- 飼料磷酸鹽生產(chǎn)技術(shù)
- 龔家竹編著
- 7701字
- 2020-05-06 19:37:39
第四節(jié) 動(dòng)物對(duì)磷的營(yíng)養(yǎng)需要
動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),它對(duì)動(dòng)物機(jī)體免疫功能起著重要的作用。如本章第一節(jié)生命中的磷所述,磷是動(dòng)物體內(nèi)第二大礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素,參與機(jī)體內(nèi)幾乎所有的代謝反應(yīng),對(duì)機(jī)體的健康、生產(chǎn)性能和繁殖性能都有重要影響。尤其是在現(xiàn)代化的集約養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中,肉、禽、蛋、奶、水產(chǎn)品的高效與經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)離不開磷營(yíng)養(yǎng)。盡管養(yǎng)殖場(chǎng)動(dòng)物日糧中的谷物和草料、甚至水產(chǎn)的魚蝦餌料中已包含從地里施用獲取磷肥或飼料中的磷源,但遠(yuǎn)不能滿足飼養(yǎng)動(dòng)物的生長(zhǎng)需要;因此需要補(bǔ)充由磷礦經(jīng)過化學(xué)加工生產(chǎn)的飼料級(jí)磷酸鹽,來滿足動(dòng)物生長(zhǎng)和增長(zhǎng)的平衡磷營(yíng)養(yǎng),為人類提供豐富的蛋白營(yíng)養(yǎng)食品,確保市場(chǎng)的供給,達(dá)到最佳的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)目的。過去人們將飼料磷酸鹽稱之為磷飼料添加劑(addition),稍欠嚴(yán)謹(jǐn);正確的定義應(yīng)該是磷鈣補(bǔ)充劑(supplyment);現(xiàn)在幾乎直接稱其飼料磷酸鹽(feed phosphate),更為確切;如現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也定義為在飼料加工中作為鈣、磷補(bǔ)充劑。飼料磷酸鹽主要是以磷酸一鈣(MCP),或稱之磷酸二氫鈣;磷酸二鈣(DCP),或稱之為磷酸氫鈣;磷酸三鈣(TCP),或稱之為脫氟磷酸鈣(DFP);磷酸一二鈣(MDCP);加上飼料磷酸及十分少量的磷酸一銨(MAP)和磷酸尿素(UAP)等約七余種磷酸鹽的統(tǒng)稱。
一、動(dòng)物磷營(yíng)養(yǎng)缺乏引起的不良反應(yīng)
動(dòng)物日糧中磷缺乏或維生素D不足都會(huì)影響到動(dòng)物對(duì)鈣、磷的吸收和利用。當(dāng)磷缺乏比較嚴(yán)重或者缺失時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),骨骼和牙齒將會(huì)受到損害。其生長(zhǎng)速度、產(chǎn)蛋量和產(chǎn)乳量下降,飼料利用率降低并出現(xiàn)異食癖。同時(shí),動(dòng)物的繁殖性能也會(huì)受到損害。盡管這些缺乏癥的表現(xiàn)沒有一種是屬于鈣磷缺乏的特有表現(xiàn),然而鈣磷缺乏,可通過血液和組織中的特殊生物化學(xué)變化、組織學(xué)變化以及與此同時(shí)出現(xiàn)的臨床癥狀加以區(qū)別。
