第五节 矿 物 质 营 养 目 的 要 求 在了解动物体内矿物元素含量和分布的基础上，掌握矿物元素营养的基本特点，重点掌握矿物元素的主要营养作用。

一、 概 述 1.动物体内矿物元素含量 2.必需矿物元素 3.矿物元素的基本功能 4.矿物元素营养特点 5.矿物元素的需要与供应 一、 概 述 1.动物体内矿物元素含量 2.必需矿物元素 3.矿物元素的基本功能 4.矿物元素营养特点 5.矿物元素的需要与供应 6.矿物元素的代谢

1、动物体内矿物元素的含量 含量与分布特点: 动物体内矿物元素含量约有4%，其中5/6存在于骨骼和牙齿中，其余1/6分布于身体的各个部位。 1）无脂空体重基础下,动物种类间的同一性； 2）发育阶段的相关性（Na、K、Cl；Mg、Ca、P)； 3）功能不同与含量的变异性。

2、必需矿物元素 动物体组织中含有的45种不同数量和浓度的化学元素，其中有26种被证明是动物必需的，据含量分为二类： 常量元素（>50mg/kg活重）：C、H、O、N、Ca、P、K、Na、Cl、Mg、S共11种。 微量元素（<50mg/kg活性）：Fe、Cu、Co、Mn、Zn、I、Se、Mo、Cr、F、Sn、V、Si、Ni、As，共15种。

证明矿物元素的必需性是通过动物试验，用一种纯合日粮添加或取除某元素后，观察动物的反应。一般认为具备下列六个条件的被认为是必需元素： 1）在动物体内各个组织中均存在； 2）每个动物体内存在的浓度大致相同； 3）若从体内撤去该元素，各类动物均产生生理上或结构上的异常症状，而且这种症状可以多次重复再现；

4）再添加这种元素后即可消除撤去后的发生的异常症状； 5）与体内一定的生物化学变化和缺乏症状相关； 6）有措施防止缺乏或治疗，防止缺乏或治疗后上述生物化学异常现象不再发生。

3、矿物元素的基本功能 五大功能： 1） 骨骼、牙齿、甲壳及其他体组织的构成成分。 2） 酶的辅基成分或酶的激活剂 3）构成软组织中某些特殊功能的有机化合物 4）无机盐是体液中的电解质，维持体液的渗透压和酸碱平衡，保持细胞的形态，供给消化液中的酸或碱 5）维持神经和肌肉的正常敏感性

4、矿物元素的营养特点 1）剂量——反应曲线 矿物元素具有两面性：营养作用与毒害作用，取决于剂量。 （1）缺乏到一定低限后，出现临床症状或亚临床症状； （2）生理衡稳区，其低限为最低需要量，高限为最大耐受量； （3）超过最大耐受量出现中毒症状。

Bertrand最适营养浓度定律示意图 （a）缺乏；（b）足量；（c）中毒 最低需要量 最大耐受量 生理稳定区 效应（动物反应） 生存（缺乏） （正常） （中毒） 死亡 （a） （b） （c） 最低需要量 最大耐受量 生理稳定区 效应（动物反应） （a）缺乏；（b）足量；（c）中毒

土 壤 植 物 植物性饲料或食物 岩 石 空 气 人和动物 水 动物物 动物性饲料或食物 耐受（适应） 新物种品种或亚种 形成地方病 畸形和死亡

2．化学食物链 动物的矿物元素营养与环境之间存在密切关系：岩石、土壤、大气、水、植物和动物、人之间构成一个不可分割的整体的食物链，而气候、季节、施肥与田间管理、耕作、制作和环境污染等则是间接地影响动物矿物质营养。因此，动物矿物质有关疾病及矿物质营养本身都带有明显的地区性，有些还有季节性，人微量元素疾病大都属于地方病。

5、矿物元素的需要与供应 1．需要 2．供应 与动物种类、生理阶段、生产水平有关。 常用植物饲料Ca不足，P过量，Na不足，K过量， Cl不足，Mg过量。 微量元素与地区性有关。 动物性饲料通常能满足元素需要，或比例适量。 矿物性饲料只能供给某一种或少数几种元素需要。

