有機(jī)鐵在豬和雞營養(yǎng)中的研究與應(yīng)用

丁浩軒，李海云，馮 杰

（浙江大學(xué)飼料科學(xué)研究所，浙江省動物營養(yǎng)重點(diǎn)實驗室，浙江杭州 310058）

鐵在動物體內(nèi)具有許多生物學(xué)功能，是維持動物健康和生長的必需微量元素之一[1]。長期以來，在畜禽飼料中添加外源鐵主要是以無機(jī)鐵為主，但過量使用無機(jī)鐵會引發(fā)一系列問題：一是無機(jī)鐵的生物利用率低，不僅使添加量增大導(dǎo)致成本增加，而且會影響其他元素的吸收及利用[2-4]；二是無機(jī)鐵在畜禽體內(nèi)蓄積，對動物產(chǎn)生毒性，進(jìn)一步引發(fā)食品安全問題，還會通過糞尿排出體外污染環(huán)境[5]；三是其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，會加速油脂乳化及破壞維生素，引起腸胃炎、嘔吐、異食癖等疾病[6-7]。近年來大部分研究表明，有機(jī)鐵在提高動物的生長性能、繁殖性能、抗氧化及免疫功能方面效果優(yōu)于無機(jī)鐵；部分研究顯示，有機(jī)鐵在生物利用率及元素代謝方面與無機(jī)鐵效果并無顯著差異?；谀壳靶笄蒿暳闲袠I(yè)過量添加無機(jī)鐵帶來的一系列弊端，使得有機(jī)鐵研究重要性日益凸顯。有機(jī)鐵在豬和雞生產(chǎn)中的研究及應(yīng)用主要集中于動物生長性能、繁殖性能、生物利用率、元素代謝、免疫功能、抗氧化功能及腸道健康。本文綜述了近十年來有機(jī)鐵在豬和雞生產(chǎn)中的研究進(jìn)展。

1 有機(jī)鐵在豬營養(yǎng)中的研究

1.1 仔豬

1.1.1 有機(jī)鐵對仔豬生長性能與生物利用率的影響 仔豬在斷奶時極易發(fā)生應(yīng)激反應(yīng)，出現(xiàn)食欲下降、生長緩慢及免疫力降低等問題，這已經(jīng)成為養(yǎng)豬業(yè)的難題之一[8-9]。在日糧中添加有機(jī)鐵可以提高仔豬對鐵的消化率和存活率，改善生產(chǎn)性能，降低耗料增重比，提高鐵的生物利用率。Liu等[2]報道，在仔豬日糧中添加28 mg/kg的甘氨酸鐵，仔豬對鐵的消化率為40.9%，相比于無機(jī)鐵提高了10.2%。研究表明，相較于硫酸亞鐵，添加氨基酸鐵螯合物能夠有效提高21日齡斷奶仔豬的日增重及血清中鐵含量，降低耗料增重比，但是二者的生物學(xué)利用率并無顯著差異[10]。許禎瑩等[11]報道，給21日齡斷奶仔豬在日糧中添加22.43 mg/kg鐵用以耗竭體內(nèi)儲備鐵，4周后，對照組飼喂基礎(chǔ)日糧，試驗組分別添加80、120、180 mg/kg酵母鐵或硫酸亞鐵，發(fā)現(xiàn)飼喂120 mg/kg酵母鐵的仔豬日增重和飼料轉(zhuǎn)化率最高，酵母鐵和硫酸亞鐵均能改善仔豬的鐵缺乏，且補(bǔ)充酵母鐵比硫酸亞鐵效果更好。

