有机微量元素在养猪生产中的研究和应用进展
日期：2006-4-18 16:49:00 来源：不详 主题：有机微量元素在养猪生产中的研究和应用进展
王若军
（接上期）
３ 锌
锌激活一些酶系统，同时也是众多（含）金属酶的组分。锌在激素，尤其是与生长、繁殖、免疫活性和应激有关的激素分泌中发挥重要作用。锌参与角蛋白的形成以及上皮核酸和胶原蛋白的合成。锌为维持免疫系统的完整性、离子交换（水平衡）、血浆中VA的正常含量以及卵巢的正常功能所必需。由于日粮中含锌量较低或者存在降低锌生物学效价的因子，因此需要在许多动物的日粮中添加锌。拮抗机制可能是铁或铜与锌的相互作用。另外Baker和Amunerman (1995b)报道，纤维降低锌的利用率。Wedekin等(1994a)报道，随着日粮中钙含量的提高，蛋氨酸锌的利用率提高。
不同锌源的生物学效价差异很大。Wedekind等(1992)报道，采食玉米一豆粕型日粮的仔猪对蛋氨酸锌(一般产品含锌10%)中锌的相对生物学效价为206%(ZnSO4为100%)，蛋白质螯合态锌(百乐锌，含锌15%)的生物学效价为215%～250%,ZnO为61%。有关ZnO的结果对仔猪有一定的意义，因为常在仔猪日粮中添加大剂量的ZnO(2.5kg/t～3.5kg/t)。认为在这种情况下，ZnO可以发挥其药理作用，提高仔猪的生产性能和降低断奶时腹泻的发生率。
Hahn和Bake(1993)报道，在猪日粮中添加Zn-SO4或蛋氨酸锌较添加ZnO提高血浆含锌量，但对生产性能没有显著影响。Wedekin等(1994)报道，不同锌源对猪的生产性能没有影响，ZnO的生物学效价较蛋氨酸锌低，但较赖氨酸锌高。Schell和Kornegay(1996)报道，用血清锌含量作评定指标，以ZnSO4作参比(100%)，不同锌源的相对生物学效价为:ZnO69%～77%;蛋氨酸锌或赖氨酸锌77%～99%。Hahn和baker(l993) 的报道的生物学效价为,Zn055%，蛋氨酸锌110%～116%。
为了比较不同锌源的有效性，Swinkek等(1996)在缺乏或不缺乏锌的猪日粮中研究以62mg/kgZn的浓度添加ZnSO4和氨基酸锌使血清和软组织锌含量恢复的效率。与预期的相同，缺锌猪和正常猪对代谢和生理反应存在相当大的差异。但不同的锌源之间并不存在显著差异。非常有意思的是，测定小肠中铜、铁、锌的浓度后发现，添加氨基酸锌提高缺锌猪和正常猪肠道中铁的含量。表明氨基酸锌可以提高铁的吸收率，但对铜却没有影响。
以上研究表明，由于蛋白质螯合锌在生物学效价、体组织含量以及与金属离子如铁的共生关系等方面有一定的优势，因此有可能取代ZnO在断奶仔猪日粮中的作用，同时用量要小一些。当然对母猪和公猪也有很大的应用前景，因为锌对繁殖性能和精子的生成有着不可替代的作用。
目前断奶仔猪生产系统中常出现的一种现象是，在断奶后的两周使用高锌(2000mg/kg～3000mg/kg)的确可以大大降低腹泻的发生，而且断奶仔猪的生长速度不错。但是一旦停止高锌，加上更换日粮，仔猪腹泻现象又会发生。出现此种现象的主要原因是，高锌发挥清除肠道内细菌的作用，不仅对有害菌对有益菌也发挥作用。而出不存在高锌时，病原菌比有益菌更容易在肠道内定植和繁殖，因此常导致肠道菌落的紊乱而诱发腹泻。解决此问题的措施是在高锌停止前后使用酵母细胞壁提取的糖化甘露寡糖蛋白(奥奇紊，Bio-Mos，奥特奇公司产品)，结合病原菌防止其在肠道内定植，同时为双歧杆菌和乳酸菌等肠道有益菌提供营养物质以及提高仔猪的免疫力。另外也可以添加一些益生素(活菌制剂如嗜乳酸菌和粪链球菌等)、特威宝PS酶制剂、酸化剂或一些中草药添加剂提高养分消化率以及辅助有益菌的定植和竞争作用。需要说明的是，目前市面上存在多种称为甘露寡糖和果寡糖的物质。其中不少果寡糖产品中含有大量的果糖(40%)，可能作为病原菌的基质而促进病原菌的增殖，同时由于果寡糖缺乏结合病原菌避免其在肠道定植以及缺乏免疫促进作用，因此在断奶仔猪生产中尤其是环境卫生和管理措施不力时常常效果无法重复，需要特别注意。
4 锰