6、矿物元素的代谢 肌肉、骨骼 血液 软组织 消化道 体表、尿 器官 矿物元素代谢途径

矿物元素在体内以离子形式吸收，主要吸收部位是小肠和前段大肠，反刍动物瘤胃可吸收一部分。 矿物元素排出方式随动物种类和饲料组成而异，反刍动物通过粪排出Ca、P，而单胃动物通过尿排出Ca、P。 动物生产也是排泄矿物元素主要途径。

二、 常量元素 1.钙、磷 2.镁 3.钠、钾、氯

1、Ca、P 1）含量与分布 体内含量最多，占体重1-2%，99%的Ca和80%的P存在于骨和牙齿和鳞片上，其余存在软组织和体液中。 骨中含水45%，蛋白质20%，脂肪10%，灰分25%，灰分中Ca占36%，P 18%，Mg 0.5-1.0%，Ca∶P=2∶1。鱼体的Ca∶P=0.9-1.2∶1 对虾甲壳中含钙7%

鱼鳞：钙的交换率是骨骼的三倍，是钙的不稳定的贮藏场所 血液 Ca、P 鱼鳞：钙的交换率是骨骼的三倍，是钙的不稳定的贮藏场所 牙齿中的钙磷很少处于代谢状态，形成后就很少受饲料的影响 1%的钙存在于软组织中

2）营养作用 Ca 构成骨与牙齿，参与肌肉收缩、血液凝固、神经传导、某些酶的激活及细胞膜的完整性和通透性的维持。 P 构成骨与牙齿，参与核酸代谢与能量代谢，维持膜的完整性，参与蛋白质代谢维持体液和细胞内液的正常pH值。

3）缺乏症与过量 钙： 鱼能从水中获取足够量的钙，钙的缺乏症在某些鱼类中很难发现。 磷： 全部由饲料提供。 鲤鱼 生长差，骨骼发育异常，头部畸形，脊柱弯曲，肋骨矿化异常，胸鳍刺软化，体内脂肪蓄积，水分、灰分含量下降，血磷含量降低，饲料转化率差。 虾 软壳病，生长缓慢，死亡率高

佝偻病—猪 佝偻病—牛 缺 磷 牛

（2）过量 4）来源 过量Ca降低脂肪消化率； 过量Ca干扰其他元素的作用。 过量Ca、P干扰其他元素的代谢。 植物饲料含Ca少，而P多，但P有一半左右为植酸磷，饲料总P利用率一般较低。 Ca、P的补充料 磷酸二氢钙

5)影响Ca、P营养的因素 （1）Ca、P比例，比例不当，易形成难溶性磷酸盐和碳酸盐。 （2）植酸（肌酸总磷酸） 谷物及副产物中植酸磷占总磷3/4，主要以植酸钙分类形式存在。

（3）草酸 （4）脂肪 脂肪多或消化不良，形成钙皂，便少量脂肪可改善Ca吸收。 （5）VD，促进Ca吸收。 （6）肠道pH 胃酸缺乏，降低Ca、P吸收，添加乳糖提高Ca、P吸收。 （7）饲料种类 动物性饲料利用率高，植物以豆科含Ca多，禾本科含P多。

2、Mg 1）含量与分布 体内含Mg0.05%，60-70%在骨中，Mg占骨灰分的0.5-1.0%，其余30-40%存在于软组织中。 2）营养作用 构成骨与牙齿;参与酶系统的组成与作用；参与核酸和蛋白质代谢；调节N-肌肉兴奋剂；维持心肌正常功能和结构。

3）缺乏症 鲤鱼、虹鳟：生长缓慢，肌肉软弱，痉挛惊厥，白内障，骨骼变形，食欲减退，死亡率高等。 虹鳟还会出现肌肉、幽门垂盲囊和鳃丝发生组织学变化，骨中镁含量下降，钙含量增加。 鲇鱼：肌肉松弛