1.1.2 有機(jī)鐵對仔豬元素代謝與抗氧化性能的影響 據(jù)報道，在35日齡斷奶仔豬日糧中補(bǔ)充甘氨酸鐵可以改善鐵在組織中的儲存含量和提高抗氧化酶活性，并且增加斷奶仔豬肝臟和腎臟的鋅保留率[12]。此外，與硫酸亞鐵相比，飼喂含甘氨酸鐵飼料的仔豬糞便中鐵濃度會降低。Svoboda等[13]報道，給3日齡仔豬分別飼喂聚麥芽糖鐵或富馬酸亞鐵，聚麥芽糖鐵在預(yù)防貧血中與富馬酸亞鐵具有類似的功效。M?nner等[14]指出，相比于添加硫酸鹽組和對照組（不添加鐵），在斷奶仔豬基礎(chǔ)日糧中添加螯合物鐵或甘氨酸鐵（符合NRC推薦90%的標(biāo)準(zhǔn)），可以提高血紅蛋白和生長性能、減少糞便中鐵排泄量。因此，通過有機(jī)微量元素效價評估，結(jié)晶的甘氨酸鐵可以提供更高的安全閾值，這特別適用于動物對礦物質(zhì)需求量高但采食量低的時期，如早期斷奶仔豬階段。

1.2 生長育肥豬

1.2.1 有機(jī)鐵對生長育肥豬生長性能的影響 在生長育肥豬日糧中添加有機(jī)鐵可以滿足育肥豬對微量元素的需要，提高日增重，減少糞便中鐵元素含量。Gowanlock等[10]將25 mg/kg有機(jī)鐵添加到生長育肥豬日糧中，發(fā)現(xiàn)平均日增重、采食量、耗料增重比、血紅蛋白、血細(xì)胞比容、胴體特性均未受影響，50%的NRC標(biāo)準(zhǔn)需要量的有機(jī)鐵可以完全滿足育肥豬的生長需要。孫鐵虎等[15]研究指出，隨著日糧中氨基酸鐵添加量由40 mg/kg增加到160 mg/kg，生長豬日增重和飼料轉(zhuǎn)化效率均得到改善；在日糧中添加氨基酸鐵可以提高生長豬的生長性能和鐵表觀消化率，改善皮膚紅度和血液生化指標(biāo)。

1.2.2 有機(jī)鐵對生長育肥豬生物利用率的影響 Burkett等[16]在生長育肥豬日糧中分別添加50、75、100 mg/kg有機(jī)鐵或100 mg/kg硫酸亞鐵進(jìn)行生長性能和糞便鐵含量對比，發(fā)現(xiàn)添加低劑量有機(jī)鐵即可達(dá)到與硫酸亞鐵相同的生長性能且降低了糞便中的鐵含量，從而減少了外排進(jìn)入環(huán)境中的鐵。Jolliff等[17]也報道，在生長育肥閹公豬的基礎(chǔ)日糧中分別添加氨基酸螯合鐵及硫酸亞鐵，有機(jī)鐵比無機(jī)鐵具有更高的消化率。Liu等[2]發(fā)現(xiàn)，在玉米-豆粕型日糧中添加100 mg/kg甘氨酸鐵可顯著增加閹公豬鐵的吸收和保留率，并且提高了玉米-豆粕型日糧中磷的消化率，減少了糞便中鐵含量。

1.3 母豬

1.3.1 有機(jī)鐵對母豬繁殖性能的影響 有機(jī)鐵因其生物學(xué)效價高，在妊娠、哺乳母豬中添加有機(jī)鐵能夠改善母豬的繁殖性能，母體可將有機(jī)鐵通過胎盤及母乳轉(zhuǎn)移給仔豬，提高仔豬的成活率并促進(jìn)其健康生長。Peters等[18]報道，在母豬日糧中添加NRC或工業(yè)水平的蛋白質(zhì)螯合鐵及無機(jī)鐵鹽，發(fā)現(xiàn)飼喂有機(jī)鐵的母豬總產(chǎn)仔數(shù)及產(chǎn)活仔數(shù)為12.2頭和11.3頭，顯著高于飼喂無機(jī)鐵鹽的母豬（11.3頭和10.6頭），但母豬的體增重、采食量與再次產(chǎn)仔間隔不受鐵來源及水平的影響。在妊娠期第84天的母豬日糧中分別添加有機(jī)鐵復(fù)合物或無機(jī)鐵，結(jié)果顯示添加有機(jī)鐵并未提高母豬的繁殖性能及仔豬的生長性能，但提高了初乳中銅含量及母豬哺乳期第1天血清中鐵含量，此外有機(jī)鐵對母豬及仔豬體內(nèi)鐵的形態(tài)影響甚微[19]。

