銅源飼料添加劑的研究進展

陳鑫珠 劉 遠 張曉佩 高承芳 李文楊 董曉寧

（福建省農(nóng)業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所，福建福州 350013）

銅是畜禽生長的一種必需微量元素，對機體正常的生長發(fā)育具有重要作用。大量的研究發(fā)現(xiàn)，銅對動物具有廣泛的生物學作用；如，它與肉用仔雞造血功能、骨骼、肌肉及被毛的生長發(fā)育有密切關(guān)系。銅是機體內(nèi)細胞色素氧化酶、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、抗壞血酸氧化酶等的組成成分；參與機體造血過程、促進鐵在腸道吸收、血紅蛋白合成與紅細胞的生成。肉仔雞缺銅時，機體會出現(xiàn)共濟失調(diào)、骨質(zhì)疏松、被毛粗亂等癥狀；同時，還降低其他營養(yǎng)素（如鐵）的吸收利用。高銅可以調(diào)節(jié)體內(nèi)肽的合成與釋放，并通過此種肽的分泌而促進生長。

1 銅的營養(yǎng)特性

銅主要分布于動物的肝、腦、腎、心、眼的色素部分及毛發(fā)（和羊毛）中。在胰臟、脾、肌肉、皮膚和骨骼中含量居中，在甲狀腺和胸腺中含量最低。其參與血紅蛋白的合成及某些氧化酶的合成和激活。銅不是血紅素組成成分，但在紅血球和血紅素的形成過程中起催化作用，是預(yù)防貧血所必需的元素。它還與動物血管的正常發(fā)育和正常功能、被毛生長和品質(zhì)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、繁殖機能有關(guān)。

動物正常生理活動所需銅量很低，如，豬、禽的銅需要量為5～8 mg/kg日糧。大多數(shù)飼料含有在足夠的銅。我國飼料調(diào)查表明，除玉米平均含銅量為1.6 mg/kg（87%感物質(zhì)基礎(chǔ)）外，其他均能滿足動物需要：餅粕為19～40 mg/kg，動物性飼料、草粉、葉粉類、豆類為10～15 mg/kg（豌豆6.4 mg/kg），谷物及副產(chǎn)品為5～14 mg/kg。但由于飼料中的許多因素以及動物的生理狀況影響動物對銅的吸收利用，因此，在許多情況下需補充銅，尤以玉米為主的生長家畜日糧和放牧家畜補充料中常需補充銅。銅還能刺激生長，產(chǎn)生類似抗生素的藥理作用。在豬飼料中添加150～200 ppm對豬有明顯的促生長作用。

飼料中銅過多引起的中毒多為慢性的蓄積性中毒。當肝臟中的銅蓄積到臨界水平時，大量銅轉(zhuǎn)入血液，使紅細胞溶解，發(fā)生血紅蛋白尿和黃疸，并使組織壞死，甚至導(dǎo)致死亡。母雞體內(nèi)易蓄積銅，豬對銅也有較高的耐受性。一般認為，1 kg日糧中銅安全含量的上限如下：雞為500 mg、豬為250 mg。豬的中毒劑量為500 mg/kg日糧，但與日糧中的其他元素含量有關(guān)。

2 常用銅源的添加劑的種類及特點與應(yīng)用

2.1 無機銅源的添加劑的種類及特點與應(yīng)用

表1 無機銅元素的化合物形式、含量及利用效率

通常選用硫酸銅，因為硫酸銅的生物學效價比其他化合物高。由于硫酸銅含有較多的結(jié)晶水，容易吸潮，其相對價格又高于氧化銅，且不易加工，經(jīng)濟效益較差，而氧化銅因水溶性較差對飼料中的其他營養(yǎng)物質(zhì)的破壞損失較少，故美國較普遍采用氧化銅。

2.2 有機銅源的添加劑的種類特點及研究應(yīng)用

微量元素氨基酸螯合物是近年來發(fā)展較快的一種新型營養(yǎng)添加劑，具有良好的化學、生化穩(wěn)定性及較高的生物學效價。

蛋氨酸銅：韓博等（1998）使用東北農(nóng)業(yè)大學制備的蛋氨酸銅（甲硫基氨基丁酸銅Ⅱ螯合物），通過在育成牛的試驗證明，蛋氨酸銅5 mg/kg飼料，就可以滿足育成牛的生產(chǎn)需要，而硫酸銅需添加到15 mg/kg才能滿足需要。

