柴文娴,金 松,王 姣★,杨 芷
(1. 常州市动物疫病预防控制中心,江苏 常州 213002;2. 扬州大学农业科技发展研究院,江苏 扬州 225009)
动物体内含量不超过0.01%的元素通常被称为微量元素,常见的微量元素有铁、锌、碘、硒、铜。微量元素虽然在家禽体内含量不多,但在机体代谢过程中发挥着重要作用。微量元素根据其来源可分为两大类,分别是有机微量元素和无机微量元素,无机微量元素是指来自亚硒酸钠、硫酸亚铁、碘化钾、硫酸锰、氧化锌、硫酸铜、氯化钴等无机化合物的微量元素。有机微量元素是指来源于蛋氨酸铜、赖氨酸锌、柠檬酸铁、氨基酸锰、酵母硒等有机螯合物的微量元素。无机微量元素在生产中普遍存在吸收利用率低、粪便中残留较多、污染环境等问题。有机微量元素可提高动物肠道对微量元素的吸收利用率(张配配等,2016;王坤坤等,2012)。大量研究表明,作为动物体内重要的营养物质,有机微量元素比无机微量元素更稳定,生物利用率更高。在倡导绿色健康养殖的大背景下,如何减少家禽养殖污染迫在眉睫,而有机微量元素作为一种绿色高效的饲料添加剂,在家禽生产上的应用越来越广泛。
1.1 无机微量元素 无机微量元素具有价廉易得,但生物效价低的特点。无机微量元素易与动物消化道中的其它物质相结合(如纤维、纤维、植酸盐、草酸盐、硅酸盐等)生成不溶性物质,进而干扰它们的吸收,导致吸收率低。因此需要在饲料中添加较高剂量才能够满足动物的营养需要,这也相应的导致排放量增加,大量未被吸收利用的微量元素通过畜禽粪便排放到环境中,造成严重的环境污染(李奎等,2007;胡露露,2020;王晶晶等,2020)。正因如此,目前在生产中无机微量元素的使用量正逐渐减少。
1.2 有机微量元素 有机微量元素虽然生产成本高,但具有生物利用率高的优点。有机微量元素的吸收利用率相较无机微量元素高,这与其结构稳定性有密切的关系。矿物质元素与螯合因子相结合后,会降低反应活性,变得更加稳定(张配配等,2016;黄逸强等,2018)。有机微量元素易被机体吸收,且不会与体内的其它营养素发生相互抑制和拮抗反应,可显著提高饲料的报酬,促进动物的生长发育的同时也减少畜牧生产中的排泄物对环境造成的污染问题(邝声耀等,2003)。
在家禽生产中,较为常见的是有机锌和有机硒的应用研究。
2.1 有机硒在家禽生产中的应用 硒是决定生物体正常功能的矿物质元素之一,具有抗氧化特性,能够保护生物体免受自由基和致癌因素的影响(Kieliszek 等,2013;赵亚伟等,2021)。有机硒与无机硒相比,优点在于毒性较低、不会产生过氧化物、生物活性高和机体利用率高(和玉丹等,2012)。饲粮中使用有机硒能够显著提高硒的利用率和肌肉品质。Oliveira 等(2014)研究表明,在肉鸡饲粮中添加0.15~0.60mg/kg 的有机硒和无机硒会影响其生产性能、肉品质和组织中硒的沉积,有机硒组的肉鸡肝脏硒的沉积率显著高于无机硒组肉鸡。Zhang 等(2014)在肉鸡上也得出了相似的研究结果,饲粮中硒添加量达到0.30 mg/kg 时,添加有机硒可显著提高体内有机硒留存率和机体抗氧化性能,改善肌肉品质。Wang 等(2011)研究发现,酵母硒会影响鹅的生长性能、机体组织硒含量和肉品质,在鹅饲粮中添加0~50mg/kg 酵母硒可显著增加肌肉中硒的沉积并能改善肉品质。Zabihollah 等(2021)研究表明,饲粮中额外添加有机硒可改善鹅肉和肝脏的营养和保质期。这说明家禽对有机硒的吸收是优于无机硒的。以上研究均发现硒可改善家禽的肉品质,这可能是因为肌肉中硒含量的提高。现有研究中,添加有机硒或无机硒对生长性能影响的研究结果各有不同,赵亚伟等(2021)研究表明,分别在肉鸡饲粮中添加有机硒和无机硒会提高肌肉中硒的沉积量、抗氧化能力和肉品质,但未对其生长性能产生显著影响。鞠耿越等(2019)在鹅上的研究也表明,当鹅饲粮中硒的添加量为0.2~0.4mg/kg 时,会提高仔鹅胸肌中硒含量,改善肌肉品质,但对鹅的生长性能和屠宰性能不会有显著影响。然而,辛可启等(2020)研究发现,在饲粮中添加有机硒可改善肉仔鸡生长性能。这可能与试验动物日龄,有机硒的添加水平和加工工艺有关。家禽生产上有机硒对家禽生长性能的影响仍需要进一步研究。
