謝。為了保有良好的生物活性，螯合必須有下列條件：電荷中性、低分子量及穩定性，但結合的鍵結不可以太強。如此當胺基酸與雙或三胜在腸道被吸收的同時，微量元素也被吸收利用了。所以螯合礦物質在動物的營養上有相當大的價值。要運用微量礦物質必須先研究其生物特性。

        雖然目前對微量元素的研究仍然有限，但是對螯合礦物質的相關文獻有所瞭解是必須的，而本篇是把重點放在有機化鉻上面。

       鉻(Chromium)

        鉻是所有動物所必須的營養素，目前累積的研究報告證明，在某些情況下在飼料中添加鉻有相當的經濟價值。讓我們回顧一些鉻在營養上研究報告：(Wallach, 1985；Anderson, 1987；Offenbacher and Pi-Sunyer, 1988)被檢測出來。在人的方面；鉻含量隨年齡增加而減少，血中鉻濃度隨著感染疾病或懷孕而減少。鉻的排出靠尿液，而其排出的量隨生理損壞、奔跑、緊迫而增加。

        效率最好的鉻離子有三價鉻與六價鉻，二種效果均佳，但在代謝的途徑上則有些不同，六價鉻比三價鉻更快被吸收，但六價鉻的毒性也較高，所以六價鉻並不像三價鉻被廣泛的做研究。

        無機態的鉻其吸收率很低，只有13％(Anderson and Kozlovsky, 1985；Offenbacher et al., 1986)，而含天然鉻的啤酒酵母菌，其鉻的利用率則達到15-25％。

        缺乏鉻時會有下列症狀：(Anderson et al., 1991)

        加速血糖升高：(Fasting hyperqlycemia)

        葡萄糖轉化不全(Impaired qlucose tolerance)

        胰島素循環率提高(Elevated circulating insulin)

        糖尿病(Glycosuria)

        血中膽固醇量提高(Elevated serum cholesterol)

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

        胰島素結合能力降滴低(Decreased insulin binding)

        胰島素接受器數且減少(Decreased insulin receptor number)

        碳水化合物與脂肪的代謝：上述之鉻缺乏症均與碳水化合物與脂肪的代謝有關，可知鉻在胰島素的控制系統中相當重要。Schwanz與Mertz發現三價鉻是葡萄糖耐受因子(glucose tolerance factor, GTF)的主要活化物。這會使得胰島素的作用更加有效率，但詳細機制仍不清楚。

        胰島素參加碳水化合物和脂肪的代謝並幫助生長，協助葡萄糖轉換，與胰島素接受器接合，增加胺基酸吸收及合成蛋白質。胰島素可促進肌肉，肝和脂肪組織中的同化作用(amabolic reaction)而且抑制異化作用(catabolic reaction)，胰島素使葡萄糖和胺基酸進入肌肉組織的主動運輸更活化，加速蛋白質的合成的，而葡萄糖的糖解作用與氧化磷酸反應可以供應其需的能量。除此之外，胰島素更抑制了糖質新生作用(gluconeogenesis)避免胺基酸和甘油轉變成葡萄糖，同時胰島素也有助於延長細胞蛋白的壽命，並減慢蛋白質轉變的過程。

        同樣的，胰島素也促進葡萄糖運入肝細胞，所以肝臟會有額外的─ ─約5％肝醣形成，脂肪酸形成後就被送到脂肪組織貯存起來。如此一來，鉻能增加胰島素的效率，那麼鉻真可說是配方中適當的蛋白質／能量比值轉變成肥瘦肉率的關鍵了。這意謂著飼料中額外的能量造成肥胖的機會減少了。換言之，鉻增加了動物精肉化的機會。螯合態的鉻：我們回顧一些研究報告可以更明瞭螯合礦物質在提高吸收率方面及減少與其他礦物質競爭拮抗的情形。Vardergrift，在1992年時發表有機態的鐵、銅、鋅、錳都比無機態的吸收率要高20％以上，同時也改善了生長的表現，繁殖的性能及免疫能力。Rotter在1991年發表在仔牛食糧中加入同量的有機錳與無機錳做比較，血中錳濃度以有機錳組較高。Clark 1993年報告使用生化銅可增加肉用母牛肝中的銅量。Madsen則研究出螯合礦物質在某種緊迫或疾病時效果較佳，且螯合礦物質遠比無機礦物質更易達到作用器官(target organs)。