锰与水解酶、激酶、脱烃酶、转移酶以及依赖锰的含铁酶系统的活性密切相关。锰通过这些酶系统参与碳水化合物、脂肪和蛋白质的代谢，锰为骨髓的生长和维持结缔组织的正常所必需。锰也参与机体繁殖和免疫反应。
猪缺锰导致骨骼生长不良，肌脂沉积增加，繁殖性能和产奶量降低，事实上，降低背脂厚的有效方法之一是饲喂含锰化合物。在欧洲所做的一些现场试验表明在育肥猪日粮中添加有机锰可以降低脂肪的沉积，提高胴体瘦肉量。
MnO和MnSO4是常用的锰源，以MnSO4为100%。其它锰源的相对的生物学效价为:MnO,60%～80%,MnO2 30%～40%,MnCO3 25%～40%(McDowell,1992)。Henry(1995)报道，蛋白质或氨基酸锰的生物学效价较MnSO4高。
5 硒
硒是一个半金属元素，其化学性质和硫非常相近。硒是谷恍甘肽酶系统的一个组分。缺硒会使细胞容易被氧化和增加维生素E的需要量。因此，在各种猪日粮中常添加无机硒，如亚硒酸钠。但是最近研究表明，在满足机体对硒的需要量上，有机硒比无机硒更为有效(250%～350%，相对于亚硒酸钠)。如Mahan和Kim(l996)报道，和亚硒酸钠相比，在日粮中添加酵母硒(Sel-plex5O，奥特奇公司)提高经产母猪体组织硒的贮存量，奶中硒含量提高80%，这一点对新生仔猪非常重要，因为仔猪在断奶时常缺硒，而缺硒会导致桑椹心病的发生。另外，硒摄大量不足会降低母猪肌肉弹性和肌肉强度，从而延长分娩时间，提高死产率。高产母猪和高胎次母猪体内硒的贮存量可能耗费殆尽，从而最终影响后代的硒营养状况和健康(表1)。为避免硒对环境的污染，日本已于1993年禁止在饲料中使用亚硒酸钠。
Marin-Guzman等(1997)的研究证实了硒对分猪生殖能力的重要性(表3)。采食500mg/kg硒的公猪的精子活力较采食20OIU/kgVE的要高，而且其活力在16周的试验期里没有下降。同时还表现出畸形精子少，受精能力强等优点。以上结果表明，在公猪日粮中添加充足的硒，对于精子的生成和提高母猪的受胎率具有非常重要的意义。
表3 硒和维生素E对精液品质和受精率的影响
项 目
硒(mg/kg)
维生素E/(IU/kg)
0
0.5
0
220
精液体积/ml
158
213
175
195
精液浓度(106/ml)
807
946
965
788
精子活性/%
60.4
87.9
72.5
75.8
正常精子含量/%
24.2
61.9
41.4
44.8
受精率/%
73.4
98.5
89.1
87.2
注:Marin-Guzman等(1997)
Mahan等(1995)报道，在生长/肥育猪日粮中添加硒可以提高胴体瘦肉率，提高体内各种器官的含硒量和谷胱甘肽过氧化物酶的活性，后者对预防细胞膜的氧化有重要作用。缺硒会导致细胞膜对氧化敏感和肌肉滴水损失增加。滴水损失对肉的感官指标(滴水损失大时肉色苍白)和风味不利，同时肉的重量大大降低并有可能为微生物所污染。在家禽(Edens等，1996)和猪(Munoz等，1997)日粮中添加有机硒，有助于保持机体组织结构的完整性，从而减少滴水损失。Munoz等(1997)报道，在猪的日粮中添加有机硒和其它抗氧化剂，可以显著地降低背最长肌的滴水损失，而且屠宰后成熟的时间越长，滴水损失越高，添加抗氧化剂的效果越明显。尤其是在β-兴奋剂被禁止以后，硒作为天然的抗氧化剂和肉色改进剂已经被包括中国浙江在内的多家供港和供上海活猪猪场所验证。
6 铬
铬是必需微量元素，在人和动物日粮中添加铬有一定的益处。Schwartz和Mertz(1959)发现在大鼠日粮中添加铬酵母或其提取物可以提高其糖耐量。现在我们已经知道，Cr3+是葡萄糖耐受因子(GTF)的活性成分之一，GTF可以提高细胞受体对胰岛素的敏感度。胰岛素促进机体内许多器官的合成代谢，抑制其分解代谢。关于GTF的结构尚不完全清楚，但目前的科研结果表明，GTF是有机铬复合物，其中心位置为二价铬，与2个烟酸连接形成铬烟酸轴，周围结合一个胱氨酸、一个甘氨酸和一个谷氨酸。Mertz博士1976年就认为酿酒酵母中的活性部分就是烟酸/铬复合物，而现代研究也表明，酿酒酵母中铬含量较高，对于核酸链的代谢、结构和完整性至关重要(Kamcn,l996)。铬的需要在应激状态下如运动、疾病(糖尿病、低血糖、粥样动脉硬化心脏病)、一些生理状态下(妊娠、泌乳)、运输、热应激和营养缺乏等情况下增多(张敏红，1996；Gregory等，1999。除酵母铬外，其它类型的有机铬还有烟酸铬和甲基吡啶铬(吡啶羧酸铬，吡啶甲酸铬)。
