高銅飼料：創(chuàng)造效益還是毀滅自身

■施 堯

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院，江蘇南京210095)

銅是機體必需的微量元素之一，其營養(yǎng)價值Hart在1928年首次發(fā)現(xiàn)。正常動物機體內(nèi)含銅2～3 mg/kg，人和動物的營養(yǎng)需要量為：成人2～3 mg/d；哺乳動物5～10 mg/kg飼料；禽類4～11 mg/kg飼料(NRC，1998)。1955年，Barber等首次發(fā)現(xiàn)在飼料中添加動物正常需要量10倍的銅，可明顯提高動物的生產(chǎn)性能(Braude，1973)。高劑量銅被作為一種高效、廉價的促生長添加劑而廣泛用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)中。然而，高劑量銅在動物體內(nèi)吸收有限，大部分以原形經(jīng)糞便排出，對環(huán)境的污染不可小覷。銅在土壤中富集，破壞土壤微生物系統(tǒng)，影響農(nóng)作物生長。銅在動物體內(nèi)主要由肝臟代謝，飼喂超高銅飼料可使豬肝臟、肌肉銅含量顯著增高，并導(dǎo)致肝細胞變性(錢莘莘等，1997)。此外，飼喂高銅飼料導(dǎo)致動物銅中毒的報道屢見不鮮，以生長肥育豬胃潰瘍、胃穿孔病例最為普遍(陳學(xué)風(fēng)等，2006)。高銅飼料在為從業(yè)者帶來高效益的同時影響著生態(tài)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品安全，其在養(yǎng)殖業(yè)中的正確使用值得我們深入思考。

1 高銅飼料的促生長作用

有研究表明，飼糧中添加不同化學(xué)形式銅鹽均能促進仔豬生長，其中以酪蛋白銅（添加量為50 mg/kg）和硫酸銅（添加量為240 mg/kg）效果最為顯著(夏枚生，2000；許梓榮等，1997)。添加高銅可使仔豬平均日增重提高13.04%(程宗剛等，2004)。此外，日糧添加高劑量銅鹽能夠顯著提高斷奶仔豬的生長性能，且在基礎(chǔ)日糧中添加250 mg/kg銅對仔豬的肝功能沒有顯著影響(王希春，2005)。對20～100 kg的育肥豬添加250 mg/kg銅，使全期平均日增重提高3.3%、料肉比降低1.5%。同時，添加高銅可使背膘厚降低4.7%,眼肌面積提高17.0%，但高銅對肉質(zhì)的影響尚需進一步研究(陳代文等，2002)。也有研究指出給母豬飼喂高銅飼糧能使仔豬出生重提高8%，斷奶重提高5%(Cromwell等，1993)。

飼料中銅含量在100～200 mg/kg時對雛雞有促生長作用，增強了雛雞的免疫功能(李炳霞，2013)。飼糧含180 mg/kg銅，可顯著提高110日齡青年雞對粗蛋白的表觀代謝率，對能量的表觀代謝率也有提高作用(趙志偉等，1998)。但也有報道日糧中添加高劑量的銅對肉仔雞的采食量和料肉比無影響(周桂蓮等，1996；常新耀等，2007)。高銅對雞生產(chǎn)性能的影響還需進一步研究。

2 高銅飼料的營養(yǎng)機制

有關(guān)高銅飼料的作用機制的研究，大多集中在豬和反芻動物，對雞的研究報告則較罕見。本文重點闡述高銅飼料促進豬生長的作用機制。

2.1 豬

高銅飼料在生豬養(yǎng)殖領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，對其作用機理的研究也最為透徹。高銅飼料可通過以下幾種途徑改善豬的生產(chǎn)性能。

2.1.1 增加采食量

攝入大量飼料是動物快速生長的基礎(chǔ)，采食量的提高對于豬生長速度的提升具有重要作用。高銅可以增加豬的采食量，使平均日采食量提高9.91%(程忠剛等，2004；Zhou等，1994)。

