提高泌乳母猪繁殖性能的天然抗氧化应激有机物组学产品的组成分析

张吉鹍

(江西省农业科学院畜牧兽医研究所，江西 南昌 330200；江西中成人药业有限公司，江西 进贤 331700)

卢德勋（2005）首次提出“营养活性物质组学”的新概念，为组学型营养调控剂产品的研发提供了科学的理论指导。所谓营养活性物质组学，就是研究天然存在的各种营养活性物质之间的相互作用及其与人工配合的各种营养活性物质间的优化组合以及它们的整体功能，而不是仅仅研究某一种活性物质的功能和技术的一门科学[1]。“营养活性物质组学”是动物营养学和饲料科学的一个新的研究方向，是生命科学中组学理论在动物营养学和饲料科学中的应用和发展[1]。“营养活性物质组学”理论的提出，不仅对营养活性物质组学产品的研发有着重要的指导意义，而且也为新一代组学型饲料产品的研发和相关技术的发展提供了全新的研究思路和方法，已经并正在产生着极其深远的影响[2]。而营养活性物质组学产品，指的就是那些在营养活性物质组学理论指导下，经过某种特定的加工技术生产出的含有众多营养活性物质、用于营养调控和动物保健的饲用添加剂产品[1]。本文拟通过对抗热应激提高泌乳母猪繁殖性能的天然有机物组学产品的分析，揭示以组合效应为基础的组学型产品[3-4]的研制方法。

1 热应激及其对母猪的危害

1.1 高密度饲养下的母猪，长时间处于热应激条件下的氧化应激中

我国夏季及早秋季节（北方7—8 月份，南方7—9 月份）大部分地区的温度都在30 ℃以上，而泌乳母猪的最适温度为15 ～22 ℃，使得生产母猪群常常处于高于其适温区上限的环境温度中。据报道，当温度超过27 ℃并维持2 ～4 d 而不采取降温措施，母猪的繁殖性能受损。当温度超过35 ℃，母猪的繁殖性能显著降低。这样，处于高密度饲养下的母猪，在炎热的夏季（南方包括早秋），一直处于高温环境下，长时间处于热应激中，进而诱发氧化应激[5-6]。

1.2 母猪的生理特点，使之对热应激更敏感

母猪的特点：一是躯体较大，代谢率较高，对热应激敏感；二是母猪皮下脂肪厚，汗腺又不发达，不能通过体表皮肤进行蒸发散热，以致体内产热（如采食时的体增热）散发较慢，使得母猪不耐热。现在的母猪已不像20 多年前的母猪，具有较大的体内储备，对于营养与外界环境（夏季的热应激等）的剧变，具有较好的耐受力与恢复力[7]。

1.3 现代猪遗传育种技术应用的改善了猪的生产性能，但繁殖性能并未同步改进

20 多年来，随着现代猪育种理论的迅猛发展与种质测定同步选育技术的应用，经过不断加强的遗传选育（如降低背膘厚度的选育），育肥期猪的生长速度与瘦肉率显著提高、胴体品质改善，母猪的产仔数与泌乳力的逐年增加（实际生产中，发达国家每头母猪年提供的断奶仔猪数即PSY 已达30 头），同时降低背膘厚度的选育也增大了母猪的成熟体型，并相应地降低了母猪的采食量。但母猪泌乳力的增加远远落后于相对产仔数的增加带来的对母乳泌乳量需要的增加，且在母猪的采食量又相对较低，而炎热季节母猪的采食量更低的情况下，必将造成母猪体组织的被大量动员利用以满足泌乳的需要，最终导致母猪出现断奶后发情时间延长或者长期乏情，甚至产生母猪下一胎妊娠时的胚胎存活率低等繁殖障碍疾病[8]。

此外，由于生物体多个性状之间存在着不兼容现象，特别是近年来集约化养猪在我国的推广普及，工厂化养猪过程中限位栏的采用，使得母猪的饲养更为集中、饲养密度更大，受到的应激更多，特别是在热应激下更易诱发氧化应激[8]。