1.3.2 有機(jī)鐵對母豬的元素代謝及生物利用率的影響 因為出生仔豬體內(nèi)儲備鐵容易耗竭，而且從母乳中獲得的鐵并不足以滿足生長發(fā)育需要。目前，母豬補(bǔ)鐵更多是為了能給仔豬提供充足鐵源。據(jù)報道，在日糧中添加不同水平的氨基酸螯合鐵或無機(jī)鐵，鐵的水平及來源對母體、肝臟及初乳中礦物質(zhì)含量幾乎沒有影響，但母豬可能會將更多的有機(jī)鐵轉(zhuǎn)移到仔豬體內(nèi)[20]。Peters等[21]報道，當(dāng)給母豬飼喂有機(jī)鐵時，鐵的生物利用度降低，這可能是因為母豬產(chǎn)仔數(shù)較多，排卵量更大。

1.3.3 有機(jī)鐵對母豬抗氧化性能的影響 董冬華等[22]發(fā)現(xiàn)，與相同濃度硫酸亞鐵相比，甘氨酸鐵具有增加母豬血紅蛋白含量、母豬初乳鐵含量和胎盤鐵含量的趨勢。Li等[23]報道，添加甘氨酸鐵和硫酸亞鐵均可顯著增加母豬鐵蛋白、血清鐵含量，提高血清總抗氧化能力、谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物歧化酶活性，降低總鐵結(jié)合能力和丙二醛含量，且同濃度甘氨酸鐵效果優(yōu)于硫酸亞鐵。因此，不同鐵源和添加水平對妊娠母豬的鐵營養(yǎng)狀況和抗氧化性能有顯著影響，且添加甘氨酸鐵效果優(yōu)于硫酸亞鐵。

2 有機(jī)鐵在雞營養(yǎng)中的研究

2.1 肉雞

2.1.1 有機(jī)鐵對肉雞生長性能的影響 日糧中添加適宜比例的有機(jī)鐵可以促進(jìn)仔雞生長，改善生長性能及健康水平，降低耗料增重比，提高肉雞抗氧化能力并改善免疫功能，以較低的添加水平達(dá)到無機(jī)鐵高水平所達(dá)到的效果，從而減少礦物元素排泄造成的污染。研究發(fā)現(xiàn)，飼喂含甘氨酸亞鐵日糧的肉雞有良好的生長性能和健康水平，即使鐵的建議添加量是50%或25%，甘氨酸亞鐵也能以較低水平實現(xiàn)高劑量無機(jī)鐵的生長性能[24]。Peric等[25]報道，分別在肉雞日糧中添加60 mg/kg硫酸亞鐵和15、30、45 mg/kg蛋白質(zhì)螯合鐵，發(fā)現(xiàn)添加15 mg/kg蛋白質(zhì)螯合鐵對肉雞步態(tài)、足墊病變和踝關(guān)節(jié)評分無明顯影響，說明飼料中使用1/3鐵需要添加量的蛋白質(zhì)螯合鐵即可滿足生長需要。Nollet等[26]研究發(fā)現(xiàn)，與添加硫酸亞鐵相比，肉仔雞日糧中添加蛋白質(zhì)螯合鐵可明顯改善1～21日齡的耗料增重比，但在死亡率上沒有顯著差異。Ma等[27]選取1日齡肉雞分為10、20、40 mg/kg蛋白質(zhì)螯合鐵組和10、20、40 mg/kg硫酸亞鐵組及未添加鐵的對照組，隨著鐵添加量的增加，肉雞死亡率降低；與硫酸亞鐵（100%）相比，有機(jī)鐵的生物利用率為117%，并且有機(jī)鐵在提高血紅蛋白濃度上比無機(jī)鐵更有效。