2.1.2 增加相關(guān)酶的活性

作為銅依賴酶的必需組分和其他酶的輔助因子，銅可能通過以下途徑中的一種或幾種結(jié)合的形式促進仔豬的生長：①刺激體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)酶類(如GSH-Px，谷胱甘肽過氧化物酶；CuZn-SOD，銅鋅超氧化物歧化酶)的活性。GSH-Px是清除體內(nèi)羥自由基的重要抗氧化酶，能夠分解脂質(zhì)過氧化物，保護生物膜不受脂類過氧化物的破壞。飼糧中添加高劑量的銅可提高GSH-Px的活性，改善機體內(nèi)環(huán)境，從而提高動物的生產(chǎn)性能(劉昊等，1992)。CuZn-SOD廣泛存在于動物組織中，是抗氧化代謝防御體系不可缺少的組分。同時CuZn-SOD也是抗自由基毒性的關(guān)鍵酶之一。程忠剛等(2004)報道，高銅日糧使血清SOD活性較對照組提高36.94%?？寡趸到y(tǒng)酶類具有抗氧化和抗應(yīng)激的作用，可提高豬的免疫力。②刺激營養(yǎng)消化相關(guān)酶的活性,改善消化。高銅使豬血清中胃泌素濃度較對照組顯著提高，胃泌素分泌量增加，刺激胃黏膜壁細胞分泌鹽酸和胃蛋白酶原，從而使得胃蛋白酶含量增加。還可促進胰酶分泌，刺激膽囊和胃平滑肌收縮，從而增強胃動力，提高消化率。250 mg/kg的銅可提高仔豬小腸中脂肪酶和磷酸酯酶A的活性(Luo等，1996)，同時提高淀粉酶的活性，可使飼料粗脂肪的表觀消化率提高10.01%(程忠剛等，2004)。

2.1.3 調(diào)節(jié)促生長激素的分泌

動物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成是一系列促生長激素和相關(guān)因子的調(diào)控的結(jié)果。無論靜脈注射還是口服高劑量銅，均可增加斷奶仔豬血清分裂因子(分裂肽激素，是血液生長因子活性的指標(biāo))的活性。體外研究表明，銅可以通過刺激促生長激素(如GH)及相關(guān)因子(如胰島素樣生長因子-1)的合成與分泌，促進體蛋白質(zhì)合成，最終促進豬的生長。

日糧添加促生長劑量的銅能透過血-腦屏障在腦中積累，使腦銅含量增加，豬垂體GH mRNA水平增加(王希春等，2004)，添加高劑量銅使血清中生長激素水平升高。生長激素是控制動物生長的主要激素之一，可促進體內(nèi)蛋白質(zhì)沉積和骨骼生長。對生長豬來說，GH是提高蛋白質(zhì)沉積的一個重要生理因子(夏枚生，2000)。

2.1.4 抗菌作用

仔豬出生后胃酸分泌較少，至12周時仍不能維持正常的胃內(nèi)pH值。胃酸分泌不足導(dǎo)致仔豬斷奶后攝入的食物只能部分消化。而高的胃腸道pH值又為病原菌提供了適宜的繁殖環(huán)境，致病菌的增值使腸壁發(fā)炎，進一步降低了胃腸道的消化吸收能力，仔豬表現(xiàn)腹瀉、消瘦。CuSO4可以降低胃液的pH值，抑制胃腸道內(nèi)病原微生物的繁殖，從而促進腸道有益菌的繁殖，起到預(yù)防早期斷奶仔豬腹瀉的作用(王希春等，2004)。

2.2 反芻動物

銅是瘤胃微生物生長所必需的微量元素，瘤胃中銅的濃度為0.1～1.0 mg/l，可提高反芻動物對纖維素的消化能力，有研究表明，低濃度的銅可促進牛體內(nèi)蛋白質(zhì)降解、脫氨基和機體對糖的利用。試驗證明，飼喂8月齡的荷斯坦育成牛中等劑量的銅，試驗組平均日增重比對照組高11.9%，每增加100 g體質(zhì)量能量消耗低12.1%，成本降低10.8%(張?zhí)K瓊，2005)。

