小肽微量元素螯合物对断奶仔猪生长性能、氧化应激状况和粪便金属元素含量的影响

■徐 雪 李少华 钟丘实 张 京 徐维娜 徐建雄

（上海交通大学农业与生物学院上海市兽医生物技术重点实验室，上海200240）

在畜牧业生产中，由于添加高剂量铜、锌等微量元素可以促进动物生长、提高饲料采食量和养分利用率，同时能增强动物的抗氧化能力和提高动物的抗病能力，因此高铜高锌在养殖业中得到广泛的应用[1-2]。然而近年来，高铜高锌添加剂对动物机体健康、食品安全和环境污染带来的危害也越来越突出。机体内过量的铜可通过损伤组织结构、线粒体功能和打破抗氧化系统平衡等途径引起动物铜中毒反应[3]。同样长期饲喂高锌可破坏肠道黏膜，对畜禽的后期生长发育产生危害[4]。此外，动物饲料中未被吸收的铜锌元素随粪便被排放到农田土壤中，对土壤中酶的活性、微生物和农田植物造成严重危害[5]。因此，为了维持畜牧业的可持续发展，转变高铜高锌饲养模式，开发吸收率高、添加量少、促生长明显的新型微量元素添加剂，减少畜禽粪污中铜锌等重金属的残留量迫在眉睫。小肽或氨基酸类金属螯合物，一方面能够降低胃肠道中肌醇六磷酸、柠檬酸等成分对金属离子的阻碍作用，另一方面它可以利用肠道中小肽转运系统进行吸收，降低金属离子之间的拮抗作用，从而提高金属离子利用效率[6-7]。我们之前的研究发现，低剂量的小肽螯合铜、锌能维持生长猪的代谢和生产性能，并能有效地降低粪便中铜锌的排放量[8]。而目前关于小肽微量元素在断奶仔猪上的报道还不多见，因此，本试验通过在饲料中添加高水平和低水平的小肽微量元素螯合物，探讨其对断奶仔猪生长性能、抗氧化能力、免疫力以及粪便中金属残留量的影响，为小肽微量元素螯合物在断奶仔猪上的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

小肽螯合铜、小肽螯合锌、小肽螯合铁和小肽螯合锰由上海源耀生物技术有限公司提供。

1.2 主要仪器和试剂

紫外可见分光光度计，尤尼科上海仪器有限公司生产；台式离心机，德国Eppendoff公司生产；电子天平，赛多利斯集团生产；酶标仪，美国Thermo公司生产；火焰-石墨炉原子吸收分光光度计，日本Hitachi公司生产。

总蛋白（TP）、血清球蛋白（GLB）、免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）、碱性磷酸酶（ALP）、谷草转氨酶（AST）、谷丙转氨酶（ALT）、铜蓝蛋白（CP）、丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、氧化型谷胱甘肽（GSSG）、还原性谷胱甘肽（GSH）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、过氧化氢酶（CAT）、总抗氧化能力（T-AOC）等检测试剂盒均购自南京建成生物工程有限公司。其他试剂均为分析纯，均购自国药集团化学试剂有限公司。

1.3 试验动物与设计

选择204头健康状况良好、体重相近的21日龄断奶仔公猪（长白×大白二元杂交），随机分成4组（分别为A、B、C、D组），每组3个重复，每个重复17头。A、B组分别为无机低水平和无机高水平Cu、Fe、Zn、Mn元素组，以硫酸盐提供所需的微量元素；C、D组分别为有机低水平和有机高水平Cu、Fe、Zn、Mn元素组，以小肽微量元素螯合物提供所需的元素，各组日粮添加量3 kg/t氧化锌。基础日粮组成及营养水平见表1，各组Cu、Fe、Zn、Mn微量元素添加量见表2。试验期21 d。

1.4 饲养管理

全期饲喂颗粒料，每次以吃饱略剩料为宜，自由饮水，其它饲养管理措施和免疫接种按猪场的常规程序进行。

表1 基础日粮组成及营养水平

表2 各组Cu、Fe、Zn、Mn元素添加量（mg/kg）

1.5 样品采集

饲料和粪便：采集饲料样品500 g。按圈采集各组粪便样，干燥，饲料和粪便样品粉碎（过40目筛）后干燥器中保存。

血样：试验结束时每重复选取健康状况良好，体重与组内平均体重接近的猪2头于早晨空腹前腔静脉采血10 ml，静置，3 000 r/min离心20 min，取血清分装于离心管中，保存在-20℃冰箱。

1.6 指标测定

1.6.1 生长性能

记录各栏初重、末重、日采食量、腹泻情况，计算每头猪的日增重（ADG）、日采食量（ADFI）及料肉比（F/G）。

1.6.2 血清生化指标

按试剂盒说明书测定血清中（免疫球蛋白）IgG、IgA、ALP、TP、GLB、CP、CAT、GSH-Px、SOD、GSSG、GSH、MDA、T-AOC。

1.6.3 血清和粪便中Cu、Zn含量

按照GB/T13885—2003原子吸收光谱法测定血清和粪便中Cu、Zn含量。

1.7 数据分析

采用SPSS软件对试验数据进行单因素方差分析，结果用“平均值±标准差”表示，P＜0.05时差异显著。

2 结果与分析

2.1 断奶仔猪生长性能（见表3）

表3 小肽微量元素螯合物对断奶仔猪生长性能的影响

由表3可知，期初体重、平均采食量和腹泻率均无显著差异（P＞0.05），D组期末体重比B组提高7.4%，平均日增重D组显著高于A、B组（P＜0.05），与C组无显著差异。而C、D组料肉比显著低于A、B组（P＜0.05）。

