最新飼料添加物指南(四)
四、礦物質
(一)配合飼料中礦物質利用的現狀
1.礦物質之種類
配合飼料是由蛋白質、脂肪、碳水化合物、礦物質及維他命所構成。雖然礦物質是重要成分、但一般認為配合飼料原料中所含的天然供給量已足夠需要。
至1950年代，明瞭礦物質，尤其是微量礦物質對動物的作用及要求量，同時為了提高畜產之經營效率，乃重視礦物質的添加。
配合飼料中之礦物質到現在仍然是歷久彌新的議題，對於利用率高的礦物質如何適切給與還在不斷研究中。例如，1944年版之NRC飼養標準鈣的要求量為2.27g／日．隻，但1984年版則變化為3.75g／日．隻。尤其是微量礦物質方面變化更明顯。
動物體內有約55種礦物質存在。其中在營養上屬於必須的，要時常從食物中獲取一定量者有約15種，這些稱為必需礦物質。必需礦物質中要求量多者稱為多量必需礦物質，例如鈣(Ca)、磷(P)、鈉(Na)、鉀(K)、氯(Cl)、鎂(Mg)等。反之，要求量少者稱為微量必需礦物質，例如鈷(Co)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、錳(Mn)、銅(Cu)、碘(I)、硒(Se)、鉬(Mo)、硫(S)等(表1)。另外，因對動物有毒性而不希望其存在於飼料中，或在動物體內不規則存在，此是否具有重要作用未明瞭者有矽(Si)、砷(As)、硼(B)、溴(Br)、鎘(Cd)、氟(F)、鋁(Pb)、鎳(Ni)、鍚(Sn)、鋰(Li)、釩(V)等11種。這些以ppb∼ppm單位給與時亦出現生理機能的低下，營養不足以外而來的障礙減輕之事例。今後在畜產營養面上要多注意這些超微量礦物質。
| 表一 必 需 礦 物 質 之 動 物 體 內 濃 度 | |||
| 多量礦物質 | 體內濃度(％) | 微量礦物質 | 體內濃度(ppm) |
| 鈣(Ca) 磷(P) 鉀(K) 鈉(Na) 氯(Cl) 硫(S) 鎂(Mg) |
1.5 1.0 0.2 0.16 0.11 0.15 0.04 |
鐵(Fe) 鋅(Zn) 銅(Cu) 錳(Mn) 碘(I) 鈷(Co) 鉬(Mo) |
20∼80 10∼50 1∼5 0.2∼0.5 0.3∼0.6 0.02∼0.1 1∼4 |
| *畜產大事典(1986) | |||
2.礦物質之作用
礦物質存在於動物體內的各部分，分別發揮其重要作用。這些作用歸納起來有下述三種。
(1)形成骨骼及齒。
(2)在血液、淋巴液或細胞內之溶液中形成離子存在，進行PH之調節或滲透壓之調節。
(3)與蛋白質或脂肪結果，並含於胺基酸、核酸及其他多種補酵素(輔鋛)中，與熱能代謝，酵素作用有關連。
通常，礦物質在生物體內的分佈不一樣，視其作用而相當偏在分佈。即骨骼、齒中集積有動物體內全鈣中的約99％，全磷中的約80％，全鎂中的約70％，形成基本形態的氫氧磷酸鈣[Hyroxy apatite；3Ca3 (PO4)2．Ca(OH)2]。
血液中鉀及鈉的含量多，肌肉中存在著全鉀量的75％(表2)。
| 表二 血 液 中 之 礦 物 質 含 量 (mg／dl) | |||||
| 部 位 | Na | K | Cl | Ca | Mg |
| 血 漿 | 300 | 20 | 350 | 10 | 25 |
| 血 球 | 痕跡 | 400 | 180 | 痕跡 | 5.0 |
神經中磷的量特別多。
3.礦物質的需要量
在動物生活中，礦物質常形成糞、尿、汗、乳、卵等多量流失。因此，在營養上要充分補給。這些礦物質之適量的給與雖對動物極為有效，但過量給與時常造成幣害(表3)。這種影響以微量礦物質特別明顯。通常，微量礦物質在飼料原料中所含的量多很充足。在特定的地區土壤中這些礦物質少許幾種會不足，以此地區所生產之飼料為主體而給與時會發生特定礦物質的缺乏症。而且，在近年之高能率的畜產經營上發現飼料中之礦物質的過多或不足會造成直接影響。