動(dòng)物日糧中磷缺乏首先出現(xiàn)血漿中無機(jī)磷酸鹽含量下降,同時(shí)從骨貯中釋放出一定的鈣和磷進(jìn)入血液,隨著這些變化的出現(xiàn),血漿中的磷酸酶喪失,血鈣濃度略有上升,從原來的90~110mg/L上升到130~140mg/L。成年動(dòng)物血漿中正常的無機(jī)磷含量為40~60mg/L,幼畜為60~80mg/L。飼喂低磷日糧幾周或者幾個(gè)月后,血磷就會(huì)降低到20~30mg/L,嚴(yán)重缺磷乳牛可能降到10~20mg/L。
幼年動(dòng)物的主要磷源是乳,乳中磷的96%~99%被吸收。在試驗(yàn)條件下,飼糧中無磷或嚴(yán)重缺磷,在出生幾天或幾周內(nèi)會(huì)引起幼年動(dòng)物的死亡。飼糧中磷的中等缺乏是低磷型佝僂病發(fā)生的原因,并伴有生長(zhǎng)緩慢或者完全停止、骨骼礦物化受阻(表1-14)、幼畜殘疾率高等癥狀。特定的生物化學(xué)指標(biāo)(低鈣型佝僂病所沒有的)是血液中無機(jī)磷、磷脂和膽固醇降低。由于胡蘿卜素轉(zhuǎn)化成維生素A的程度小,肝和血漿中維生素A含量降低,血液中堿性磷酸酶活性急劇增加。低磷癥的一個(gè)典型癥狀是異食癥,即什么東西都咀嚼。在成年動(dòng)物,低磷癥表現(xiàn)為骨軟化型變化,發(fā)生牙齒脫礦物化,牙床上門牙松動(dòng)。由于飼料消耗量減少,這種疾病的最初癥狀是體重下降(肥育時(shí)體重增加),產(chǎn)奶量降低。從表面上看,飼料的消化似乎未變,但能量的利用率降低,動(dòng)物還會(huì)變得呆滯,行動(dòng)遲緩,毛發(fā)粗糙,在情況嚴(yán)重且被忽視時(shí),可能產(chǎn)生供給失調(diào)和癱瘓。
表1-14 犢牛日糧中磷水平對(duì)骨骼礦物成分的影響

①股骨和肱骨的平均值。
日糧中缺磷可引起動(dòng)物繁殖能力降低,導(dǎo)致卵巢發(fā)育不全和性周期紊亂。并因明顯的卵巢機(jī)能障礙導(dǎo)致發(fā)情抑制、遲緩或發(fā)情不規(guī)則。據(jù)報(bào)道,奶牛日糧中長(zhǎng)期缺磷是失配、空懷、流產(chǎn),新生犢牛體質(zhì)虛弱和生活力減弱的主要原因。在放牧的牛羊群中長(zhǎng)期缺磷也常導(dǎo)致繁殖力下降。據(jù)報(bào)道,放牧牛群不添加礦物質(zhì),繁殖率僅51%,補(bǔ)加骨粉后繁殖率提高到80%。據(jù)Scharp(1979)報(bào)道,在飲水中加入脫氟磷酸鹽后,血磷水平有所提高,母牛的懷孕率從36.5%提高到63.2%,產(chǎn)犢至懷孕間隔從109d縮短到85d,每年淘汰的不孕牛從15頭降到5頭。
飼喂缺磷飼糧的母羊生下來的羔羊行動(dòng)呆滯,即使他們的體重正常,也表現(xiàn)出消化不良癥狀。這種疾病可能產(chǎn)生于飼喂低精料或無精料飼糧(尤其是含過量鈣的飼糧)的反芻動(dòng)物,也可能產(chǎn)生于在缺磷草地上放牧的動(dòng)物。高產(chǎn)泌乳奶牛比低產(chǎn)非泌乳動(dòng)物更易染上這種疾病。根據(jù)Hemmingwag的資料,按牧草干物質(zhì)計(jì)算,0.26%的磷含量足以使母牛富有活力,并確保13kg/d的產(chǎn)奶量;0.20%的磷則足以維持生命并生產(chǎn)9kg奶;而0.15%~0.17%的含磷量則導(dǎo)致缺磷癥。在這種牧場(chǎng)上放牧的母牛在2個(gè)月之內(nèi),血液中無機(jī)磷的水平降低2%~2.5%,可導(dǎo)致生產(chǎn)能力下降,繁殖功能減弱(不發(fā)情、受精率低、泌乳期短)。而在日糧中鈣不足,幾天后即可能顯示出來,最遲也不會(huì)超過幾周。據(jù)Deobald(1936)的試驗(yàn),在雞飼料中突然停止鈣的供應(yīng),蛋殼灰分含量卻不會(huì)立即減少,直到停鈣后12d才有影響,蛋殼灰分含量比正常低25%。
