麦饭石是由花岗岩风化形成的一种对生物无毒无害,具有一定生物活性的矿物保健药石,作为一种重要的饲料添加剂在我国畜牧业,尤其在水产养殖业中已经广泛使用。它具有提高饲料利用率,促进有机体的新陈代谢,保肝、抗缺氧、抗疲劳,提高机体免疫能力,改良水质和底质等重要作用。本文仅就这十几年来麦饭石在动物养殖中的应用情况作一简述。
麦饭石产生於中生代末新生代初,距今约5000万-7000万年左右,麦饭石是由花岗岩风化形成的一种具有一定生物活性的矿物保健药石,属非金属矿,以半风化的黑云母石英二长斑岩为主,具有多孔性,呈斑状或似斑状结构。古代将其用于皮肤生疮,臃肿等外科疑难症的治疗。近年来麦饭石传到国外,深受赞誉。日本称之为“细胞洗涤剂”,南朝鲜称其为“矿泉药石”。
目前,对麦饭石研究较深入的国家和地区主要有日本、美国、南朝鲜等。研究的课题主要是对麦饭石作用及其机理的探究,如何提取麦饭石的有效成分(即sapro技术)研究和探讨应用领域的开拓,在这些方面研究较多的是日本,他们用麦饭石作矿泉水以供饮用和洗浴,饲养植物。用麦饭石粉作水产保鲜,冰箱除臭剂, 水质净化等。但由于资源缺乏,目前他们希望进口中国的麦饭石。美国的研究主要用麦饭石水制作运动员饮料。
自1985年日本早川正太郎将其应用于生长猪饲料而意外地获得增重效果以来,麦饭石在动物养殖业中引起了学者们的广泛关注。
1. 麦饭石的化学成分
表1 麦饭石的化学生成分分析
氧化物 |
稀土元素 |
微量元素 |
符号 |
含量(%) |
符号 |
含量(10-6) |
符号 |
含量(10-6) |
符号 |
含量(10-6) |
SiO2 |
67.63 |
Ce |
107 |
Ba |
2500 |
V |
40 |
Al2O3 |
15.70 |
La |
48 |
Mn |
1100 |
Nb |
8.8 |
Na2O |
4.22 |
Nd |
41 |
Sr |
670 |
Th |
<10 |
K2O |
3.36 |
Y |
16 |
Zr |
135 |
Sc |
5.1 |
CaO |
2.66 |
Pr |
8.3 |
Zn |
17.5 |
As |
<2 |
Fe2O3 |
1.74 |
Sm |
3.9 |
Cr |
17 |
Mo |
1.1 |
FeO |
1.51 |
Ga |
2.8 |
Cu |
16.5 |
Ca |
<0.2 |
MgO |
1.24 |
Dy |
2 |
Pb |
14 |
|
|
H2O |
0.69 |
Eu |
1.27 |
Ga |
12 |
|
|
TiO2 |
0.40 |
Yb |
0.94 |
Ni |
5.7 |
|
|
CO2 |
0.26 |
Er |
0.91 |
Co |
5.6 |
|
|
P2O3 |
0.17 |
Tb |
0.73 |
Be |
1.7 |
|
|
MnO |
0.12 |
Ho |
0.61 |
Sn |
1.1 |
|
|
|
|
Tm |
0.2 |
Ge |
0.9 |
|
|
|
|
Lu |
0.14 |
Bi |
0.16 |
|
|
在我国,内蒙、辽宁、吉林、黑龙江、天津、江西、河南、陕西、甘肃等地均有大量的麦饭石资源,不同产地的麦饭石化学组成及含量也有所差别,但主要成分都是二氧化硅和三氧化二铝,两者共占70%以上,其中二氧化硅占60%以上,麦饭石中还含有人及其他生物体生长发育所必须的几十种常量元素,微量元素和被称为动物促生长剂的稀土元素。麦饭石的化学成分见表1。麦饭石中所含的矿物质和化学成分,无论是常规化学法分析或用现代化测试手段分析都证明所含稀土元素以及放射性全部成分对人体有益而无害。做内服药,其所含成分都完全符合医药卫生标准。