2.2 有机锌在家禽生产中的应用 锌是动植物体内的生物学功能最多的微量元素之一,它影响着多种酶的活性和生物结构(Walsh 等,1994;Mcclung等,1999)。参与蛋白质合成、碳水化合物和能量代谢以及其他生理化学反应。锌缺乏会导致许多疾病和紊乱(肌肉、神经、消化、生殖、激素、免疫),如动物生长发育缓慢,新陈代谢受阻、免疫功能下降、皮肤病变、羽毛减少等。为了避免家禽出现锌缺乏症,通常会在家禽饲粮中过量添加锌,用于动物饲料添加剂的锌通常是以无机锌(氧化锌、氯化锌和硫酸锌)的形式添加。生产上无机锌作为饲料添加剂的缺点在于其生物利用率较低,家禽摄入无机锌后只有少量的锌被机体吸收,大部分随着粪便排出体外,长期使用会造成严重的环境污染问题。因此使用低剂量的有机锌(氨基酸螯合锌)来代替高剂量的无机锌,减少矿物元素排泄物对环境的污染,已成为研究热点。氨基酸螯合锌的生物能效要高于硫酸锌和氧化锌,且对生长性能有提高作用。崔艳红等(2009)研究表明,在肉仔鸡饲粮中添加蛋氨酸螯合锌可降低耗料量,提高机体免疫力和生长性能。Burrell 等(2004)研究也发现,在肉鸡饲粮中添加有机锌,可以增加肉鸡的体重和体增重。蛋氨酸锌可以通过增强肠道抗氧化能力和肠道屏障功能来改善肉鸭的生长性能(Chang 等,2022)。Wedekind 等(1992)研究结果表明,除了可以改善生长性能外,使用蛋氨酸锌代替无机锌还可以降低血浆尿酸和甘油三酯浓度,从而减少腹部脂肪垫,提高胴体肉产量。使用有机锌对家禽的繁殖性能也有一定的改善作用。李梅清(2007)研究发现,在皖西白鹅饲粮中添加100mg/kg 蛋氨酸锌可显著提高其受精率和孵化率。Zhang 等(2018)研究表明,在肉种鸡饲粮中添加80mg/kg 甘氨酸锌可改善肉种鸡是生产性能、繁殖机能及抗氧化能力(Zhang 等,2018;Ling 等2017)。锌的缺乏对免疫系统的影响尤为严重(De-Pasqual 等,1979),高金鑫等(2019)研究了不同锌源和锌水平对肉鸡免疫的调节作用得出结论,在肉鸡饲粮中添加甘氨酸锌和无机锌对比发现,甘氨酸锌用于调剂肉鸡的免疫力,缓解炎症反应效果更好。锌缺乏会导致机体氧自由基的生成,破坏细胞膜结构,降低采食量,从而影响家禽的生长性能,而VE是一种有效的抗氧化剂。袁斌香等(2018)研究表明,在肉鸡饲粮中添加VE和有机锌能够促进机体免疫,添加100mg/kg 锌和400mg/kg 维生素E 可以提高肌肉抗氧化性能。综上所述,在饲粮中添加有机锌可提高家禽的生长性能和免疫性能,还能发挥改善肉品质的功效。有机锌与其它饲料添加剂的互作效应值得做更深入的研究。
有机硒和有机锌作为高效的微量元素添加剂,越来越多的应用于家禽生产上,在饲粮中适量添加可提高家禽的生长性能、繁殖性能、免疫力和抗氧化能力。有机微量元素的应用研究,为实际生产中减少无机微量元素的使用提供相应的科学依据,对发展健康绿色养殖有重要意义。目前我国有机微量元素的使用比例仍然较低,主要原因是其生产工艺复杂、生产成本较高,因此如何降低生产成本减少原料浪费是我们饲料添加剂生产企业的主要研发方向,同时关于有机微量元素与无机微量元素合理配比,有机微量元素与其它功能性添加剂之间的互作效应等方面还需要做进一步的研究。