賴氨酸銅：DeBonis等（1992）報道閹牛對賴氨酸銅的沉積率要比硫酸銅高得多，主要是由于它的吸收增加和尿中排出下降。ward等（1993）比較了高銅日糧下賴氨酸銅和硫酸銅中銅在生長閹牛的生物利用率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其血漿銅濃度和血漿銅藍蛋白的活性相似。

銅蛋白鹽：Ward（1996）報道青年牛日糧中存在高鉬的情況下，添加銅蛋白鹽比硫酸銅更能保證肝銅貯備，生物學效率更高。Wittenberg等（1990）飼以高鉬日糧的缺銅閹牛進行試驗，結(jié)果表明，閹牛對不同銅源的銅利用率相似。有幾個原因或許可以解釋Kincaid等和Wittenberg等所得到的不同結(jié)果：①二者所用的牛年齡不同；② Kincaid使用含銅適宜的日糧，而Wittenberg使用的是缺銅日糧；③ Wittenberg通過添加鉬酸銨來增加日糧鉬，而Kincaid使用的是天然高鉬的干草。Nockels（1991）比較了銅蛋白鹽和硫酸銅對閹牛的影響，發(fā)現(xiàn)不同銅源對其增重和飼料利用效率沒有影響。但是，經(jīng)抗牛傳染性鼻氣管炎疫苗注射的閹牛，在飼以銅蛋白鹽后，其抗體滴度較高。

檸檬酸銅：檸檬酸銅對血漿總蛋白、血紅蛋白、血清總抗氧化能力和谷胱苷肽s轉(zhuǎn)移酶水平的升高，均顯著優(yōu)于同等劑量的硫酸銅。高劑量的檸檬酸銅以及30 mg/kg硫酸銅，可顯著（P<0.05）提高產(chǎn)蛋雞血清總抗氧化能力和谷胱苷肽S轉(zhuǎn)移酶活性。谷胱苷肽S轉(zhuǎn)移酶可調(diào)控體內(nèi)谷胱苷肽的含量，而谷胱苷肽的主要生理作用是清除組織中產(chǎn)生的過氧化物，保護生物膜尤其是線粒體的結(jié)構(gòu)和功能?？傊占Z中銅的水平對產(chǎn)蛋雞血紅蛋白、血漿總蛋白、總膽固醇、甘油三酯含量以及血清總抗氧化能力和谷胱苷肽S轉(zhuǎn)移酶水平等項生理生化指標，影響比較顯著。大劑量的檸檬酸銅對血漿生理生化指標的影響要顯著好于硫酸銅。

2.3 納米銅源的添加劑的特點及研究應(yīng)用

現(xiàn)在有許多人開始轉(zhuǎn)入動物添加劑納米技術(shù)的研究。納米營養(yǎng)素具有吸收迅速，改善消化，促進生長，提高免疫力和某些生理機能的作用，只是目前對其作用機理的研究還不夠深入和透徹。盡管納米技術(shù)在動物營養(yǎng)中的應(yīng)用正處于起步階段，但其作用優(yōu)勢已經(jīng)顯現(xiàn)，因此，作為一項新興技術(shù)，納米技術(shù)在動物營養(yǎng)向深度和廣度的快速發(fā)展中必將有著光明的應(yīng)用前景。但目前納米銅在動物添加劑中的應(yīng)用很少，基本上還是工業(yè)應(yīng)用比較多.

2.4 小結(jié)

近1～2年的試驗研究表明，堿式氯化銅的效果比硫酸銅好許多，甚至好于有機銅。一般有機銅比無機銅的吸收效果更好，利用率更高，雖然納米銅的吸收效果會更好，但納米銅與有機銅現(xiàn)在比起來，還是有機銅更好用，技術(shù)等各方面都比較成熟，成本更低。目前有機銅的研究多偏向大動物和豬，在家禽中的研究還是相對比較少，但應(yīng)用中顯現(xiàn)的效果很明顯。