1.4 遇热应激会加剧脾虚 “湿性”体质母猪的繁殖障碍

母猪长期缺乏运动与过度限饲以及母猪饲料过于单一精饲料化，特别是高浓度营养素及抗生素的广泛使用，以及早期断奶技术的应用又使得母猪处于高负荷生产，导致母猪抗逆性降低，除蛋白质合成增加外，主要是脂肪沉积，水分积聚，猪机体普遍“湿性”，引发脾虚，继而导致内分泌紊乱，阴阳平衡失调，极易发生繁殖障碍性疾病。遇热应激及其诱发的氧化应激，会加剧母猪的繁殖障碍[9-10]。

造成母猪繁殖障碍的因素很多，而泌乳期母猪采食量低是重要影响因素。采食量低使得母猪对营养尤其是包括抗氧化应激在内的抗病营养的需要增加。因此，对泌乳母猪实施精准营养调控就显得越来越重要[4]。

2 本天然有机物组学产品的组成及其组方原理、特点与应用效果

2.1 本天然有机物组学产品的组成

抗热应激、提高泌乳母猪繁殖性能的天然有机物组学产品的活性成分由下述天然有机物按特定比例组成（%）：硫辛酸1.9、维生素C 19.05、维生素E 19.05、酵母硒7.62、辅酶Q 2.86、谷胱甘肽3.81，甜菜碱15.24，辣椒碱18.10，果寡糖2.86，酵母铬9.52。足量称取，加入搅拌机中充分混匀、包装。

2.2 本天然有机物组学产品的组方原理

本天然有机物组学产品以卢德勋教授提出的“营养活性物质组学”理论为指导，以上述组方中12 种中草药所含的天然活性物质相互之间互作所产生的正组合效应为基础，进行优化组合而成，对热应激下的母猪繁殖性能的提高，具有整体调控效果。其作用绝对不是各组分的简单相加，而是将组学型营养调控剂融入泌乳母猪营养工程技术，进行“体系”作战的系统集成型的技术体系[11]。

2.3 本天然有机物组学产品的组方特点

2.3.1 多种单一抗氧化剂组成的高效抗氧化剂复合链

首先，针对热应激产生的氧化应激，本组学产品在抗氧化应激的正组合效应基础上优化出硫辛酸、维生素C、维生素E、辅酶Q10、谷胱甘肽及其按“2.1”所规定的量组合，由此形成了高效的抗氧化剂复合链。

2.3.2 多种单一抗氧化剂组成高效抗氧化剂复合链的必要性

由于热应激使得机体内产生的自由基种类繁多，而且这些自由基产生的过程也存在一定的先后顺序。这就决定了仅凭某一种或几种抗氧化剂（例如维生素E 或/和维生素C）很难在所有环节都发挥有效的抗氧化作用，事实上它们在抗氧化环节上的作用有限。此外，维生素E和维生素C 在抗氧化的过程中，也会产生各自的自由基，如果不能被还原能力更强的抗氧化剂还原再生，那么大量添加维生素E 和维生素C也会产生新的氧化应激。本组学产品针对自由基形式多样的链式反应特点以及发生在细胞和组织层次的多种时空相位的氧化损伤，为克服单一或少数抗氧化剂（亦称自由基清除剂）很难在整体上有效地发挥抗氧化作用的不足，利用各种抗氧化剂互作产生的正组合效应，将不同作用位点、活性强度、脂/水溶性和不同分子量的抗氧化剂维生素C、维生素E、辅酶Q10、硫辛酸与谷胱甘肽在“2.1”的基础上组成抗氧化剂复合链，同时添加“2.1”所要求的酵母硒来进一步加强这一复合链中维生素E 的抗氧化作用。本组学产品通过抗氧化剂复合链的协同作用来抑制脂质的过氧化损伤。维生素C、维生素E、辅酶Q10、硫辛酸与谷胱甘肽五种特殊抗氧化剂在体内共同发挥较强的协同作用，由此组成了抗氧化剂网络。