磷缺乏后同樣也會(huì)影響產(chǎn)蛋率、孵化率和蛋殼質(zhì)量,但影響程度比缺鈣小,因?yàn)楫a(chǎn)蛋雞需磷量較低,在以谷物為主的蛋雞基礎(chǔ)日糧中,雖含磷較高,但大部分是母雞不易利用的植酸磷,如不添加無機(jī)磷酸鹽或骨粉,常會(huì)影響母雞的產(chǎn)蛋率和蛋的孵化率。
家禽缺磷比較常見。短期情況下牛的血漿無機(jī)磷約為50mg/L,中度至重度缺磷下降至25~10mg/L,血液中磷脂質(zhì)和膽固醇水平降低,堿性磷酸酶活性明顯升高。長(zhǎng)期缺磷后出現(xiàn)生長(zhǎng)緩慢或停頓、異食癖、骨骼礦化作用破壞、皮毛粗糙脫色等癥狀。
二、磷的吸收
飼料的無機(jī)磷是以單基取代的H2P,二基取代的HP
和三基取代的P
磷酸鹽形式被吸收,而有機(jī)磷以植酸鹽、磷脂、磷蛋白等形式進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)。其中無機(jī)磷不必經(jīng)過消化就能夠被吸收,而有機(jī)磷則需要經(jīng)過酶水解成無機(jī)磷才能被吸收。
有些動(dòng)物特別是禽類難以消化植酸鹽,尤其是鈣和鎂的植酸鹽,對(duì)其中的磷吸收很差。對(duì)于豬,一小部分植酸鹽在胃中被植物性的植酸酶所分解,大部分植酸鹽不能被豬吸收。用生長(zhǎng)豬進(jìn)行的同位素研究表明,磷酸二鈉中有71%的磷被吸收,而小麥麩中僅有37.5%的磷被吸收,小麥麩中的磷是以植酸的形式存在的。用體重27~31kg的豬進(jìn)行試驗(yàn),豬接受的飼料磷全是植物性的,結(jié)果表明,當(dāng)飼料中植酸磷含量增加時(shí),磷的吸收從63%降到22.7%。而對(duì)反芻動(dòng)物,在前胃中由于細(xì)菌植酸酶的作用而發(fā)生植酸水解。據(jù)報(bào)道,磷酸鹽是通過小腸壁進(jìn)行主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),但這個(gè)問題尚無定論。正磷酸鹽的大部分主動(dòng)吸收是在小腸近側(cè)的中段(空腸)發(fā)生的。部分難溶性磷酸二鈣和磷酸三鈣與脂肪酸反應(yīng)并形成分散的螯合物后被吸收。過量的鐵、鋁、鉛、鎂和鈣由于形成難溶的磷酸鹽而阻礙磷的吸收。根據(jù)已報(bào)道的資料,如果給羊喂大劑量的銅、碘和錳,羊?qū)α椎耐饔媒档停@種相互作用可能是中間代謝過程中產(chǎn)生的。
在反芻動(dòng)物,磷的吸收大部分在小腸上段,用未施手術(shù)動(dòng)物進(jìn)行試驗(yàn)以及用在瘤胃施以“巴甫洛夫”胃的動(dòng)物試驗(yàn)表明,瘤胃上皮對(duì)磷幾乎是不可滲透的。瓣胃和皺胃對(duì)磷的吸收程度也很小。
反芻動(dòng)物小腸中磷酸酶活性較高,據(jù)此可以做出這樣的結(jié)論,即前胃中微生物對(duì)飼料的處理并不顯著影響小腸吸收的功能,特別是磷酸化合物的吸收。