3 高銅對動物的毒性作用

各種動物對過量銅的敏感性不同。羔羊最敏感，其次是綿羊、山羊、牛等。單胃動物對銅的耐受力相對較強。銅的中毒劑量因動物的品種、年齡、食物中的鉬、硫酸鹽含量而異(張喬，1994)。

3.1 豬

高銅飼料對豬的毒性作用主要表現(xiàn)在慢性銅中毒，常由于飼料含銅量超標(biāo)所致。羅曉松曾報道某豬場仔豬發(fā)生銅中毒，其癥狀以腹瀉為特征，先下糊狀稀痢，后呈水樣腹瀉。精神萎頓，被毛粗亂，肛門紅腫，肌肉無力，步態(tài)不穩(wěn)。剖檢可見肝臟腫脹，脂肪變性，胃黏膜出血，胃潰瘍，甚至胃穿孔。經(jīng)檢測，該廠所用飼料銅含量高達300 mg/kg(羅曉松，2001)。

高銅飼料導(dǎo)致豬胃潰瘍、胃穿孔的病例屢見不鮮。陳學(xué)風(fēng)等(2006)曾報道某豬場連續(xù)發(fā)生以育肥豬群為主，不明原因發(fā)病死亡的急慢性病例。死亡豬體表彌散性出血，肝臟腫大，腎臟出血腫大，并伴有嚴重的胃潰瘍和胃穿孔，經(jīng)檢測該廠飼料銅含量達400 mg/kg。

飼糧中高劑量的銅在小腸吸收后，大量蓄積在肝臟。高濃度的銅使機體參與多種代謝反應(yīng)的需銅酶的活性受到抑制，從而導(dǎo)致肝功能障礙并引起肝臟壞死，壞死的肝臟無法排出貯存的銅，于是肝臟中大量的銅釋放入血，并在紅細胞內(nèi)保持較高的銅濃度。銅與紅細胞內(nèi)的還原型谷胱甘肽的巰基發(fā)生作用，致使紅細胞內(nèi)還原型谷胱肝肽的濃度突然降低，由此，紅細胞的穩(wěn)定性和完整性遭到破壞，變的極為脆弱，紅細胞破裂后發(fā)生急性溶血，豬尿血嚴重，最終導(dǎo)致機體嚴重缺氧，引起機體呼吸困難、氣喘、心衰，導(dǎo)致死亡(陳學(xué)風(fēng)等，2006)。病理組織學(xué)觀察可見豬肝臟、肌肉組織細胞線粒體的正常結(jié)構(gòu)受損(梁明振等，2004)。

3.2 家禽

家禽對銅的耐受量較低，應(yīng)禎灝等曾報道某養(yǎng)殖場蛋雞出現(xiàn)精神沉郁、采食量下降，腹瀉，拉黑綠色稀糞等癥狀。剖檢可見嗉囊黏膜凝固性壞死，胃腸黏膜普遍出血，肝腎嚴重變性、黃疸。經(jīng)飼料廠核實，是由于飼料廠生產(chǎn)豬用高銅預(yù)混劑后，未進行任何形式的清理就直接生產(chǎn)蛋雞配合飼料，致使機器內(nèi)剩余的高銅預(yù)混劑混入蛋雞配合飼料后飼喂蛋雞而引起中毒(應(yīng)禎灝等，2004)。

日糧含銅200～600 mg/kg可引起雞肝臟病理損傷，表現(xiàn)為肝細胞顆粒變性和脂肪變性；透射電鏡觀察，肝細胞線粒體腫脹，嵴斷裂甚至溶解消失(朱奎成等，2008)。肝臟抗氧化功能受損，肝細胞凋亡率升高(任常寶等，2011)。日糧含銅量在300 mg/kg以上時，雞免疫功能降低，對雛雞造成不同程度的病理損傷，損傷程度與飼料中含銅量成正比。免疫器官、肝及消化道是高銅損害的主要靶器官(李炳霞，2013)。

