汞对蛋鸡产蛋性能、蛋品质及血清抗氧化指标的影响

2011-04-17 00:43唐飞江邹晓庭黄辉龙
动物营养学报 2011年9期
关键词:甲基汞蛋壳饲粮

唐飞江 邹晓庭 孙 涛 黄辉龙 谢 鹏

(浙江大学饲料科学研究所,动物分子营养学教育部重点试验室,杭州 310029)

汞对蛋鸡产蛋性能、蛋品质及血清抗氧化指标的影响

唐飞江 邹晓庭*孙 涛 黄辉龙 谢 鹏

(浙江大学饲料科学研究所,动物分子营养学教育部重点试验室,杭州 310029)

本试验旨在研究饲粮汞污染对蛋鸡产蛋性能、蛋品质、血清抗氧化指标的影响以及汞在鸡蛋中的残留情况。选取40周龄巴布考克B300褐壳蛋鸡192羽,随机分成4组:对照组、试验1(T1)组、试验2(T2)组、试验3(T3)组,每组3个重复,每个重复16羽。分别饲喂基础饲粮(汞含量为21.56μg/kg)、基础饲粮+1 mg/kg汞(氯化汞,以汞计,下同)、基础饲粮+3 mg/kg汞、基础饲粮+9 mg/kg汞,试验期9周。结果表明,采食含有不同浓度汞的饲粮9周后,1)T2组平均蛋重显著降低(P<0.05),随着汞添加水平的逐步增加,平均日采食量逐渐下降,但各组差异不显著(P>0.05)。2)各组鸡蛋中总汞含量分别为 0.004 0、0.010 0、0.026 6 及0.054 4 mg/kg,各试验组均显著高于对照组(P<0.05),且呈剂量-效应关系。3)T3组蛋壳厚度显著下降,较对照组、T1组和 T2组分别低7.5%(P<0.05)、11.9%(P<0.05)和 2.6%(P>0.05),呈剂量-效应关系趋势;T3组蛋黄颜色指数低于对照组31.1%(P<0.05);T2组蛋白高度和哈氏单位显著下降(P<0.05)。4)T2组和T3组血清丙二醛含量显著高于对照组(P<0.05),且随着汞添加水平的增加,丙二醛含量显著上升(P<0.05),呈现剂量-效应关系。综上所述,饲料中汞污染可以致使蛋品质下降,并造成汞在鸡蛋中的残留,尤其是当汞添加水平达到9 mg/kg时鸡蛋中汞残留量将会超过GB 2762—1994相关规定。同时,汞可以导致蛋鸡一定程度脂质过氧化,造成氧化应激。

汞;产蛋性能;蛋品质;抗氧化;蛋鸡

汞作为一种重金属,可以通过多种途径进入并富集于动物体内,引起动物肝、肾、脑、神经系统及生殖系统的损伤,然后可以通过食物链传递至人体内,对人类健康造成危害。因此,自“水俣病”以来,有关汞对动物影响的研究渐渐受到重视[1-3]。但是国内关于汞对动物损伤的研究较少,且主要侧重于水生生物方向[4-6],在陆生动物,特别是畜禽,有关汞在动物体内残留及动物产品中汞污染的报道较少[7-8],在汞污染日趋严重的今天,畜禽业遭到汞污染的风险也会逐渐增大。鉴于此,本研究拟通过在蛋鸡饲粮中添加不同水平的氯化汞(HgCl2)考察鸡蛋中汞残留、分布的情况以及汞对蛋鸡产蛋性能和蛋品质的影响;拟通过蛋鸡血清中相关抗氧化指标的检测,初步探讨汞对蛋鸡影响的机理,为研究汞致毒机制提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用氯化汞购自江苏泰兴化学试剂厂,分析纯。

1.2 试验动物及饲粮配方

试验动物为40周龄巴布考克B300褐壳蛋鸡,基础饲粮根据美国NRC(1994)标准配制,其组成及营养水平见表1。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

将巴布考克B300褐壳蛋鸡192羽随机分为4组,即对照组、试验1(T1)组、试验2(T2)组、试验3(T3)组,每组3个重复,每个重复16羽。对照组饲喂基础饲粮(汞含量为21.56μg/kg),T1组饲喂基础饲粮 +1 mg/kg汞(氯化汞,以汞计,下同),T2组饲喂基础饲粮+3 mg/kg汞,T3组饲喂基础饲粮+9 mg/kg汞,采用3层全阶梯笼养,每笼4只,自由饮水采食,预试期7 d,试验期9周,在第9周末空腹24 h后屠宰采样,制备血清。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 产蛋性能的测定