影響磷吸收因素很多,主要如下:
①腸道pH對(duì)磷酸鈣的溶解度有很大影響。在堿性、中性溶液中磷酸鈣的溶解度很低,難于吸收;而在酸性溶解中其溶解度大大增加,易于吸收。因此,增高腸道酸性有利于磷的吸收;而胃酸分泌不足時(shí),則不利于磷的吸收。
②飼料中鈣磷比值對(duì)磷的吸收有很大影響。這是因?yàn)榱姿徕}的溶解度積是一個(gè)常數(shù)。飼料中鈣過多則影響磷的吸收,磷過多也影響鈣的吸收。而二者中有一種吸收不足,都影響骨的生成,多吸收的那種也不能為機(jī)體利用而排出體外。
據(jù)Cohen報(bào)道,鈣、磷的標(biāo)準(zhǔn)比例可以提高植酸磷的利用率。在Ca∶P為0.7∶1時(shí),生長(zhǎng)豬對(duì)植酸磷的吸收為45%,在Ca∶P為(1~2)∶1時(shí),植酸磷的吸收可達(dá)55%,在Ca∶P為3∶1時(shí),植酸磷的吸收就降低到20%~30%。反芻動(dòng)物在Ca∶P比超過2∶1時(shí),對(duì)植酸磷的吸收也降低。在家禽方面同樣也存在著鈣磷比例適當(dāng)與否對(duì)植酸磷吸收的影響。據(jù)研究,雛雞每千克日糧含鈣4.7g時(shí),植酸磷的吸收率為51%;而當(dāng)鈣量增加至7.1g時(shí),則降低到11.3%;當(dāng)鈣達(dá)到8.7g時(shí),則植被磷不被吸收。
谷實(shí)、糠麩、油餅等植物性飼料中磷的35%~85%以植酸磷的形式存在(見表1-15),不同的動(dòng)物對(duì)植酸磷的利用差別甚大。植酸,即六磷酸環(huán)己酯,其分子式為C6H18O24P6,其結(jié)構(gòu)式見圖1-11。
表1-15 飼料中植酸磷的總磷比例


圖 1-11 植酸的結(jié)構(gòu)
植酸磷,必須經(jīng)過植酸酶的作用方能變成可利用磷,而這種酶僅對(duì)可溶性植酸磷起作用。腸道中起作用的植酸酶有三種可能的來源——飼料、消化道分泌和細(xì)菌。飼料及畜種不同對(duì)植酸磷的利用率影響很大。米糠及油餅的植酸含量高,故其利用率低。黑麥、小麥中植酸酶活性高,而玉米、燕麥和豆餅中很少或沒有植酸酶,故前者比后者利用率高。反芻動(dòng)物由于瘤胃微生物的存在,含有大量的植酸酶和堿性磷酸酶,對(duì)植酸酶的利用率就相當(dāng)高。雛雞對(duì)植酸磷利用率僅為磷酸氫鈉的10%,而母雞對(duì)植酸磷利用率僅及磷酸氫鈣的50%。豬對(duì)植酸磷的利用率也不高。盡管豬胃中的植酸磷可由飼料中所含的植酸酶而部分地被水解,但其利用率仍不足40%。反芻動(dòng)物如牛羊等對(duì)植酸磷的利用率很高,可達(dá)到90%,然而幼年反芻動(dòng)物由于瘤胃功能發(fā)育尚不健全,因此對(duì)植酸磷的利用率仍然較低,一般為35%左右。
植酸能與礦物元素結(jié)合成難于吸收的螯合物,如與鈣、鎂、銅、錳、鋅等相結(jié)合,不但使植酸磷的利用率大為降低,而且也使礦物元素的吸收利用受到影響,其中對(duì)鋅的影響最為明顯。據(jù)Lease研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)雞飼料中鋅含量滿足生長(zhǎng)需要時(shí),由于植酸的存在會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)受阻,血清、毛及其他組織器官中鋅含量降低,出現(xiàn)鋅缺乏癥,并伴有骨骼生長(zhǎng)異常的磷缺乏癥發(fā)生。植酸不但影響鋅的吸收,而且還影響鋅的存留和排泄。植酸作為螯合劑與鋅等微量元素結(jié)合成不溶性的植酸鹽,使禽和單胃動(dòng)物難于吸收鋅,因而使得動(dòng)物對(duì)飼料鋅的需要量大為增加。