这种抗氧化剂复合链在抗氧化功能上具有整体性，不可分割。例如，该抗氧化剂复合链中的维生素E 清除自由基必须有维生素C 的存在，而硫辛酸又是维生素E 和维生素C 发挥连续抗氧化作用所必需的，从而形成由维生素E、维生素C 和硫辛酸组成的抗氧化剂复合链。

本天然抗氧化应激有机物组学产品中各单一抗氧化剂的组方效果分析，见下文“3”各单个组分的介绍。

2.4 本天然抗氧化应激有机物组学产品的应用效果

表现在：1)窝均产活仔数10头以上；2)初生个体均重1.6 kg 以上；3)21 日龄断奶个体均重达到7 kg；4）哺乳仔猪成活率94%以上；5）断奶后母猪发情的时间间隔缩短至3 ～5 d 以内集中发情；6）泌乳母猪自由采食量在6 kg 以上，由于母猪奶水足、质量好，乳猪欢快地吃着奶，不曾出现抢乳头的现象。母猪则侧卧静静地哺乳，不断地发出愉悦的“哼哼”声，尽显母性行为。此外，哺乳期间，很少出现乳猪腹泻。断奶体重亦较一致，不存在着大小不一的问题[5-6,12-13]。

3 本天然抗氧化应激有机物组学产品中各单个组分的功能及其组合效应

3.1 抗氧化剂网络及各组分功能的整体互作效应

抗氧化剂网络指的是硫辛酸、维生素C、维生素E、辅酶Q10 与谷胱甘肽五种特殊抗氧化剂在抗氧化上，既发挥着各自的独特作用，又存在动态的相互作用，相互之间不可替代，具有整体性。这种整体的互作效应表现在：自由基被清除或淬灭后它们能够相互循环或再生，从而极大地扩展了这5 种抗氧化剂组合后的抗氧化效率。

3.1.1 硫辛酸

硫辛酸是一种存在于线粒体的辅酶，类似维生素，能消除致病的自由基。在体内经肠道吸收后进入细胞，因兼具脂溶性与水溶性，故可到达机体的任何一个细胞部位发挥作用，被誉为“万能抗氧化剂”，而且是已知天然抗氧化剂中效果最强的一种。硫辛酸参与三羧酸循环，是机体细胞利用糖类等能源物质产生能量所必不可少的辅助因子，不仅能够保存和再生维生素C 和维生素E 等抗氧化剂，并能平衡血糖浓度，加强体内免疫系统，使其免受自由基的破坏。

3.1.2 维生素C

维生素C 又叫L-抗坏血酸，是一种水溶性维生素。在氧化还原代谢反应中起调节作用，缺乏它可引起坏血病。作为抗氧化剂，不仅可以保护维生素A、维生素E、不饱和脂肪酸等抗氧化剂，而且还与维生素E、还原型辅酶Ⅱ在体内协同清除自由基，防止自由基对畜体造成伤害，从而增强母猪的免疫力与抗应激（热应激与氧化应激）能力，提高母猪的繁殖性能。

3.1.3 维生素E

维生素E是一种脂溶性维生素，其水解产物为生育酚，故又称生育酚。维生素E 一种细胞膜抗氧化剂，这使得它更便于同其他抗氧化剂发挥协同作用，以抑制自由基的快速反应过程，并除去有害的过氧化物，从而防止不饱和脂肪酸的氧化，保持细胞膜的完整性。泌乳母猪对维生素E 的需要是受多种因素的影响，这包括哺乳期仔猪的需要、日粮中硒水平、不饱和脂肪的摄入、有效含硫氨基酸以及铜和铁、合成抗氧化剂的含量等。在泌乳母猪日粮中添加高于生长和繁殖需要量的维生素E，有助于仔猪从母体获得较多抗体，提高母猪及仔猪的免疫力。