        Evans氏研究倈啶甲酸甘鉻在人類營養上的效用，他用200微克的倈啶甲酸甘鉻和安慰劑做為期6週的研究，使用倈啶甲酸甘鉻的人，血中血糖升高的速度減少18％，血紅素減少10％，低密度脂蛋白質膽固醇也減少了5.5％，相對的高密度脂蛋白質和三酸甘油脂的濃度及其他血清指標則不受影響。在另一組研究中，將一般的學生施以重量訓練，並分別給予200微克之倈啶甲酸甘鉻或安慰劑，經40天後做比較，平均增重為2.2公斤，其中有75％是瘦肉組織，比較值圖二：

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        除此之外又有另一組試驗，目的是將足球隊員減重同樣給予200微克的倈啶甲酸甘鉻或安慰劑，為期6週。經42天的運動後，倈啶甲酸甘鉻組的平均體重減少了1.2kg，但分析起來是脂肪減少了3.4kg約合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％。(如圖三、四)

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        無機和有機的鉻曾在路易斯安那州立大學做過肉豬生長試驗，他們是用二點來評估鉻的效果，一是血中營養素之濃度變化，一是屠體品質。在此我們舉出二個試驗。

        在第一個試驗中，採用三種配方的飼料，一是基礎料、二是氯化鉻加基礎料、三是倈啶甲酸甘鉻加基礎料，結是顯示，倈啶鉻組的攝食量明顯的增加，而每公斤飼料的換肉率也提高，第10肋骨處之背脂減少，腰眼面積增加，瘦肉率也提高如表一：

表一：無機及有機鉻對肉豬的影響

　 基礎料組 氯化鉻組 鉻酵母組
日增重(kg／天) 0.686 0.727 0.723
採食量(kg／天) 2.09 2.08 2.25
增重／採食量 0.328 0.349 0.321
膽固醇(mg／dl) 72.3 80.4 68
生長激素(ng／ml) 2.61 2.37 1.55
胰島素(u／ml) 19.5 20.6 22.5
第10肋骨背脂厚度(cm) 3.07 2.90 2.39
腰眼面積(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

        在這一組試驗中，除了倈啶甲酸甘鉻的添加外，亦同時比較二個不同遺傳品系的表現。當然，不同的遺傳品系會有不同生長表現，這並無法由鉻來掩蓋，但在第10肋骨背脂厚度與腰眼面積的改善程度卻相似，而且膽固醇的量也確實被鉻所降低了。(如表二)

表二、 倈啶甲酸甘鉻對不同品系豬隻之屠體影響

　 基礎日糧組 200PPb鉻組 平均差值
LSU CB LSU CB
日增重(kg／天) 0.712 0.867 0.743 0.829 0.025
採食量(kg／日) 2.18 2.76 2.28 2.57 0.08
增重／採食量 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
腰眼面積(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：來自路易斯安那州立大學農學院養豬研究中心

CB表示：一般的商業肉豬場

        由Tindermann等研究也獲得了一致的反應，他研究提高離胺酸的量與鉻的關係，以國際標準(NRC)的離胺酸需要量和120％需要量來做試驗，同樣的使背脂變薄，腰眼面積增大。(如圖五)

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        由Moonsie-Shageer和Mowat在1993年所作好試驗在運輸了18小時的仔牛口糧中添加0.16PPM的鉻酵母，顯示鉻的實際利益。仔牛餵以0.2或1PPM的鉻，使日增重與日採食乾物質均增加了27％。尤其明顯的是添加鉻酵母後顯著的增加取緊迫仔牛的免疫力及生長表現。更早期的Chang和Mowat在1992年也曾研究鉻酵母對仔牛免疫球蛋白促進效果，其結果如圖六：

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結論

        飼料中添加鉻酵母是非常有價值的，因可改善精肉率，同時生長率增加與較佳的飼料利用率；另外添加鉻酵母可明顯地降低緊迫且增加免疫反應的蛋白含量。

飼料營養雜誌(p.62∼68)─佑生公司企技部提供．九三年第十一期