4）Mg来源　 常用饲料含Mg丰富，不易缺乏，糠麸、饼粕和青饲料含Mg丰富，块根和谷实含Mg多。 镁可从饲料或水中得到满足。

3、Na、K、Cl １）含量与分布 Na、K、Cl是体内最大量的电解质， Na、Cl是体内细胞外液主要的阳离子和阴离子； K是细胞内的主要一价阳离子。 Cl是胃液和血液中主要的阴离子。

2）营养作用 3）缺乏症 为体内主要电解质，其同维持体液酸碱平衡和渗透压平衡，与其他离子协同维持肌肉Ｎ兴奋性，Cl参与胃酸形成。 这些离子的缺乏症不易，鱼能轻易的从水环境中吸收这些离子。 这几种元素大量存在于普通的饲料原料中。

三、微量元素 1.铁 5.硒 2.铜 6.碘 3.锌 7.钴 4.锰 8.其他元素

1、铁（Fe） 1）含量及分布 各种动物体内含Fe60-70ppm，其中60-70％存在于Hb中，3％在肌球蛋白，26％为贮备。不足1％为Fe转运化合物。

2）吸收与代谢 主要吸收部位在十二指肠，从肠腔进入粘膜细胞，与运Fe蛋白和Fe蛋白结合，在浆膜表面再与转Fe蛋白结合，转移到血浆。Fe吸收率很低，成年动物5-10％。

铁吸收理论之一 肠上皮细胞 血 浆 铁蛋白 脱铁铁蛋白 Fe2+ Fe3+ 转铁蛋白 肠 腔 还 原 氧化

铁吸收理论之二 肠 腔 肠上皮细胞 血 浆 螯合铁 Fe3+ Fe2+ 配位体 大分子复合物 转铁蛋白 内源配位体 排泄 网织红细胞 贮存细胞

进入体内的Fe约60％在骨髓中合成Hb，红细胞寿命短，不断被破坏和代替，破坏后释放的Fe被骨髓质再利用来合成Hb。 主要排泄途径是粪，粪中内源Fe量少，主要是随胆汁进入肠中的Fe。

3）营养作用 （1）构成血红蛋白，参与氧气的运输。 （2）参与物质代谢调节，Fe2+或Fe3+是酶的活化因子，TCA中有1/2以上的酶和因子含Fe或与Fe有关。细胞色素氧化酶和黄素蛋白等的组成成分，在氧化还原中起到传递氢的作用。 （3）生理防卫机能，转铁蛋白还有预防机体 感染疾病的作用

4）缺乏与过量 （1）缺乏 产生贫血症，但不影响鱼的生长 鲤鱼、真鲷和河鳟：血红蛋白减少，小红细胞性贫血，鳃浅红色，肝呈白或黄白色。 河鲶：血红素、血球容积比及红细胞数下降。 （2）过量 铁中毒，生长停滞，厌食，腹泻，死亡率增高

5）来源 6）需要量 青草、干草及糠麸、动物性饲料（奶除外）均含Fe，但利用率差。 鲇鱼：30mg/kg 大西洋鲑：60mg/kg

缺铁皮肤—皱褶

2、铜（Cu） 1）吸收代谢 吸收的Cu以铜蓝蛋白或清蛋白等AA结合形式，转运到各组织器官。进入肝的Cu先形成含Cu巯基组氨酸，然后转到含Cu酶中。 大部分Cu从粪中排出，粪Cu少部分是从胆汁来的内源Cu。

2）营养作用 （1）参与铁的吸收及新陈代谢，为血红蛋白合成及红细胞成熟所必需。 （2）软体动物和节肢动物血蓝蛋白的组成成分，作为血液的氧载体参与氧的运输。 （3）细胞色素氧化酶、酪氨酸酶和抗坏血酸氧化酶的成分，具有影响体表色素、骨骼发育和生殖系统及神经系统的功能。