关于有机铬在葡萄糖、脂肪代谢以及降低胆固醇和改善胴体品质与繁殖性能和衰老调节方面已有不少研究。目前对甲基吡啶铬的安全性还有争议。如1996年美国农业部人类营养研究中心的Ann de WeesAlen博士的研究表明，甲基吡啶铬导致人类细胞染色体的破坏(Allen,1996)，但三氯化铬及烟酸铬在相同剂量下并未引起人类细胞染色体的破坏。Aderson等(1997)的研究也表明100mg/kg来自三氯化铬和甲基吡啶铬的铬剂量在大鼠中并无毒性。McCany(1997)综述大量关于不同铬源的研究也表明，亚毒性肌肉注射铬并未产生毒性，表明在动物饲料中补充三价铬是安全的。但三价的无机铬吸收率非常低，效果低于有机铬源。
机体缺铬有许多不利的影响，不能代谢碳水化合物，组织对胰岛素的敏感性降低，影响蛋白质代谢，降低生长速度，血清胆固醇含量升高，缩短寿命，对应激敏感，精子含量和受精率降低。一些因素会影响动物体内铬的含量。其中两个最重要的因子是: ①常用饲料中铬的生物学效价较低; ②应激加大了铬的排出量。在日粮中添加有机铬可以弥补这些缺陷，同时通过提高糖的利用有利于动物健康和生产性能的充分发挥。在猪营养上则涉及到生长和繁殖两个方面的问题。
6.1 断奶仔猪
目前关于铬在断奶仔猪的研究不多。最近中国农业大学的研究表明，酵母铬可以提高断奶仔猪的生长速度和改善饲料转化效率。但同时测试的甲基吡啶铬(国产)，反而抑制动物的生长(表4)。
表4 不同铬源处理对断奶仔猪生长性能的影响
项目
对照组
甲基吡啶铬组
酵母铬组
SEM
P
始重/kg
9.21±1.35
9.18±1.29
9.08±1.30
0.17
0.86
0周～2周
平均日增重/g
311.50±52.62
295.20±54.36
310.82±49.57
21.32
0.83
平均日采食量/g
382.55±49.74
373.77±37.18
397.56±34.84
16.78
0.61
饲料/增重
1.32±0.05
1.28±0.13
1.30±0.19
0.06
0.69
3周～4周
平均日增重/g
488.40±53.32
440.28±39.61
507.17±60.83
21.23
0.10
平均日采食量/g
742.23±133.35
702.51±45.16
755.45±76.19
46.21
0.71
饲料/增重
1.60±0.23
1.63±0.21
1.60±0.20
0.11
0.98
0周～4周
平均日增重/g
399.95±32.08
367.74±37.28
408.99±11.65
11.91
0.06
平均日采食量/g
566.86±88.07
541.92±13.73
580.65±35.39
27.69
0.62
饲料/增重
1.44±0.12
1.47±0.18
1.43±0.08
0.07
0.91
注：中国农业大学（1999）
表5为不同处理对断奶仔猪血清猪瘟抗体效价的影响。本试验发现，二免后l5d对照组和甲基吡啶铬组猪瘟抗体OD值普遍下降，但酵母铬组猪瘟抗体OD值上升，这表明酵母铬有提高猪瘟抗体水平的趋势。免疫抗体的特异性是机体免疫中的突出特点，针对特定抗原产生的特异性抗体可以有效防御机体再次感染时受到侵害，可以更好地促进猪只抵抗由于免疫缺陷如繁殖呼吸综合症（PRRS)引发的猪瘟。
表5 不同处理对断奶仔猪猪瘟抗体效价的影响
项目
对照组
甲基吡啶铬组
酵母铬组
SEM
P
注射前
0.126±0.042
0.120±0.035
0.117±0.031
0.012
0.860
15d后
0.086±0.02
0.098±0.016
0.1598±0.204
0.037
0.331
6.2 生长/肥育猪