| 表三 微 量 礦 物 質 要 求 量 與 中 毒 發 生 界 限 | |||||
| 礦物質 | 動物 | 要 求 量 (mg／kg飼料) | 中 毒 發 生 界 限(mg／kg飼料) | ||
| 日本飼養標準 | Maynard等(NRC) | 日本飼養標準 | Maynard等(NRC) | ||
| Cu | 牛 羊 豬 雞 |
4(育成中) － 6(幼豬) 3∼4 |
5∼7(8) 10 6 4 |
100 － 300∼500(幼豬) 324(雛雞) |
115 (115) ？ 250 ？ |
| Co | 牛 羊 馬 雞 |
0.05∼0.10 － － － |
0.05∼0.07(0.10) 0.08 5∼8 － |
10 －
200(雛雞) |
60 (5) 120 ？ ？ |
| I | 牛 豬 雞 |
0.1 (0.6) 0.2 0.3∼0.35 |
0.1(家畜)(0.50) 0.2 0.35 |
－ 800(幼豬) － |
？ (50) ？ ？ |
| Mn | 牛 豬 雞 |
1∼10(育成中) 20 25∼55 |
16∼25(20∼40) 10 55 |
－ 4000幼豬 － |
2000(1000) 4000 ？ |
| Zn | 牛 羊 豬 雞 |
10∼30(育成中) － 50 35∼65 |
9 (30) 18∼22 50 35 |
1000(發育中500) － 2000(幼豬) 1500(雛雞) |
1200 (500) 1000 2000 ？ |
| Se | 牛 羊 馬 豬 雞 |
0.05∼0.10 － － 0.1 0.06 |
0.1 (0.20) 0.1 － 0.1 － |
5 － － 5∼8 (幼豬) 10 (雛雞) |
3∼4 (2) 10 5∼40 5∼8 ？ |
在任何飼養條件下為了避免不足的情形發生，並提高其利用效率，應視飼養目的充分補給適當形態的礦物質。
4.配合飼料中之礦物質含量與利用率
配合飼料中的礦物質含量並非單純的在算術上滿足對象動物之礦物質要求量就可以了。配合飼料中之礦物質視構成配合飼料之各個飼料原料中的含量的變化而變動，而且亦視這些動物之利用率而變化。
例如，各種飼料用原料中的磷的利用率，即使同樣是小麥亦視其產地而有顯著不同，此點經由吉田等之趾灰分測定結果已告明瞭(表4)。
表四 各 種 飼 料 原 料 之 磷 的 利 用 率 |
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| 供 試 品 | 產 地 | 供 試 品 之 化 學 成 分 (％) | P 利 用 率 | |||||
| 水 分 | 粗蛋白質 | Ca | P | 平 均 | 95％ | 信賴區間 | ||
| 魚 粉 | 北 洋 | 9.57 | 63.74 | 5.28 | 2.50 | 97 | 113∼ | 81 |
| 高 梁 | 美 國 | 13.07 | 8.76 | 0.06 | 0.24 | －28 | 25∼ | －80 |
| 澳 洲 | 12.85 | 8.27 | 0.02 | 0.26 | 25 | 57∼ | －6 | |
| 小 麥 | 加拿大 | 13.88 | 15.49 | 0.12 | 0.25 | 37 | 77∼ | 2 |
| 加拿大 | 12.10 | 14.76 | 0.10 | 0.26 | 117 | 151∼ | 84 | |
| 美 國 | 10.59 | 11.44 | 0.04 | 0.29 | 77 | 118∼ | 35 | |