3）缺乏与过量 （1）缺乏 斑点叉尾鮰：心脏细胞色素C氧化酶减少，肝脏铜锌过氧化物歧化酶活性降低。 鲤鱼：生长缓慢，白内障。 （2）过量 鱼对饲料中铜比对水中溶解铜更具有耐受性。 虹鳟：生长缓慢，饲料效率低，肝脏铜水平升高。 银大马哈：生长受阻，色素沉着减少。

4）来源 牧草、谷实糠麸和饼粕饲料含Cu较高，玉米和秸杆含Cu低。 5）需要量 虹鳟、鲤鱼：3mg/kg 斑点叉尾鮰、大西洋鲑：5mg/kg

缺铜——猪 缺铜——牛

3、锌（Zn） 1）含量及分布 鲤鱼锌含量特别高，锌分布于动物机体的所有组织中，其中以肌肉和肝脏含量较高。磷的锌含量可反映水环境中锌的浓度。 2）吸收与代谢 主要吸收部位在鳃、胃和肠，大部分在肠吸收。通过肾脏和鳃排出。

锌在动物机体的消化吸收、转运 饲料锌（原料本身含有和外源添加） 肠腔 肠细胞 组织 皮毛 肝脏 肾脏 无机物 血浆 肌肉 锌池 螯合物 骨骼 门静脉 外 周 饲料锌（原料本身含有和外源添加） 粪锌 1 2 尿 脱落 饲粮+内分泌 1刷状缘 2基底膜 组织 皮毛 肝脏 肾脏 肌肉 骨骼 胰腺 血浆 螯合物 锌蛋白 复合物池 肠腔 无机物 离子化 非有效锌 肠细胞 锌池 金属 硫蛋白

3)营养作用 （1）参与体内酶组成和激活。鱼体内70多种酶含Zn，如碳酸酐美、胰缩肽酶、谷氨酸脱氢酶、吡啶核酸脱氢酶等，碱性磷酸酶的激活剂。 （2）参与核蛋白的结构及前列腺素的代谢 （3）构成、维持H的正常功能，如胰岛素。 （4）维持生物膜正常结构与功能。 （5）与免疫功能有关。

4）缺乏与过量 （1）缺乏 生长缓慢、食欲减退、死亡率增高，血清中锌和碱性磷酸酶含量下降。骨中锌和钙含量下降，皮肤及鳍糜烂、躯体变短。核酸和蛋白质代谢紊乱，蛋白质消化率降低。降低鱼卵的产量及卵的孵化率。 虹鳟：晶状体白内障、侏儒、鳍和皮肤腐烂 斑点叉尾鮰：降低生长率、食欲、骨骼中锌、钙及血清浓度。

投喂虹鳟1000mg/kg的锌，发现血红蛋白、血细胞比容和肝脏铜含量减少（Knox 1982、1984） （2）过量 虹鳟和鲤鱼可耐受1700-1900mg/kg的锌而不影响生长和存活（Jeng and Sun 1981） 投喂虹鳟1000mg/kg的锌，发现血红蛋白、血细胞比容和肝脏铜含量减少（Knox 1982、1984） 虹鳟尾鳍锌浓度是体内锌状态的可靠指标。

5）来源 6）需要量 动物性饲料含量丰富，含Zn化合物有硫酸Zn、碳酸Zn、ZnO等。 虹鳟、鲤鱼幼鱼：15-30mg/kg

缺锌——羊

4、锰（Mn） 1）含量与分布 体内含Mn比其他元素低，总量0.2-0.5ppm。骨骼含量最高，在肝脏、肌肉、肾脏、生殖腺和皮肤中含量也较多。主要集中在这些组织的线粒体中。 2）吸收与代谢 鱼能从水中摄取锰，但能更有效的从饲料中摄取。

3）营养作用 （1）是某些酶的组成成分和激活剂（专一或非专一）。如精氨酸酶、丙酮酸脱羧酶、超氧化物歧化酶的成分。激活激酶、磷酸转移酶、水解酶和脱羧酶。 （2）参与胆固醇合成（丙酮酸羧化酶） （3）参与蛋白质代谢； （4）保护细胞膜完整性（过氧化物歧化酶）