2.1.2 有機(jī)鐵對肉雞元素代謝的影響 Bao等[28]報道，在日糧中添加40 mg/kg有機(jī)鐵可達(dá)到最佳肉雞生長性能，因此在日糧中可以使用比所需添加量更低的有機(jī)鐵來減少因礦物元素排泄引起的污染。在初始階段（0～14日齡），與飼喂45 mg/kg或70 mg/kg無機(jī)鐵比，飼喂10 mg/kg有機(jī)肽螯合鐵的肉雞耗料增重比趨于改善，糞便樣品中的礦物質(zhì)含量顯著降低。Abdallah等[29]研究發(fā)現(xiàn)，與添加硫酸亞鐵組相比，肉雞飼喂含有100%肽螯合鐵組體重顯著提高，改善了飼料轉(zhuǎn)化率、脛骨灰分及免疫功能，并且糞便礦物排泄物降低，說明有機(jī)鐵對經(jīng)濟(jì)效益有積極影響。Kulkarni等[30]進(jìn)行6周的肉雞飼養(yǎng)試驗發(fā)現(xiàn)，雖然120、140 mg/kg有機(jī)鐵組有更高的法氏囊指數(shù)，且有機(jī)鐵組的鐵保留率更高，但補(bǔ)充硫酸亞鐵有更高的體增重及飼料轉(zhuǎn)化率。Seo等[31]報道，100、200 mg/kg蛋氨酸螯合鐵處理組肝臟中鐵含量高于硫酸亞鐵處理組，鐵在有機(jī)鐵中的生物利用度高于無機(jī)狀態(tài)，添加200 mg/kg蛋氨酸螯合鐵可以使其在肉中達(dá)到最大程度的鐵富集。在肉雞1～7日齡飼喂含45 mg/kg鐵的玉米-豆粕型日糧，7～35日齡飼喂含80 mg/kg硫酸亞鐵或蛋氨酸螯合鐵日糧，提高了整個飼養(yǎng)階段的日增重和飼料轉(zhuǎn)化率，補(bǔ)充80 mg/kg有機(jī)和無機(jī)來源的鐵均有效地提高了生長性能、養(yǎng)分保留率和血液指標(biāo)。此外，貧鐵條件下的雞飼喂有機(jī)鐵比無機(jī)鐵在肝臟和脛骨中沉積更有效[32]。在肉雞日糧中添加10 mg/kg鐵蛋白質(zhì)復(fù)合物，肉雞體增重、飼料轉(zhuǎn)化率、胸肌和大腿肌肉中鐵含量可以達(dá)到50 mg/kg硫酸亞鐵飼喂效果。Seo等[33]研究發(fā)現(xiàn)，隨著蛋氨酸螯合鐵添加量（100、200 mg/kg）的增加，肉雞胸肌、腿肌、翅膀、肝臟和脾臟中鐵含量顯著性增加。

2.1.3 有機(jī)鐵對肉雞免疫功能、生物利用度及抗氧化性能的影響 Jarosz等[34]研究表明，在肉雞飼糧中使用鐵螯合物激活細(xì)胞防御機(jī)制，并觀察到以TCD4+和TCD8+為主的Th1細(xì)胞百分比增加；此外，應(yīng)用螯合鐵可以促進(jìn)細(xì)胞毒性TCD8 +細(xì)胞和IL-2的產(chǎn)生，從而促進(jìn)機(jī)體形成炎癥的自然反應(yīng)。Zhang等[35]研究發(fā)現(xiàn)，弱螯合強(qiáng)度蛋氨酸亞鐵、中等螯合強(qiáng)度賴氨酸亞鐵及高度螯合強(qiáng)度蛋白質(zhì)螯合鐵相對于硫酸亞鐵（100%），肝臟生物利用度為129%、164%和174%，腎臟生物利用度為102%、143%和174%。這些結(jié)果表明，有機(jī)鐵源的相對生物利用度與其螯合強(qiáng)度密切相關(guān)，有機(jī)鐵源具有較高的螯合強(qiáng)度，顯示出較高的鐵生物利用度。Sun等[36]報道，隨著甘氨酸鐵的添加量從40 mg/kg提高到160 mg/kg，血清過氧化氫酶、黃嘌呤氧化酶和超氧化物歧化酶含量增加，二價金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1 mRNA表達(dá)降低，表明添加甘氨酸鐵能顯著改變?nèi)怆u的抗氧化狀態(tài)，進(jìn)而部分改善生長性能和免疫功能。Ma等[37]研究表明，在飼糧中添加120、160 mg/kg的甘氨酸鐵均提高了肉雞的平均日增重、平均日采食量、血清鐵濃度和超氧化物歧化酶活性。這項研究表明，甘氨酸鐵可以提高肉雞的生長性能、鐵組織儲存能力和抗氧化狀態(tài)。