每天各组记录产蛋数、总蛋重,每周统计采食量。计算产蛋率、平均蛋重、平均日采食量及料蛋比。

1.3.2 蛋品质的测定

试验进行到第3、6、9周末时,每组采集鸡蛋9枚(每重复3枚),4℃保存,用于蛋品质检测及蛋中汞含量的测定。

蛋品质测定采用日本产DET6000蛋品质仪,测定指标包括蛋白高度、哈氏单位、蛋黄颜色、蛋壳厚度、蛋壳强度。鸡蛋中汞含量由浙江省农业科学院农产品质量标准研究所测定,测定方法采用氢化物发生原子荧光法,检测仪器为AFS-2202型原子荧光光谱仪,采用汞编码空心阴极灯。

1.3.3 血清抗氧化指标的测定

总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、一氧化氮(NO)含量、一氧化氮合酶(NOS)活性、丙二醛(MDA)含量、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性均由购自南京建成生物工程研究所的试剂盒测定,试剂的配制和试验操作均按说明书进行。

1.4 数据处理

试验数据采用SPSS 17.0单因子方差分析,均以“平均值±标准误”表示,各处理平均值间的比较采用LSD进行差异显著性分析,Duncan氏法进行多重比较。

2 结果

2.1 汞对产蛋性能的影响

由表2可知,在产蛋率方面,T2(3 mg/kg汞)组显著高于对照组和其余2个试验组(P<0.05),其余2个试验组与对照组差异不显著(P>0.05),但呈现一定的下降趋势;在平均蛋重方面,T2组显著低于其余3组(P<0.05);在平均日采食量方面,随着汞添加水平的增加总体呈下降趋势,但差异不显著(P>0.05);料蛋比各组间差异不显著(P>0.05)。

2.2 汞在鸡蛋中的残留及分布

由表3可知,对第9周末采集的蛋样中汞含量的测定发现,经过9周汞污染饲粮的饲喂,除T1组蛋白中的汞含量与对照组差异不显著(P>0.05)外,各试验组中鸡蛋中的总汞、蛋黄及蛋清中的汞含量都显著高于对照组(P<0.05),且随着添加水平上升蛋中汞含量逐步上升,呈剂量-效应关系,尤其是饲粮汞添加水平为9 mg/kg的T3组中总汞含量为0.054 4 mg/kg,超过了国家规定的食品安全标准。分析各组鸡蛋中汞的分布情况发现,对照组和T1组中汞主要沉积于蛋黄中,占到总汞含量的65.7%和60.0%,T2组和 T3组中汞主要沉积于蛋白中,分别占总汞含量的57.5%和65.6%。

表2 饲粮汞添加水平对产蛋性能的影响Table 2 Effect ofmercury supplemental level in diets on laying performance

表3 汞在鸡蛋中的含量及分布Table 3 Mercury concentration and distribution in eggs

2.3 汞对蛋品质的影响

由表4可见,饲粮中添加不同水平汞对蛋品质有一定影响。在蛋白高度方面,T2组低于对照组24.4%(P<0.05),T3组低于对照组 13.7%(P>0.05),但T3组与其他组均差异不显著(P>0.05)。在蛋黄颜色指数方面,T3组最低,与其余3组相比分别低 31.1%、31.9% 和 33.3%(P<0.05)。在哈氏单位方面,T2组较对照组低14.0%(P<0.05),T3组较对照组低 4.6%(P>0.05),但T3组与其他组均差异不显著(P>0.05)。各组蛋壳强度无显著差异(P>0.05)。在蛋壳厚度方面,T3组最低,较对照组、T1组和 T2组分别低7.5%(P< 0.05)、11.9%(P< 0.05)和 2.6%(P>0.05)。

通过对各组第3、6、9周末蛋样各项指标的检测(表5)发现,对照组的蛋白高度和哈氏单位随着时间的增加逐步上升,第9周末达到显著水平(P<0.05);T1组第6周末和第9周末蛋黄颜色指数显著低于第3周末(P<0.05);T2组在第9周末时蛋壳厚度显著降低(P<0.05);T3组在第9周末蛋黄颜色指数显著低于第3周末和第6周末(P<0.05),其余指标变化不显著。