4）缺乏症 虹鳟、鲤鱼、罗非鱼：生长减缓，骨骼变形（Yamamoto 1983） 虹鳟：铜锌过氧化物歧化酶活性、心肌和肝脏锰过氧化物歧化酶活性下降并抑制脊髓中锰和钙含量。卵中锰减少，孵化率下降。 斑点叉尾鮰：肝脏锰过氧化物歧化酶活性不受影响。

5）需要量 6）来源 鲤鱼、虹鳟：13mg/kg 斑点叉尾鮰：2.4mg/kg 植物饲料特别是牧草、糠麸含Mn丰富，动物饲料含Mn少。一般情况不需补充，幼年常用硫酸锰补充。

5、硒（Se） 1）营养作用 1957年前一直被认为是有毒元素，1957年Schwarz证明Se是必需微量元素。 （1）作为GSH-Px的组成成分，保护细胞膜结构和功能的完整性，每克分子GSH-Px含4原子Se，该酶催化已产生的过氧化氢和脂质过氧化物还原成无破坏性的羟基化合物，保护细胞膜。

（2）为胰腺结构和功能完整的必需，缺Se时，胰腺萎缩，胰脂酶产量下降，从而影响脂质和VE的吸收。

2）缺乏与过量 （1）缺乏 虹鳟：生长抑制、渗出性素质病 斑点叉尾鮰：生长抑制 大西洋鲑：肌肉营养不良 （2）过量 虹鳟、斑点叉尾鮰：生长减缓、饲料效率低、死亡率高。肾脏钙结石（鳟）

3）需要量 鱼对硒的需求随着摄入硒的化合态、饲料中不饱和脂肪酸和维生素E及水中硒浓度不同而不同。 血浆和肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶活性是鱼体硒状态的有效指标。 虹鳟：0.15-0.38mg/kg 斑点叉尾鮰：0.25mg/kg

6、碘（I） 1）含量与分布 2）营养作用 广泛分布在各种组织中，其中一半以上集中于甲状腺内。 碘和酪氨酸结合生成的一碘酪氨酸和二碘酪氨酸，然后转变成甲状腺素，为甲状腺球蛋白的组成成分。 甲状腺素可加速体内组织和器官的反应，增强基础代谢率，促进生长发育。

3）缺乏症 鱼类可从水体吸收和饲料摄入碘，碘的摄入量取决于饲料和水中的碘含量。 甲状腺肿大 4）需求量 大多数鱼类碘的最低需求量尚未确定。

缺碘母羊所产的羔羊发育不良或死亡，颈部因甲状腺肿大而明显肿大

7、钴（Co） 1）营养作用 2）缺乏和过量 维生素B12的组成成分， B12中含有约4.5%的钴。 某些酶的激活因子。 鱼体内积存能力小，可迅速排出体外。

8、其他元素 1）铬 2）钼 葡萄糖耐量因子的组成成分，提高胰岛素和受体亲和力，参与碳水化合物代谢。 Mo是黄嘌呤氯化酶、醛氧化酶、硫酸盐氯化酶的组成成分。家禽为产尿酸，对黄嘌呤氯化酶特别需要，但禽对低Mo日粮耐受力高，只有当日粮加入钨时（Mo拮抗物）才出现生长受阻。

3）氟 主要存在于骨和牙齿中，吸收率高，其作用是保护牙齿（有杀菌作用），增加牙齿强度，预防成年动物骨质疏松症。实践上不易缺F，而F中毒易发生，骨可积蓄大量F，中毒时，牙齿变黑，畸形，骨畸形，种蛋孵化率下降。

4．其他 70年代初，Cr、Su、As、V、Si、Ni已证实在动物营养中的必需性，认为这些元素为动物体所必需，它们在动物体内能与有生命的组织相互作用，当营养中缺乏时，生理机能受阻，加入时，生理机能恢复，但至今尚未发现动物缺乏的病例。因此，实际生产中勿需考虑供给问题，相反多注意铅、砷毒性问题。

The End