2.2 蛋雞

2.2.1 有機(jī)鐵對蛋雞元素代謝的影響 近年，有機(jī)鐵在蛋雞上的研究較少，主要集中于元素代謝、腸道健康、產(chǎn)蛋性能方面。有機(jī)鐵在蛋雞上具有較高的生物利用度和穩(wěn)定性。因此，一般認(rèn)為較低的添加量即可滿足蛋雞營養(yǎng)需求，從而降低環(huán)境負(fù)荷。曲湘勇等[38]研究發(fā)現(xiàn)，相比于75 mg/kg無機(jī)鐵，45 mg/kg有機(jī)鐵可顯著提高產(chǎn)蛋率，并顯著降低料蛋比，且在蛋品質(zhì)上無顯著差異。Carvalho等[39]報道，21 mg/kg有機(jī)鐵可以達(dá)到30 mg/kg無機(jī)鐵相同效果，而且隨著有機(jī)鐵的添加量增多，雞蛋中鐵含量增多，蛋品質(zhì)改善。蛋雞飼糧中低含量有機(jī)礦物質(zhì)即可替代無機(jī)微量礦物質(zhì)需要量，提供所需微量元素和改善蛋殼質(zhì)量。

2.2.2 有機(jī)鐵對蛋雞腸道微生物及產(chǎn)蛋性能的影響 Noh等[40]試驗發(fā)現(xiàn)，相比于對照組，5'-磷酸鳥苷-鈣鐵添加劑組蛋雞的內(nèi)部器官的沙門氏菌數(shù)量顯著降低，表明5'-磷酸鳥苷-鈣鐵飼料添加劑可誘導(dǎo)細(xì)菌清除并增加對雞沙門氏菌的抗性；由于5' -磷酸鳥苷-鈣鐵對雞沙門氏菌生長的抑制作用，5' -磷酸鳥苷-鈣鐵添加劑組表現(xiàn)出更好的產(chǎn)蛋量，包括更高的產(chǎn)蛋率和更少的破蛋，結(jié)果表明添加0.16%5'-磷酸鳥苷-鈣鐵添加劑可能有助于預(yù)防家禽業(yè)的沙門氏菌病。Buckiuniene等[41]研究發(fā)現(xiàn)，與70 mg/kg硫酸亞鐵相比，蛋雞飼糧中添加72 mg/kg甘氨酸鐵顯著提高了雞蛋鐵含量、不飽和脂肪酸含量；同時添加72 mg/kg甘氨酸鐵與70 mg/kg硫酸亞鐵并沒有比單獨(dú)使用70 mg/kg硫酸亞鐵表現(xiàn)出更好效果。

3 結(jié) 語

有機(jī)鐵作為新一代綠色高效的補(bǔ)鐵劑，在促進(jìn)動物生長發(fā)育、改善生產(chǎn)性能、增強(qiáng)機(jī)體免疫力等方面有著十分重要的作用。有機(jī)鐵的研究對實際生產(chǎn)中減少無機(jī)鐵的添加及廣泛應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)，對減少環(huán)境污染、降低養(yǎng)殖成本、促進(jìn)環(huán)保型飼料工業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展及加快綠色畜牧業(yè)進(jìn)展有重要意義，但是也存在有機(jī)鐵生產(chǎn)工藝復(fù)雜、在機(jī)體內(nèi)的作用機(jī)制不明確、如何與無機(jī)鐵的合理配比等一系列問題。