3.1.4 辅酶Q 10

辅酶Q 10 存在于多数真核细胞中，其在线粒体内膜上的含量远远高于呼吸链其他组分的含量，而且脂溶性使得其在内膜上具有高度的流动性，特别适合作为一种流动的电子传递体。辅酶Q 10 在体内主要有两个作用，一是营养物质在线粒体内转化为能量的过程中发挥重要作用；二是抗脂质过氧化作用。辅酶Q 10 是细胞线粒体中的能量转换剂，它通过转移和传递电子参与“三羧酸循环”产生ATP（三磷酸腺苷），即能量因子供细胞代谢使用。同时，体内辅酶Q 10 变成醇式后，不仅直接与过氧化物的自由基反应，还能再生维生素E，独力并协同维生素E 发挥抗氧化剂的作用。

3.1.5 谷胱甘肽

谷胱甘肽是一种由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸结合而成、含有巯基的小分子三肽，为体内重要的抗氧化剂和自由基清除剂。半胱氨酸上的巯基为谷胱甘肽的活性基团，故谷胱甘肽常简写为G-SH。该活性基团易与某些药物（如扑热息痛）、毒素（如自由基、碘乙酸、芥子气，铅、汞、砷等重金属）等结合，从而把机体内有害的毒物转化为无害的物质，排泄出体外，起着整合解毒作用。维生素C 作为体内一种重要的抗氧化剂能可逆地加氢或脱氢，在体内许多氧化还原反应中发挥着重要作用，例如：1）许多酶的活性基团是巯基（-SH），维生素C 能够维持-SH处于还原状态而保持酶的活性；2）维生素C 可以使氧化型谷胱甘肽转变为还原型谷胱甘肽（GSH），使机体代谢产生的过氧化氢（H2O2）还原；3）维生素C 还可保护维生素A、维生素E 及某些B 族维生素免受氧化。因此，使用谷胱甘肽时，与维生素C并用，能够提高其功效。此外，谷胱甘肽还具有协助维持机体的免疫系统发挥正常作用的功能。

3.2 酵母硒

酵母硒为优质的有机硒源（有机硒含量可达总硒量的90%），吸收率高，在满足动物对硒的生理需求后，还可以在动物体内储存，避免短期内再次缺硒。酵母硒中的硒主要以SeMet(70%) 和SeCys(20%)形式存在，在这两种硒氨基酸中，除了硒（Se）取代硫（S）原子之外，其他结构与常规的氨基酸—蛋氨酸与半胱氨酸相同。这种化学结构与其他有机微量元素结构（络合物或螯合物）不同。在络合物或螯合物中，金属与有机化合物联合，它不是化合物分子结构的一部分。而SeMet和SeCys 中的Se 是分子结构的一部分，不能通过破坏共价键被拆除。酵母是真菌类的微生态制剂，主要作用于动物肠道，调节动物的微生态平衡，改善肠道健康，提高饲料的消化吸收。酵母硒作为生物发酵的有机硒，是补充动物所需的硒源。由于硒是若干抗氧化酶如谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）的必需组分，它通过消除脂质氢过氧化物，阻断活性氧和自由基的致病作用，从而起到防病作用。因此，机体硒水平的高低直接影响到机体抗氧化能力以及对相关疾病的抵抗能力。猪体内的氧化防御系统，由于维生素E与硒的协同作用进一步加强了其抗氧化作用。适当补硒和维生素E 等抗氧化物能增强泌乳母猪的抗氧化和免疫力。

3.3 甜菜碱

甜菜碱是一种碱性物质，无毒，刺激性小，易溶于水，对酸碱稳定，具有杀菌性。用作饲料添加剂，可维护维生素预混料的稳定性，并能改善饲料的适口性，促进脂肪代谢，调节机体的渗透压，缓解热应激造成的因卵巢血流减少所致的卵巢损害。这是因为在热应激期间，更多的血流被导向皮肤以散发机体热量而减少了卵巢方面的血流量。而甜菜碱是甘氨酸的三甲基衍生物，补充胆碱的合成，通过提高细胞的保水力而充当渗透保护剂。所以，在泌乳期间给母猪补充甜菜碱，可以改善母猪的繁殖性能。这是因为补充甜菜碱，可以降低母猪断奶后的体温，减少热应激对断奶后期卵泡发育的负面影响，从而在一定程度上减少热应激对母猪及其繁殖性能的负面影响。