表4 饲粮汞添加水平对蛋品质的影响Table4 Effect ofmercury supplemental level in diets on egg quality

表5 汞暴露时间对蛋品质的影响Table 5 Effect ofmercury exposure time on egg quality

2.4 汞对血清抗氧化指标的影响

由表6可见,T3组MDA含量分别比对照组、T1组和 T2组高 25.4%、26.5%、13.2%(P<0.05),T2组分别比对照组和 T1组高 10.7% 和11.7%(P<0.05),呈现剂量 - 效应关系,其余指标差异不显著(P>0.05)。

3 讨论

3.1 汞对产蛋性能的影响

汞是动物体内多种酶的抑制剂,在饲粮中含量达到一定量时会影响动物生产性能,可以导致动物生长受阻、采食量下降等。Pribilincová等[9]报道,饲粮中添加苯基汞可以显著降低蛋鸡平均蛋重;Finley等[10]在黑鸭饲粮中添加3 mg/kg甲基汞后发现其可以降低黑鸭产蛋率、孵化率和存活率;赵建明等[11]在蛋鸡饲粮中添加重金属(包含0.3 mg/kg汞)后发现其对肉鸡生产性能无显著影响。本试验结果发现在饲粮中添加3 mg/kg汞(来自氯化汞)蛋鸡产蛋率显著提高,平均蛋重显著降低,且平均日采食量随汞添加水平增加呈现逐步下降趋势。造成研究结果不一致的原因可能在于:1)饲粮中汞含量偏低,未能达到中毒水平;2)氯化汞等无机汞对动物危害作用不如甲基汞、苯基汞等有机汞大;3)本试验导致产蛋率上升的原因可能在于T2组所处的蛋鸡群位于鸡舍通风口,高温对其产蛋率影响较小,但是可以影响其所产蛋重。

表6 饲粮汞添加水平对血清抗氧化指标的影响Table 6 Effect ofmercury supplemental level in diets on serum anti-oxidative indices

3.2 汞在鸡蛋中的残留及分布

有关汞在鸟类蛋中残留的报道屡见不鲜,Heinz 等[12]给雌性野鸭饲喂含有 5、10、20 mg/kg氯化甲基汞的饲粮一段时间后改喂不含汞的正常饲粮,对不同时间段的野鸭蛋中汞含量测定后发现:开始饲喂汞污染饲粮后蛋中汞含量上升至7、18、35 mg/kg;改喂无污染饲粮后最后一个蛋中汞含量降低到 0.16、0.80 和 1.70 mg/kg;大部分的汞存在部位是蛋白。Smart等[13]发现蛋鸡饲喂含有甲基汞的饲粮3 d后蛋中即可检测到汞残留,且75%以上存在于蛋白中。Nishimura等[14]对日本鹌鹑静脉注射放射性203Hg标记的甲基汞以研究其在鸟类体内的转移机制,结果发现,输卵管中放射性203Hg含量远远高于其他组织,同时发现鹌鹑蛋蛋白中放射性203Hg含量也较高。我们知道鸟类蛋中的蛋白部分合成是在输卵管壶腹部中进行,Nishimura等[14]的试验表明,甲基汞在鹌鹑体内经过一系列的转运后到达输卵管,最终与输卵管中蛋白质结合形成蛋中的蛋白,随蛋排出体外。

本试验发现,各组鸡蛋中总汞含量与饲粮中汞添加水平呈正相关,第9周末鸡蛋中最高为0.0544 mg/kg,超过 GB 2762—1994 中蛋(去壳)汞含量不超过0.05 mg/kg的规定,而汞添加水平为1和3 mg/kg的T1组和T2组蛋中汞含量没有超过这一标准。这一结果表明当饲粮中汞污染浓度到达一定程度后可以导致鸡蛋中汞含量超标,食用了这样的鸡蛋后可能对人类健康造成危害。