| 大 麥 | 日 本 | 12.22 | 12.40 | 0.05 | 0.25 | 89 | 128∼ | 47 |
| 加拿大 | 12.77 | 9.53 | 0.10 | 0.25 | 89 | 133∼ | ＋5 | |
| 脫脂米糠 | 13.05 | 18.31 | 0.05 | 2.70 | 20 | 30∼ | 10 | |
| 生 米 糠 | 14.09 | 13.05 | 0.04 | 1.89 | 5 | 24∼ | －13 | |
| 大 豆 粕 | 11.51 | 44.93 | 0.31 | 0.65 | 4 | 35∼ | －26 | |
| 花 生 粕 | 8.54 | 44.91 | 0.28 | 0.52 | －18 | 6∼ | －43 | |
| 油 菜 粕 | 12.36 | 35.10 | 0.63 | 1.12 | －10 | 18∼ | －33 | |
| 肉 骨 粉 | 澳 洲 | 4.63 | 45.24 | 9.96 | 4.89 | 96 | 109∼ | 83 |
| 6.72 | 48.34 | 10.32 | 5.01 | 83 | 104∼ | 62 | ||
| 黃 玉 米 | 美 國 | 12.52 | 10.18 | 0.03 | 0.30 | 7 | 49∼ | －34 |
| 泰 國 | 14.36 | 8.93 | 0.01 | 0.26 | 1 | 33∼ | －31 | |
因此，現在配合飼料所使用之飼料原料雖加以適當調合以滿足所定量之蛋白質及熱能的營養要求量，但礦物質中未達要求量的場合很多。因此要充分調查配合飼料原料中的成分含量及利用率。
基於此目的而使用之礦物質的種類及做為飼料添加物的規格都有訂定。另外，飼料用之磷酸鎂類及石灰質資材由於在配合飼料中之添加量多或過剩給與時並不會引起中毒症的發生，故無做為飼料添加物使用的規格，而當做一般飼料來處理，讓供給者及使用者分別自主管理。由各種製造工廠而來的副產磷酸鈣亦流通的現在，最好設有公定的規格。
(二)礦物質之問題點及今後的動向
1.豬用飼料中之銅、鋅的添加量限制及對策
隨著養豬的大規模化，乃致力於生產性的提高及飼養管理的省力化。對策之一是經由子豬的整腸以促進發育，防止軟便以達成飼養管理的簡易化，從而下意識的使用飼養標準量(6ppm)之20∼30倍的銅(約130ppm)。而且，在銅之添加量增大下，為了減弱其過量給與的影響，亦將鐵及鋅的添加量增加。這些之飼料給與會增大排泄物中的銅、鋅量，恐會污染土壤。故在法令上規定配合飼料中的銅量應在80ppm以下。在此種情形下，鹼鹽基交換容量(CEC)大的天然產沸石的使用量增加(表5)。
| 表五 天 然 沸 石 之 分 析 例 | ||||||||
| 產 地 | 形態*1 | pH(H2O) | 陽離子交換容量*1 | 全鹽基量 | 交 換 性 鹽 基 含 量 *2 (％) | |||
| CaO | MgO | K2O | Na2O | |||||
| 北海道 秋 田 秋 田 秋 田 福 島 島 根 島 根 鹿兒島 |
C.M C.M M C M C M C |
7.1 6.5 6.4 7.5 6.7 6.4 6.9 6.6 |
99.5 104.4 176.2 150.5 183.9 74.2 1303 129.6 |
279.6 223.9 278.8 235.2 216.6 275.8 258.5 282.9 |
43.4 48.8 92.7 23.8 90.1 36.8 39.3 74.0 |
8.7 0.5 0.5 3.8 3.3 痕跡 1.4 1.7 |
13.6 25.7 45.8 49.1 33.9 33.0 6.8 68.2 |