2.2 断奶仔猪血清免疫指标和肝功能（见表4）

由表4可知，D组TP含量比C组增加了25.9%（P＜0.05），其他组无显著差异（P＞0.05）；D组GLB含量显著高于其他3组（P＜0.05）；D组IgA含量比A组高75.3%（P＜0.05），比C组高52.7%（P＜0.05）；D组ALP活性显著高于B组（P＜0.05）；A组AST活性显著高于B、C组和D组（P＜0.05），B组AST活性显著低于A、C组和D组（P＜0.05），C组与D组之间AST无显著差异（P＞0.05）；各组IgG含量和ALT活性均无显著差异（P＞0.05）。

2.3 断奶仔猪血清氧化应激指标（见表5）

由表5可知，D组MDA含量显著低于A组和B组（P＜0.05），A组MDA含量显著高于C组和D组（P＜0.05）；D组CP含量显著高于A、B组和C组（P＜0.05）；A组SOD活性显著高于B组和D组（P＜0.05）；GSSG含量A组显著低于C组和D组（P＜0.05）；各组GSH含量无显著差异（P＞0.05）；C组GSH-Px活性显著高于A组和B组（P＜0.05）；D组T-AOC显著高于A组和B组（P＜0.05）；A组CAT活性比B组升高了16.2%。

表4 小肽微量元素螯合物对断奶仔猪血清免疫指标和肝脏功能的影响

表5 小肽微量元素螯合物对断奶仔猪血清氧化应激指标的影响

2.4 断奶仔猪血清和粪便中金属含量（见表6）

由表6可知，D组粪便中Cu含量比A组升高35.2%，比B组降低56.1%；C组粪便中Cu含量比A、B组分别降低20.8%和74.3%；D组粪便中Mn含量显著高于A、B组和C组(P＜0.05)；粪便中Zn和Fe的含量无显著差异(P＞0.05)。由表7可知，血清中各组Cu、Zn含量无显著差异(P＞0.05)。

3 讨论

表6 小肽微量元素螯合物对断奶仔猪粪便中金属含量的影响(mg/kg)

表7 小肽微量元素螯合物对断奶仔猪血清中Cu、Zn含量的影响(mg/l)

3.1 小肽微量元素螯合物促进断奶仔猪生长性能

研究表明，有机微量元素比无机微量元素具有更高的生物利用率，能够更好的降低腹泻率、改善猪的生产性能[9]。铜是人和动物必需的微量元素，有促进仔猪生长，提高饲料利用率的作用。小肽螯合铜具有吸收率高、生物学效率高等优点，低剂量的小肽螯合铜与高铜具有相似的促生长效果[10]。本试验中，有机低铜组与无机低铜组、无机高铜组相比在生长性能上几乎无显著差异，表明有机低铜能够用来替代高铜而不影响断奶仔猪的生长，而与无机低铜和无机高铜相比，有机高铜具有更好的促生长效果，这与冯杰等的研究类似[11]。

3.2 小肽微量元素螯合物改善断奶仔猪生理代谢状况

蛋白质沉积是衡量动物生长的重要指标，TP和GLB是反映蛋白质合成的重要指标[12]。铜在机体特异和非特异性免疫系统中起重要作用，是构成血清免疫球蛋白IgG、IgA的结构成分[13]。ALT、AST和ALP是代表肝功能的指标，血液中的异常升高代表着肝脏功能的损伤和疾病的发生，是肝脏损伤和肝脏疾病最重要的标志物[14-15]。研究表明，高铜饲喂导致猪的肝脏损伤[16]，本试验中，有机高铜组通过提高机体免疫能力和蛋白质合成来减少高铜对断奶仔猪肝脏的损伤。这与李少华等[8]在生长猪上的研究是一致的。MDA是脂质过氧化产物之一，与机体组织受自由基攻击的程度有关，因此MDA含量可以反映机体氧化损伤程度。CP可以把铜从肝脏运输到各组织以供利用，CP可作为负氧离子的消除剂，具有类似SOD、CAT、GSH-Px的作用，是抗氧化代谢防御体系所必要的组成成分[17]。研究表明铜有助于改善组织抗氧化能力[18]，本试验中使用低水平小肽微量元素螯合物替代无机微量元素，GSH-Px活性和T-AOC显著升高，MDA含量降低。使用高水平小肽微量元素螯合物替代无机微量元素，CP活性和T-AOC升高，MDA含量降低。说明小肽微量元素螯合物能够提高断奶仔猪的抗氧化能力，且效果比高剂量无机微量元素好，这与张彩英等的研究结果一致[19]。

3.3 小肽微量元素螯合物减少断奶仔猪粪便铜残留量，减少环境污染

研究表明，高剂量铜锌等微量元素能够促进仔猪生长，提高免疫力和抗氧化能力，防止腹泻[20]。但是铜、锌等金属的过量使用导致粪便中的含量增加，严重污染环境。小肽微量元素螯合物是蛋白质水解产生的小肽和无机盐水解产生的金属离子在适宜的条件下配位结合而成的螯合物，小肽微量元素螯合物具有易吸收、生物学效价高等特点。本试验中，与无机高剂量微量元素B组相比，添加小肽微量元素螯合物的两组粪便中铜含量显著降低，这与李江涛[21]、李玲[22]的试验结果相一致。说明小肽微量元素可以替代无机高剂量微量元素，减少粪便重金属的排放量，达到减少环境污染的作用。

4 结论

以低水平小肽微量元素螯合物替代无机微量元素对断奶仔猪生长性能和健康状况无不良影响，但能显著降低粪便中铜的排放量。而以高水平小肽微量元素螯合物替代无机微量元素对断奶仔猪的生长性能和健康状况有一定的改善作用，也能减少粪便中铜的排放量，但效果不如低水平小肽微量元素螯合物明显。