本试验还发现,随着汞添加水平的增加,鸡蛋中汞残留的主要部位从蛋黄向蛋白转移。对照组和T1组蛋白中汞含量占总汞含量的34.3%和40.0%,T2组和T3组蛋白中的汞含量比例上升到了57.5%和65.6%。推断其原因可能在于:在生物体内,无机汞可以取代有机物中的氢、氮、卤素或者其他的金属原子成为有机汞[15],本试验中添加的氯化汞是无机汞形式,而无机汞与蛋白质的结合能力要弱于甲基汞等有机汞,当饲粮中氯化汞添加水平较低(1 mg/kg)时在体内转化成有机汞的量较少,这就造成与输卵管中蛋白质结合的有机汞含量较少,从而降低了蛋白中汞含量占总汞含量的比例。而当饲粮中汞添加水平升高到3和9 mg/kg后蛋鸡体内的有机汞含量上升,输卵管膨大部中与蛋白质结合的汞含量上升,从而提高了蛋白部分汞含量所占的比例。

3.3 汞对蛋品质的影响

本试验结果发现,汞对蛋品质的影响最主要体现在降低蛋壳厚度方面,随着汞添加水平的增加,试验组的蛋壳厚度逐步降低,差异显著,呈现剂量-效应关系,且随着汞暴露时间的增加到第9周末,3 mg/kg汞组的蛋壳厚度显著降低。关于汞对蛋壳厚度的影响有不同的报道,Lundholm[16]发现,饲粮中添加20 mg/kg甲基汞可以降低蛋壳指数35%,并减少蛋壳中钙含量,但是与对照组相比,蛋壳腺中的钙含量并未有显著变化。Scott等[17]发现,饲粮中添加 200 mg/kg的无机汞(硫酸汞、氯化汞)对蛋鸡只有很小的影响,而添加10~20 mg/kg的甲基汞可以导致蛋壳质量的下降。另有报道,体外试验中无机汞对黄体酮与受体结合的抑制作用高于有机汞,但体内试验表明无机汞对蛋壳厚度的影响小于有机汞,表明无机汞对黄体酮的抑制作用对蛋壳厚度减少并没有影响[18]。据 Lundholm[16]推测,有机汞可能会抑制Ca2+在骨髓细胞及蛋壳腺之间的转运过程,或者同时,有机汞可以导致肠道对Ca2+的吸收障碍。

本试验结果表明无机汞对蛋鸡蛋壳厚度也会产生显著影响,这一结果与Scott等[16]的试验结果不同。导致这一结果的原因在于无机汞可能影响蛋鸡蛋壳腺的某些功能,但具体机制还有待研究。

蛋白高度、哈氏单位是衡量鸡蛋蛋白品质的重要指标,蛋白高度和哈氏单位越高,蛋白质越黏稠、蛋白品质越好,本试验中饲粮添加6和9 mg/kg汞降低了蛋白高度和哈氏单位,说明饲粮中添加汞会导致蛋品质的降低。

3.4 汞对血清抗氧化指标的影响

一般认为,脂质过氧化是造成动物机体损伤的主要原因。而 SOD、GSH-Px、MDA、NO、NOS是衡量脂质过氧化的重要指标。SOD和GSH-Px是体内清除自由基的重要的酶,其清除自由基的能力与酶的活性成正比,它们能不断地清除多余的自由基,保证动物机体代谢平衡。MDA是脂质过氧化的产物,其含量增加表明脂质过氧化作用的增强。NO是一种自由基,同时又是一种新型信使分子。其过量产生可以导致强大的毒性。NO通过作用于可溶性鸟苷酸活化酶(GC)使其激活,促进三磷酸鸟苷环化产生cGMP,引起一系列生物效应。NOS作为唯一合成NO的酶类,它的活性直接影响着NO的含量。

胡卫萱等[19]报道,SD大鼠腹腔注射氯化甲基汞7 d后出现GSH-Px和SOD活性显著下降,MDA含量显著上升,活性氧自由基体内过量沉积。冀秀玲等[20]报道,饲喂汞污染饲粮7 d后,大鼠肝脏中NO含量和NOS活性显著升高,暴露90 d后NO、MDA含量急剧上升。本试验中各试验组血清MDA含量呈现显著的剂量-效应关系,随着饲粮汞水平上升,MDA含量逐步上升,在汞添加水平达到9 mg/kg时达到最大,以上结果表明饲粮中添加汞可以导致蛋鸡一定程度的脂质过氧化,主要体现在MDA的过量生成上。