3 銅在飼料中的適宜添加量

國內(nèi)外研究結(jié)果表明，高于常規(guī)營養(yǎng)需要量（5 mg/kg飼料）的銅（125～250 mg/kg），顯著提高了豬的生產(chǎn)性能，尤其對提高仔豬和生長肥育豬的飼料效率和增重效果最明顯（Braude.1967.1975；Cromwell等，198lb，1997；Komegay等，1989）；也有報道，成年母豬添加高銅（250 mg/kg），母豬體增重、仔豬初生重和斷乳重均趨增加（Cromwell，1992）；還有人報道可降低皮厚，提高眼肌面積，提高肌肉中氮基酸總量。一般認為，根據(jù)發(fā)病率及組織中沉積量，肉仔雞日糧中的銅水平以20 mg/kg為宜。

一般認為，根據(jù)發(fā)病率及組織中沉積量，肉仔雞日糧中的銅水平以20 mg/kg為宜。張艷云研究認為在玉米一豆粕基礎(chǔ)日糧中添加125 mg/kg為宜。周桂蓮、申愛華研究認為，肉仔雞日糧銅添加量應(yīng)為10 mg/kg左右。日糧中高劑量銅對肉用仔雞生長影響的研究相對較少，尚沒有得到肯定的結(jié)果。在不同的日糧中，雞對高劑量銅的反應(yīng)不同。King（1972，1975）試驗表明，給肉雞補飼100 mg/kg銅（硫酸銅）9周，對生長有所促進，但差異不顯著；Smith（1969）試驗中觀察到日糧中添加銅100 mg/kg可提高肉仔雞的生長速度2.3%，Tedous等（1986）研究指出，日糧補銅100、200 mg/kg并不能改善肉仔雞的生產(chǎn)性能。吳覺文（1997）研究認為，高銅對肉雞生長前期沒有促長作用，對后期有促長作用，添加250 mg/kg效果較佳。另有研究表明，日糧含180 mg/kg銅，對110日齡青年雞可顯著提高粗蛋白的表觀代謝率，對能量的表觀代謝率有提高作用，對粗纖維消化率則無明顯影響；隨著日齡增長到130日齡時，對能量的表觀代謝率、粗纖維消化率作用均不明顯，雖仍能提高粗蛋白質(zhì)的表觀代謝率，但與對照無明顯差異。研究認為，隨日齡增長，高銅對雞的促生長作用呈漸減趨勢。

4 不同銅源的營養(yǎng)效應(yīng)

銅添加劑發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段：第1代是無機銅鹽添加劑；第2代是一些簡單的有機化合物；這兩類產(chǎn)品的吸收率均較低。第3代是氨基酸螯合銅。氨基酸螯合銅克服了前2代產(chǎn)品的缺點，在機體內(nèi)環(huán)境條件下有較好的溶解性、容易被機體吸收；而且能增強體內(nèi)酶活性，促進蛋白質(zhì)、脂肪、維生素利用。通常認為不同銅源的生物學利用率從優(yōu)到劣依次為蛋氨酸銅>硫酸銅>硬脂酸銅。齊廣海等研究認為，在玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧（含銅5～8 mg/kg）中添加檸檬酸銅或硫酸銅6～30 mg/kg均能改善蛋雞生產(chǎn)性能，但兩種銅源之間無顯著差異。周桂蓮研究認為，不同銅源對試驗雞銅表觀代謝率影響不顯著；對肝臟銅濃度和紅細胞銅-鋅超氧化物歧化酶活性有極顯著的影響（硫酸銅>蛋氨酸銅>天然飼料銅>硬脂酸銅）。

總之，高銅的促生長效應(yīng)早已被眾多的試驗和實踐所證實，并得到了廣泛的應(yīng)用。對于高銅促生長的作用機理，很可能是多種機制系統(tǒng)作用的結(jié)果，而不只限于單一機制的作用。另外，銅促生長的作用機制要求有更多的銅從腸道吸收入血，并運送到組織發(fā)揮作用，而目前飼料中最常用的無機硫酸銅源，具有易吸潮結(jié)塊、不便加工貯存，易破壞維生素且吸收率低的缺點；同時，研究顯示，有機銅源較無機銅源的效果更好 這便提示了營養(yǎng)研究者有必要研制高效吸收利用的新型有機銅源，探尋具與高銅促生長效應(yīng)類似的無瀉染替代添加物，以便更大程度的發(fā)揮其促生長效應(yīng)和避免可能的環(huán)境污染。