2.麦饭石的营养功能
2.1 麦饭石的特殊吸附能力,能增强动物机体的抗病力,并提高饲料利用率
麦饭石独特的多孔性海绵状结构使其具有很强的物理吸附作用,能吸附对动物健康有害的氨、硫化氢、有机氯、氰化物、杂醇油等物质。 当麦饭石遇水后,钠、钾、钙、镁、铁等活性离子,会离开原来的盐类,使带有负电荷的铝硅酸根和-SiO-2的硅酸基与水中的重金属离子、有机物质及细菌结合。这种化学吸附特点,使麦饭石与活性炭一样具有一定的收敛作用,可减少病原菌、毒素及有害金属对畜禽消化吸收的干扰,使肠道正常菌系、酸碱环境及各种酶的活性更加稳定,增强了机体抗病力,有利于饲料养分的消化吸收,提高了饲料利用率。麦饭石属于粘土矿物,添加于饲料中后可增加食物在消化道的粘滞性,延长饲料通过消化道的时间,使养分能更充分地吸收利用。
2.2 麦饭石中的化学元素可促进有机体的新陈代谢
麦饭石中含有常量、微量和稀土元素,对促进动物新陈代谢生长发育和提高生产能力有着重要的作用。研究表明,麦饭石中的多种元素都是动物生命活动所必需的。如钙、磷、镁、铁、铜、锌、锰、碘、硒、钴等。此外,钼、氟、硫、镍、锶等对动物有机体也是必不可少的元素。近年来研究发现了铬、硅、钒、锡、砷、钨也是动物有机体必需的微量元素,铬主要参与葡萄糖,蛋白质,脂肪的代谢;硅则参与骨骼早期的钙化过程,与粘多糖的合成有关,能促进骨骼的生长和结构致密;钒对动物的造血过程有积极的作用,能促进钙盐沉积,提高齿骨羟磷灰石的硬度;锡能促进蛋白质和核酸的合成,有机锡化合物具有抗菌、防霉、杀虫、防治肿瘤的作用;砷具有刺激机体造血、增强抗病力、调节新陈代谢、促进生长的作用;钨也具有促生长作用。
近年来,稀土受到人们的重视,但有关其在动物营养上的研究还仅限于一些表面现象的观察,对其作用机制仍不清楚,据目前的研究结果一般认为其与体内许多生物大分子有亲和力,参与干扰生物体内细胞的物质代谢和生物合成过程。Sarkander等认为1mg的稀土可以结合8.03mgDNA。杨志强(1997)认为稀土元素分别可以和氨基酸肽蛋白质和核苷酸核酸结合形成配合物,此外,稀土元素还能与动物体中糖、维生素、含氧酸、辅酶等相互作用,从而影响动物提内许多重要的生理活动。稀土是一种生理激活剂,能刺激动物体的新陈代谢,激活动物体内的生长因子,是动物体内许多酶的激活剂或抑制剂,它可以稳定某些酶类使其平裹期增加,还可提高某些酶类活性,促进动物生长。Wedler等研究表明稀土元素提高动物增重的原因可能是它们促进动物体内酶的活性(如La、Na等复合物,使腺苷酸化的谷氨酸酶的生化合成活性提高10%?20%),促进摄入体内的营养成分的吸收和利用。
另外,稀土与某些元素之间有着密切的联系,提高某些必需元素在动物体内的存留量,而且在一定范围内有代替必需元素的作用,稀土可能是生物活性金属的调节剂,郭伯生(1999)指出稀土可能通过稀土离子对钙、镁、铁等金属离子的置换与竞争,从而影响了一些生物酶、生物大分子的生理功能。稀土还可能是生物体中有害自由基的清除剂,纪云晶等证实了硝酸稀土溶液抑制了温石棉羟基自由基的产生和提高了动物体内超氧化物酶(SOD)的浓度。瞿明仁实验证明麦饭石本身还可以降低棉籽饼的毒性。原因是麦饭石中某些离子如铁离子和棉酚结合,使其失去了毒性。田茂春等(2000);张爱民等(1997);欧秀琼等(2000);刘官钰(2001)实验研究均表明,稀土饲料添加剂对仔猪具有明显的促进生长,提高饲料报酬的作用,对生长猪还能改善肉质。