脂质过氧化是自由基代谢紊乱直接后果之一,活性氧又是过氧化损伤的起始因素,Lebel等[21]研究发现,体内、体外甲基汞暴露均能引起小脑活性氧形成率显著上升。脂质过氧化一旦开始,就可以通过自由基链式反应发展下去,其中间级最终产物MDA可以对机体造成危害。本试验中氯化汞进入生物体内,经过一系列生化反应可以转化为有机汞(甲基汞)[14],其诱发的脂质过氧化引起MDA含量增加,导致膜脂和膜蛋白的损伤。其余如 T-AOC、GSH-Px、SOD、NO、NOS 等指标影响不显著,可能与本试验中汞含量添加偏低、试验时间不够有关,其他因素如饲粮中含有的维生素E、硒等也可能会抵消一部分汞造成的不利影响。

4 结论

①饲粮中添加氯化汞可以导致蛋壳厚度、蛋白高度、哈氏单位下降,降低蛋品质。

②饲粮中添加氯化汞可以导致汞在鸡蛋中的残留,当汞添加水平达到9 mg/kg时,蛋中汞含量会超过GB 2762—1994标准。随着汞含量的增加,汞在蛋中的残留部位由蛋黄向蛋白转移。

③饲粮中添加氯化汞可以使蛋鸡血清中MDA含量上升,导致蛋鸡脂质过氧化,影响蛋鸡抗氧化能力。

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*Corresponding author,professor,E-mail:xtzou@zju.edu.cn

(编辑 何丽霞)

Effect of Mercury on Laying Performance,Egg Quality and Serum Anti-oxidative Indices in Laying Hens

TANG Feijiang ZOU Xiaoting*SUN Tao HUANG Huilong XIE Peng
(Key Laboratory for Molecular Animal Nutrition of Ministry of Education,Institute of Feed Science,Zhejiang University,Hangzhou310029,China)

This experimentwas conducted to study the effect of dietary mercury pollution on laying performance,egg quality and serum anti-oxidative indices in laying hens and mercury residual in eggs.A total of 192 Babcock brown laying henswith 40 weeks of age were allocated tofour treatments(control group,T1,T2,and T3),each of which included 3 replicates with 16 hens per replicate.Hens were fed the same basal diet contained 21.56 μg/kgmercury.Mercury(from HgCl2)was added to the basal dietat0,1,3 and 9 mg/kg,respectively.The experiment lasted for 9 weeks.Results showed as follows:adding mercury for 9 weeks,1)the average egg weight of T2was significantly reduced(P<0.05);the average daily feed intake was reduced with the increase of the supplemental level ofmercury,but there was no significant difference among all treatments(P> 0.05).2)Mercury concentration in eggs of the control group,T1,T2,and T3was 0.004 0,0.010 0,0.026 6,and 0.054 4 mg/kg,respectively,which of T1,T2,and T3was all significantly higher than that of the control group(P<0.05),and there was a dose-effect relationship.3)Shell thickness of T3was decreased by 7.5%(P<0.05),11.9%(P<0.05)and 2.6%(P>0.05)compared with the control group,T1,and T2,respectively,and there was a dose-effect relationship.Yolk color of T3was decreased by 31.1%compared with the control group(P<0.05),and albumen height and Haugh unit of T2were significantly reduced(P<0.05).4)Malondialdehyde(MDA)content in serum of T2and T3was significantly higher than thatof the control group(P<0.05),and significantly increased as themercury supplemental level in diets increased(P<0.05).There was also a dose-effect relationship for MDA content in serum.In conclusion,The dietary mercury pollution can reduce the egg quality and remain in eggs,especially when themercury supplemental level rises to 9 mg/kg,the mercury concentration in eggs w ill exceed the standard of GB 2762—1994.Meanwhile,mercury can cause lipid peroxidation and induce to oxidative stress to laying hens.[Chinese Journal of Animal Nutrition,2011,23(9):1600-1607]

mercury;laying performance;egg quality;anti-oxidation;laying hens

S831.5

A

1006-267X(2011)09-1600-08

10.3969/j.issn.1006-267x.2011.09.020

2011-03-21

国家蛋鸡产业技术体系建设专项资金(nycytx-41-g16)

唐飞江(1986—),男,浙江宁波人,硕士研究生,从事饲料安全研究。E-mail:tfj19860613@126.com

*通讯作者:邹晓庭,教授,博士生导师,E-mail:xtzou@zju.edu.cn

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