3.3 反芻動物

反芻動物較少使用高銅飼料，高銅致反芻動物中毒可能是由于飼草被銅污染，或用高銅豬飼料飼喂反芻動物而引起。筆者曾見到一例綿羊不明原因死亡的病例，剖檢可見皮膚、黏膜、脂肪黃染，肝、腎腫大。經(jīng)詢問得知是由于長期使用高銅豬飼料代替精料飼喂綿羊而引起的慢性銅中毒。

4 高銅飼料對動物性食品安全的影響

飼糧中的銅經(jīng)胃腸道吸收后，大量蓄積在肝、腎等組織，且肝、腎銅含量與飼糧銅含量呈正相關(guān)。但是目前，我國頒布的無公害食品豬肝（NY5146-2002）并未限定銅含量，國外也沒有豬肝銅元素的標(biāo)準(zhǔn)參考指標(biāo)。我國肉類食品中銅限量標(biāo)準(zhǔn)（GB15199-94）為不超過10 mg/kg。袁施彬等對豬飼糧銅添加量與組織殘留量動態(tài)關(guān)系的研究表明：飼糧添加100～400 mg/kg的銅不同程度地增加了器官中的銅殘留量，肝和腎中銅含量與飼糧添加量呈二次曲線變化規(guī)律。由此，建議生豬在80 kg屠宰時，為了保證肝中的銅含量低于10 mg/kg，飼糧銅添加水平應(yīng)低于129 mg/kg。在100 kg屠宰時，為了保證肝或腎中的銅含量低于10 mg/kg，飼糧銅添加水平應(yīng)低于128或90 mg/kg(袁施彬等，2005)。但食用含銅超標(biāo)的肉類或動物內(nèi)臟對人體健康的影響，目前未見報道。

5 高銅飼料對環(huán)境和農(nóng)作物的影響

土壤中銅含量與用作有機肥的豬糞中的銅含量呈正相關(guān)，但不同作物對銅的富集能力不同。研究表明,施用含高銅高鋅豬糞有機肥的農(nóng)作物中的絲瓜、豇豆、小白菜、苦麥菜、韭萊、糙米的銅含量均高于對照組60%以上，其中糙米中的銅含量超過國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(Cu≤10 mg/kg)(李松巖，2005)。而南瓜，冬瓜，辣椒，茶葉，大豆和花生銅含量均未因施用糞肥而顯著提高。

土壤中銅含量一般為15～40 mg/kg,如果達到50～400 mg/kg時,就會對生長于其上的植物產(chǎn)生毒害作用。植物地下部分對重金屬的富集能力強于地上部分。施用高銅豬糞作為有機肥，可使玉米葉片蛋白質(zhì)含量下降(宋清華，2010)。劉偉的研究表明：高銅豬糞對油菜抗氧化酶活性、抗氧化物含量以及植株內(nèi)源激素含量產(chǎn)生很大影響，也直接干擾作物的正常生長發(fā)育。

6 高銅飼料：創(chuàng)造效益還是毀滅自身

目前,一些發(fā)達國家不再提倡、甚至規(guī)定在養(yǎng)豬生產(chǎn)中不得使用高水平銅。而我國某些飼料公司為了迎合養(yǎng)殖戶的喜好，盲目宣傳“能使豬排黑糞的飼料就是好飼料”，而在飼料中添加大劑量硫酸銅。過量的硫酸銅使動物發(fā)生慢性銅中毒，并造成胃潰瘍和胃穿孔，降低了動物生產(chǎn)性能，也不符合動物福利的要求。

高銅在動物體內(nèi)的利用有限，大量的銅隨糞便排出體外，破壞土壤微生物系統(tǒng)和水體生態(tài)環(huán)境，影響作物的正常生長，并在農(nóng)作物體內(nèi)富集，最終，重金屬隨食物鏈富集在人體內(nèi)，損害人體健康（見圖1）。

圖1 高銅飼料對人的影響

因此，禁止在飼料中使用高劑量銅勢在必行。研究高劑量銅的替代品，或研制新型環(huán)保、安全的促生長劑是解決濫用高銅作為飼料添加劑的有效途徑。

（參考文獻28篇，刊略，需者可函索）