生物技術(shù)的發(fā)展對(duì)植酸磷的利用帶來較大的促進(jìn)。一個(gè)是在動(dòng)物飼料中加入植酸酶,動(dòng)物在消化時(shí)借助植酸酶,將植酸磷水解為可吸收的無機(jī)磷;一個(gè)是在飼料谷物中進(jìn)行植酸酶基因移植,提高動(dòng)物對(duì)谷物植酸磷的吸收。
③維生素D對(duì)磷的吸收有一定的促進(jìn)作用。提高日糧中維生素D,可提高植酸磷的利用率。據(jù)Hinty報(bào)道,日糧中含有大量的維生素D時(shí),小麥麩中磷的吸收率可由30.2%提高到41.8%,其作用機(jī)理有兩種觀點(diǎn),一種認(rèn)為不是由于維生素D刺激腸道產(chǎn)生植酸酶,而是由于提高了對(duì)鈣的吸收而使腸道內(nèi)容物中鈣濃度降低,結(jié)果提高了植酸磷的可溶性,從而增加了酶的底物和濃度;另一種認(rèn)為維生素D能刺激腸道植酸酶活性和數(shù)量,腸道中有活性的植酸酶與一種或多種堿性磷酸酶的同分異構(gòu)體相同,其產(chǎn)生受維生素D的影響。
三、磷的排出
動(dòng)物主要通過糞和尿排出磷。泌乳家畜由乳中排出大量的磷酸,產(chǎn)蛋母雞則由蛋中排出一定的磷。
(一)由糞排出
糞中排除的磷大部分是飼料中未被吸收的磷,稱外源磷,小部分是隨消化液分泌出來而未被吸收的磷,稱為內(nèi)源性(糞)磷。
已知豬大多數(shù)內(nèi)源性磷是在小腸分泌的,乳牛和綿羊的主要分泌部位在瘤胃。
內(nèi)源性磷的測(cè)定在反芻動(dòng)物是非常重要的,因?yàn)檫@些動(dòng)物內(nèi)源磷的排泄幾乎全部經(jīng)由消化道,內(nèi)源磷的數(shù)量很可能超過飼料中的未消化磷的數(shù)量(見表1-16)。
表1-16 牛糞中內(nèi)源磷的排泄和吸收率

經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定,泌乳奶牛的內(nèi)磷源平均損失是每天每千克活重6~30mg,綿羊的內(nèi)源磷平均損失是每天每千克活重43~48mg,他們隨著日糧中磷水平的增加而提高。大量的磷(70%~80%)是隨唾液一起進(jìn)入牛和羊的胃腸道。同位素試驗(yàn)表明,體重35~40kg的成年綿羊,每小時(shí)有180~200mg磷進(jìn)入瘤胃,5~30mg進(jìn)入皺胃,10~12mg進(jìn)入小腸,在前胃功能尚不發(fā)達(dá)、自發(fā)流涎水平很低的幼年反芻動(dòng)物中,內(nèi)源性磷(其相對(duì)含量很低)可能大多排入小腸和皺胃。
(二)由尿排出
腎臟是磷酸鹽的主要排泄器官,排出約60%的磷酸鹽,另外,經(jīng)腸道可以排出大約10%的磷酸鹽,其余30%為未吸收的磷酸鹽。
由尿排出磷酸鹽是受到調(diào)控的,腎小球?yàn)V過的大部分磷被腎小管重吸收。尿中排除的磷量受血漿中磷濃度的影響。
牛尿中排除的磷的量比其糞中排除的少很多,這和人是相反的,人的尿磷排出大于糞便排出。這個(gè)差異顯然是由于草食動(dòng)物排堿性尿的原因,堿性嚴(yán)重限制了同時(shí)由尿排出鈣和磷的可能性。