3.4 辣椒碱

辣椒碱又称辣椒辣素，是一种极度辛辣的香草酰胺类生物碱，是辣椒辛、辣味的来源，具有抑菌、诱食、开胃、增加消化液分泌等多种生物学活性及功能。主要体现在：1）提升动物愉悦感、采食量与饲料转化率。辣椒碱与机体的辣椒素受体结合，激活神经产生多巴胺、内啡肽类愉悦感的神经递质，同时刺激嗅神经、舌咽神经以及消化道内的其他化学感受器，调节消化机能、增强胃动力，增加唾液、胃肠道消化酶的分泌等，从而达到增強泌乳母猪的愉悦感，增加泌乳母猪的采食量，促进饲料消化，改善饲料利用效率的功效。因此，辣椒碱可以作为泌乳母猪的健胃剂。2）提高免疫力，增强抗病力，减轻炎症反应。辣椒碱产生的愉悦感能提升动物免疫系统功能，改善并增强动物的抗病能力，减少疾病的发生与动物的死亡。辣椒碱使动物释放的内啡肽与血清素，还能减轻炎症反应与神经疼痛对动物的伤害。3）抗应激、抗氧化。辣椒碱具有抗应激、抗氧化作用，可以防止脂质过氧化、蛋白质氧化以及酶活性损失，具有清除过氧化氢自由基的功能，减缓应激反应。辣椒碱能够促进谷胱甘肽过氧化物酶（Gpx）基因的表达，降低过氧化氢等氧化物的含量。4）辣椒碱的抗菌谱较广，具有较强的颉颃病原菌的活性，能有效抑制微生物的生长，防止饲料霉变，延长饲料的保质期。辣椒碱不仅在杀灭动物肠道中的大肠杆菌等致病菌、预防这些致病菌的感染时无副作用，同时还能增加乳酸杆菌等有益菌的繁殖，维持有益菌的优势菌群地位，改善肠道微生态。总之，添加辣椒碱，能够使得泌乳母猪获得愉悦感，从而更加健康。

3.5 果寡糖

果寡糖又称为果聚糖，大都能顺利通过胃和小肠而不被动物本身的消化酶所消化、降解利用，但到达后肠道后，可被大肠中的乳酸杆菌、双岐杆菌、梭状芽孢杆菌等有益菌产生的一系列果糖苷酶所消化、降解利用，使这些有益菌得到养分而增殖，但是有害的病原菌却因不能分泌此酶而不能利用果寡糖，同时有益菌增殖后，会通过各种途径抑制有害的病原菌，从而使肠道微生态系统调整到正常状态。果寡糖的功能：1）润肠通便。果寡糖调节肠道微生态平衡，促进肠道蠕动、清除肠道垃圾，改善便秘、防止腹泻，改善肠胃功能。2）增强免疫力。促进人体内B 族维生素合成，提高机体新陈代谢水平，增强免疫力与抗病力，同时促进钙、镁、铁等矿物质吸收。3）排毒降火。快速清洗肠毒，排出体内毒素，净化体内环境，抑制有害物质吸收，防止毒素侵害机体健康[14-16]。

3.6 酵母铬

铬是动物必需的微量元素之一，是动物葡萄糖耐量因子中的活性成份，含三价铬的复合物为胰岛素的增强剂。能明显促进胰岛素与细胞受体的结合。进而刺激组织机体对葡萄糖的摄取。铬还参与蛋白质的合成和核酸、脂肪的代谢，降低机体脂肪含量，提高瘦肉率。具有生物活性的三价铬还可以增强动物免疫力、繁殖力，改善动物的内分泌，提高机体对不良状况与应激的抵抗力。酵母是人类利用最早、最广泛的纯天然营养型微生物，也是天然的生物载体。酵母铬是将酵母细胞培养在含三价铬的培养基中，通过生物转化将无机铬转变成有机铬，从而提高铬在机体内吸收利用率，降低其毒副作用，更好地发挥其生物学作用。