Page等(1993)报道，在生长/肥育猪日粮中添加铬可以提高饲料转化率、胴体瘦肉率，降低背脂厚度(表6)。Mooney和Cromwe(l997)对整个生长肥育期的研究也得到了类似的结果。事实上，随着瘦肉含量的增加和脂肪含量的减少，机体对胰岛素和添加铬的敏感程度提高。同时血液中胆固醇的含量降低。生产性能的提高可能源于养分吸收率和沉积率的提高(Koregay等l997)。由于应激会使机体缺铬的程度进一步加剧，所以运输，尤其是屠宰前，在日粮中添加铬很可能会对动物有一定的好处。不过，添加铬对猪的免疫应激(Van. Hengten 和Spears,1997)和过度拥挤（Ward 等，1997）没有什么改善，但当日粮中氨基酸缺乏或临界缺乏时，添加铬可以提高生长速度。
6.3 种猪
在日粮中添加铬，对母猪繁殖性能的影响可能最明显。Lindemann等（1995）发现，窝均多产仔2.2个，断奶窝重提高8kg；试验2，窝均产仔数仅提高0.6个，但随着胎次增加，窝均产活仔数也增加，第1、2、3胎个。Campbell(1995)在奥大利亚所做的研究表明，添加铬对均产仔数仅有徽弱提高，但可以显著提高分娩率（图1略）。
表6 铬对猪（30kg/90kg）产生性能的影响
项目
铬/(μg/kg)
0
100
200
400
800
采食量/(kg/d)
2.47
2.64
2.68
2.43
2.53
生长速度/(kg/d)
0.91
0.90
0.90
0.85
0.83
饲料转化率
3.01
2.93
2.97
2.86
3.05
背脂厚度/mm
31.5
23.4
26.3
22.0
24.6
瘦肉率/%
51.7
56.1
54.7
57.4
56.2
表7 有机铬对猪窝产仔数的影响
项目
有机铬//(μg/kg)
0
200
窝不仔数
试验1
9.6
11.8
试验2
10.7
11.3
窝产活仔数
试验1
8.9
11.2
试验2
9.6
10.8
21日龄活仔数
试验1
8.2
10.3
试验2
9.0
9.5
第胎产仔 (试验2)
第1胎
9.2
9.6
第2胎
9.7
10.5
第3胎
10.4
12.4
三胎平均产仔
9.6
10.5
注:Lindemann等(1996),试验1和试验2是两个单独的试验。
以上试验表明铬通过提高窝均产仔数和分娩率而提高母猪的繁殖性能，其作用途径是通过胰岛素。胰岛素是与动物的营养、代谢和繁殖密切相关是重要激素。它作用于垂体，增加促性腺激素释放激素的释放频率，增加促黄体激素和促卵泡激素的释放。这些激素直接作用于卵巢，促进滤泡的发育，最终提高排卵个数和血清中雌激素和孕激素的水平。妊娠早期，子宫特异蛋白，如子宫铁蛋白和视黄醇结合蛋白的生成需要高水平的孕激素。这些蛋白质支持胚胎的正常发育，而对胚胎的定植尤为重要。这些依赖孕激素的蛋白质也影响胚胎的成活率和子宫支持胚胎发育的能力。子宫铁蛋白的形成需要铁，而视黄醇结合蛋白的形成则需要维生素A。铬则以胰岛素为媒介，通过增加排卵个数、提高胚胎成活率，还有可能降低妊娠期的应激而提母猪的繁殖力。
７ 结语
饲料原料中常缺乏微量元素，所以在全价饲料中一般要添加微量元素预混料。为更好地满足动物的需要量，提高配合饲料中微量元素的利用率，就必须弄清各种矿物源的生物学效价。现在人们普遍认为，“有机”或“蛋白源”的矿物元素比许多常用的无机矿物元素的生物学效价高，同时，在多数情况下，在日粮中添加这些有机矿物元素可以提高饲料采食量、生长速度、饲料转化率、母猪的繁殖性能和各个阶段猪的健康状况。这些结果表明，有机微量元素除了利用率较高外，在代谢和生理方面还有一定的优势，由于矿物元素参与机体内所有的生化反应，有以上结果是不足为奇的。
随着人们对蛋白质螯合微量元素的作用方式的认识，它们在提高动物生产性能和健康等方面的利用越来越广泛。同时，由于它们的消化、吸收率较高，需要量相对较低。排出量较少，对保护环境有利。尽管有关单一蛋白质螯合微量元素的研究进行了很多，但在日粮中联合应用这些元素的研究进行了很多，但在日粮中联合应用这些元素可能会获得更大的效果，因为一些矿物元素之间存在协同作用，所以联合应用的效果要大于单独应用。这对种猪、仔猪、生长／肥育猪的生产性能有重要的实际意义。