對(duì)于家禽、兔、小型試驗(yàn)動(dòng)物和幼年反芻動(dòng)物(生后頭兩周期間),磷的排出主要經(jīng)由腎;對(duì)于豬,磷的排出同等程度地經(jīng)由腎和消化道;而對(duì)成年反芻動(dòng)物,磷的排出則經(jīng)由胃腸道。
磷在尿中主要以磷酸二氫鈉和磷酸氫鈉鹽的形式排出,在很小程度上是作為磷酸氫鈣鹽和鎂鹽形式排出。尿中磷酸二氫鈉鹽和磷酸氫鈉鹽的比例決定其酸度或堿度。大量的磷酸鹽通過血漿進(jìn)入尿液中。少量的則通過腎磷酸酶對(duì)有機(jī)磷化合物的主動(dòng)作用而形成。
(三)由乳腺排出和隨蛋排出
泌乳動(dòng)物有大量磷分泌到乳中,并且發(fā)生乳中磷的濃度高于血液。由雞蛋可排出一定量的磷。
四、磷的代謝及其調(diào)節(jié)
從腸道吸收的無機(jī)磷在體內(nèi)形成有機(jī)磷化合物后,迅速地?cái)U(kuò)散到機(jī)體各部。雖然血液中的無機(jī)磷濃度較低,但它還是與骨骼中的磷酸鹽和組織中的含磷化合物處在動(dòng)態(tài)平衡之中。血中的無機(jī)磷也參與各種分解和合成過程。用放射性32P作靜脈注射試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn),32P構(gòu)成磷酸鹽不僅在骨骼中可以找到,而且在軟組織中也能發(fā)現(xiàn),它不僅能迅速地與ATP和肌酸磷酸鹽分子結(jié)合,也能在碳水化合物的磷酸鹽中出現(xiàn)。32P在磷蛋白中的出現(xiàn)也很迅速。在磷脂等類脂中出現(xiàn)則稍晚。
32P進(jìn)入人體內(nèi)的最初48~72h就沉積在骨骼中,其沉積的程度與家禽的年齡、骨骼的礦化水平呈負(fù)相關(guān),其代謝的強(qiáng)度在不穩(wěn)定的骨骼海綿狀骨質(zhì)中,比致密骨骼中強(qiáng)。
磷進(jìn)入器官和組織的多少,取決于該器官、組織磷的總含量,磷的更新速度與組織的生長(zhǎng)速度呈正相關(guān),在組織中磷的代謝速度隨著年齡的增長(zhǎng)而降低,但在繁殖活動(dòng)時(shí)期又重新提高。懷孕后期母牛對(duì)磷的吸收和骨骼中磷的沉積不斷增加,以提高妊娠期機(jī)體磷的貯備,供胎兒生長(zhǎng)和為泌乳做準(zhǔn)備(見圖1-12)。

圖1-12 反芻家禽體內(nèi)磷的代謝
血漿的酸溶解性磷主要為無機(jī)磷,在pH7.4條件下,4/5的磷為二價(jià)陰離子的HP,1/5為一價(jià)的陰離子H2P
,而三價(jià)的陰離子不同,它隨著年齡的變化而變化。對(duì)磷濃度的基本調(diào)節(jié)在于腎小管的功能,即取決于磷在腎小管的重吸收與腎小球?yàn)V過率二者的關(guān)系。在生長(zhǎng)發(fā)育階段,磷的濃度高些,很顯然是由骨及軟骨生長(zhǎng)過程礦物質(zhì)化所需要。成年動(dòng)物的血磷水平比較恒定,這是因?yàn)槠涔趋酪呀?jīng)穩(wěn)定。
維生素D是維持細(xì)胞外液包括血漿無機(jī)磷生理濃度的一個(gè)基本因素。1,25-(OH)2-D3能促進(jìn)腸道對(duì)磷的吸收,25-(OH)-D3也能直接作用于腎小管細(xì)胞以增加腎小管對(duì)磷的重吸收。1,25-(OH)2-D3和25-(OH)-D3均能作用于甲狀旁腺使其減少甲狀旁腺素分泌。甲狀旁腺素對(duì)腎臟排磷的調(diào)節(jié)作用比對(duì)鈣更為明顯。甲狀旁腺素作用于近端腎管,使腎小管細(xì)胞內(nèi)cAMP(環(huán)磷酸腺苷)增多,cAMP對(duì)磷和鈉的吸收均有抑制作用。此外降鈣素也能抑制近端腎小管對(duì)磷的重吸收,使尿磷增加,導(dǎo)致血磷降低。