36.3 23.0 13.8 52.0 41.1 18.8 84.0 24.2 |
| *1 C：clinoptilote， M：mordenite *2 110℃乾燥物100g之Me |
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2.配合飼料中之Ca／P之比
為了促進動物正常的發育配合飼料中的Ca：P比設定為牛 2∼1：1，豬1.5∼1：1，雞2：1。此種場合成為問題的是飼料中的鈣、磷均以全成分量來做比率。實際上，植物飼料原料中的磷大部份是利用率低的有機態(phytin態)的磷，故即使分析上的比率充分滿足但其大半未被利用就排泄掉了。另外，Ca／P比率不適當時不僅使兩者的利用率均降低，而且鈣過剩時恐會誘發微量礦物質的缺乏。因此，需要以適切的方法來評價。
日本農林水產省畜產試驗場認為其評價法以非有機態(phytion態)表示較適當，故已經有一部分(家禽)飼養標準以非有機態來表示。今後，牛、豬方面亦可能採用此種方式。
美國及其他國家則普遍以有效磷(非phytin態磷)來表示。
另外，亦研究以物理化學或生物學的處理將非phytin態磷有效化，但尚未達到實用化的地步。此點在未利用資源的應用上具有很大意義，是今後重要的課題之一。
3.硒
據報告，硒(Se)可代替一部分維他命E的效果。對於單給與維他命E不能阻止之雞的滲出性素質樣的症狀添加1ppm的硒即有效果出現，而且對於飼料中脂肪酸的氧化亦呈現出與維他命E不同的抗氧化作用，故可提高畜產生產性。惟硒給與過多時恐會發生中毒症，故日本等尚未許可使用。美國則認可此種目的下的使用。硒劑方面有亞硒酸鈉(sodium selenite；Na2SeO3)及硒酸鈉(sodium selenate；Na2SeO4)可使用。今後日本基於畜產物生產性提高的考慮亦可能許可使用。另一方面，由研究機關開發出安全性高之形態的硒劑亦是今後的一個重要課題。
4.鎂
鎂與骨、齒、卵殼的形成有關連，並成為酵素之活性物質而為動物之生活作用上的必須成分。
通常，鎂存在於飼料中之天然由來的量多半不足，因此以鹽基性(鹼性)碳酸鎂或硫酸鎂的形態進行鎂的補給。鎂添加物除了這些之外尚有品質亦安定的高成分的氧化鎂。氧化鎂在美國已做為鎂源使用，而日本方面則因品質上的問題無法使用，而日本方面則因品質上的問題無法使用。在希望以配合飼料之高成分化來達成省力化的現在，應開發出可廣泛使用的鎂劑。
5.重碳酸鈉的使用
近年來，除了肉牛之外，對於乳牛亦想以濃厚飼料的多給來提高生產效率。住濃厚飼料的多給會使牛第一胃(瘤胃)的pH酸性化，抑制棲息於瘤胃內之微生物的作用，從而發生關連障礙。在對策上使用重碳鈉以調節第一胃的pH、提高鈉源及乳脂品質的事例增多。同樣，在美國亦單獨使用重碳酸鎂或與氧化鎂共同使用以做為鹼化劑。此外，為了增大鹼化效果亦使用sodium sesqui cabeonatei (NaHCO3．Na2CO3)，效果良好。
6.礦物質之流通量
礦物質的種類很多，而且在配合飼料中的添加量有的為ppm，有的為％。此種少量物質欲在配合飼料中均勻混合通常是與其他礦物質混合、增重，並形成預拌劑而添加。單獨使用者為碳酸鈣、磷酸鈣等。因此，礦物質的流通很複雜，不僅各個礦物質如此，整個礦物質亦乏正式統計。這些年間使用量推定值碳酸鈣約50萬噸，磷酸鈣類6∼8萬噸，硫酸鐵約4,000噸。微量礦物質方面年間使用1,000∼2,000噸者有硫酸銅、碳酸鋅、碳酸錳，使用500∼600噸者有硫酸錳、硫酸鋅。鈷、碘方面其化合物的使用量約20∼30噸。
飼料營養雜誌(62~68)－林達雄．八八年四期
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