隨著性器官的成熟和發(fā)育停止,血漿磷濃度有所下降,這可能與性激素所起的作用有關(guān)。
五、磷與鈣的關(guān)系
磷與鈣的代謝密切相關(guān),主要體現(xiàn)在磷、鈣元素的吸收以及骨骼形成、血磷與血鈣濃度的維持方面。
(一)磷與鈣的吸收
磷與鈣比值對(duì)鈣、磷吸收有很大影響,因?yàn)榱姿徕}的溶解度積是一個(gè)常數(shù)。飼料中鈣過多則影響磷的吸收,磷過多也影響鈣的吸收。據(jù)Bar和Hurwitoz報(bào)道,蛋雞喂低磷日糧時(shí),腸道中鈣、磷吸收增強(qiáng)。而過多的磷酸鹽則對(duì)鈣的吸收與不利影響。日糧中鈣含量過高時(shí)可形成Ca-P-Zn三元鹽,從而影響磷的吸收。當(dāng)豬進(jìn)食鈣過多時(shí),在豬的腸道內(nèi)并在植酸的參與下形成鋅、磷和鈣的礦物絡(luò)合體,它不能被吸收,造成磷的潛在性缺乏。
(二)骨骼形成中磷與鈣
正常成年動(dòng)物骨骼組成成分大致如下:水45%、灰分25%、蛋白質(zhì)20%、脂肪10%。哺乳動(dòng)物骨的灰分大致是由36%的鈣、17%的磷和0.8%的鎂以及其他一些元素組成的,其中鈣和磷的比例總是2∶1左右。
骨的組織結(jié)構(gòu)是由分散在其中的骨細(xì)胞和骨鹽結(jié)晶構(gòu)成,骨鹽為羥基磷灰石。
骨鹽的沉積(也叫骨的鈣化)需要兩個(gè)條件:一個(gè)是局部因素,即需由成骨細(xì)胞的代謝活動(dòng)形成可鈣化的骨母組織;另一個(gè)是體液因素,即需要由體液供給充分的礦物質(zhì)離子,其中主要是Ca2+和P。細(xì)胞外液中Ca2+和P
的濃度乘積需要超過其溶解度積,才能沉淀為羥基磷灰石結(jié)晶。以前曾經(jīng)認(rèn)為,體液中的Ca2+和P
濃度低于其溶解度積,而在骨組織中,由于各種原因,使其局部濃度升高,超過了溶解度積,所以發(fā)生沉積,對(duì)于此學(xué)說現(xiàn)在趨于否定。現(xiàn)在一般認(rèn)為,體液中Ca2+和P
的濃度積超過其溶解度積,因而是過飽和溶液。但由于細(xì)胞外液中存在有某些起穩(wěn)定作用的物質(zhì),因而不發(fā)生沉淀。現(xiàn)認(rèn)為,焦磷酸和多磷酸等便是起穩(wěn)定作用的物質(zhì)。羥基磷灰石的沉淀需要誘發(fā)物和起穩(wěn)定作用物質(zhì)的破壞。大概膠原就是誘發(fā)物,它誘發(fā)羥基磷灰石結(jié)晶的生成。此外成骨細(xì)胞還產(chǎn)生堿性磷酸酶,此酶也是焦磷酸酶,它催化焦磷酸的分解,促進(jìn)了骨鹽的沉積。
(三)血漿中鈣、磷
維持血漿中游離Ca2+濃度的恒定非常重要,動(dòng)物機(jī)體調(diào)節(jié)血漿中Ca2+ 濃度恒定的機(jī)制也非常完備和有效。這種調(diào)節(jié)機(jī)制是通過控制鈣、磷的吸收,其在骨骼中沉積和動(dòng)員,以及泌尿來維持血鈣恒定的。由于溶解度積等因素,如果血漿中鈣的濃度恒定,則磷的濃度一般來說也是恒定的。有試驗(yàn)報(bào)道,血鈣含量與日糧中磷的含量呈反比,提高蛋雞飼料中磷(0.5%~1.0%~1.5%)和血中磷(61.0~62.5~68.0mg/L)的含量,血中總鈣及離子態(tài)鈣的含量均下降。Frost報(bào)道,日糧總磷從0.9%降至0.3%,血漿中1,25-(OH)2-D3活性增強(qiáng),鈣離子增多。
(四)細(xì)胞膜上的磷與鈣
已知磷以磷酸根基團(tuán)的形式存在于細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙層上,維持膜的通透性、離子轉(zhuǎn)移和神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生等。而鈣離子通過與膜表面上的陰性帶電基團(tuán)結(jié)合,參與有序排列的胞膜的“鍵合”。而聚合反應(yīng)是細(xì)胞正常生存的一個(gè)必備條件,可見磷與鈣共同參與了維持細(xì)胞膜的正常功能。
六、動(dòng)物對(duì)商品飼料磷酸鹽的吸收率
表1-17表示家禽和豬對(duì)不同品種飼料磷酸鹽中磷的吸收率。序號(hào)1的MCP為磷酸二氫鈣(磷酸一鈣);序號(hào)2的MDCP為磷酸一二鈣(40%磷酸氫鈣和60%的磷酸二氫鈣);序號(hào)3的DCP·2H2O為兩個(gè)結(jié)晶水的磷酸氫鈣(二水磷酸二鈣);序號(hào)4的DCP·0H2O為無水磷酸氫鈣(無水磷酸二鈣),序號(hào)5的DCP·0H2O為無水磷酸氫鈣(無水磷酸二鈣);序號(hào)6的DFP/CaNaP為脫氟磷酸鈣(又稱磷酸鈉鈣)。此表僅為歐洲公司提供的試驗(yàn)數(shù)據(jù),因歐美飼料磷酸鹽生產(chǎn)工藝差異,各自得出的結(jié)論,存在一定的差異。如美國(guó)產(chǎn)品幾乎是采用濃縮脫氟磷酸與石灰石粉捏合反應(yīng)烘干生產(chǎn)磷酸二氫鈣和磷酸氫鈣,而歐洲產(chǎn)品因采用鹽酸分解磷礦脫氟石灰沉淀結(jié)晶生產(chǎn)磷酸氫鈣,磷酸二氫鈣是濃縮脫氟磷酸與沉淀磷酸氫鈣反應(yīng)生產(chǎn)。這些生產(chǎn)差異也導(dǎo)致市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的矛盾與自我評(píng)價(jià)差異。再如原西歐就沒有脫氟磷酸鈣生產(chǎn),現(xiàn)在因俄羅斯和前東歐的加入才有脫氟磷酸鈣,因溶解性低,美國(guó)生產(chǎn)商強(qiáng)調(diào)里面存在在加工時(shí)加入的純堿帶入的鈉元素是無氯鈉,可減少動(dòng)物心腦血管疾病等。由于歐美生產(chǎn)理念上的認(rèn)識(shí)差異,圖1-13為法國(guó)科學(xué)家作出磷酸鹽溶解度與動(dòng)物有效吸收(True Absortion Coefficient)的關(guān)系圖,需要說明的是圖中低質(zhì)脫氟磷酸鈣是前蘇聯(lián)生產(chǎn)的脫氟磷肥類,而不是前述的磷酸鈉鈣。
表1-17 幾種常用飼料磷酸鹽品種的消化性磷含量①

①消化性磷=總磷×消化率。

圖1-13 飼料磷酸鹽溶解度與動(dòng)物有效吸收的關(guān)系
所以,由于磷作為動(dòng)物必需的生命元素,在動(dòng)物養(yǎng)殖生長(zhǎng)過程中,磷與鈣的代謝密切相關(guān)。其主要體現(xiàn)在磷、鈣元素的吸收以及骨骼形成、血磷與血鈣濃度的維持。因而飼料磷酸鹽通常是以磷酸鈣的磷鈣兩元素形式生產(chǎn),而不像農(nóng)作物種植生產(chǎn),需要的生命元素磷是以磷酸銨的磷氮兩元素生產(chǎn)。
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