微量元素鐵在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

這個題目我認為大家會覺得比較耳熟能詳，常常聽到。目前，微量元素氨基酸螯合物慢慢地取代前幾年非常紅火的酶制劑。剛回國內(nèi)沒多久，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)的畜牧產(chǎn)業(yè)正在快速發(fā)展，我非常高興。今天我的報告分為四部分。

1 微量元素分類、優(yōu)越性

圖1是飼料的組成部分，其中玉米、豆粕、麩皮占飼料總成分的70 %～80 %，接下來是維生素和添加劑占13 %，微量元素占1 %，其實在現(xiàn)場有時還達不到1 %，但這1 %卻起到關(guān)鍵性作用。接下來我為大家介紹這一關(guān)鍵性作用。

微量元素含鐵、銅、鋅、錳、碘、硒、鈷和鉻，這些元素在預(yù)混料中都會添加。那么，它們在細胞階段的作用是什么？以鐵為例，在線粒體的電子傳遞鏈中，鐵是細胞階段中生化反應(yīng)的重要元素，在能量代謝上扮演重要角色，包括作為輔因子、結(jié)構(gòu)物和活化物的部分。在生長階段，這些微量元素可以促進骨骼生長以及激素合成。在生殖階段，微量元素與后備母豬和經(jīng)產(chǎn)母豬發(fā)情有非常大的關(guān)系，與胚胎的著床數(shù)、產(chǎn)仔數(shù)、乳汁組成、仔豬活力也有相當重要的關(guān)系。在生產(chǎn)階段，微量元素可以提高采食量、降低料肉比、提高肉品質(zhì)。我將這比作小小東西有大大效果，因此我們要好好地使用它們。同時添加太多也會造成毒性作用。

1.1 微量元素的存在形式

微量元素的存在形式分為有機和無機。近年來，有機微量元素又出現(xiàn)了一種新形式，稱為螯合物或絡(luò)合物。螯合物比第一代的無機、第二代的有機微量元素的性能要好。美國飼料管理協(xié)會在2005年對有機微量元素（螯合物）進行分類：礦物質(zhì)與特殊氨基酸復(fù)合物、礦物質(zhì)與氨基酸復(fù)合物、氨基酸螯合礦物質(zhì)、蛋白類礦物質(zhì)、礦物質(zhì)與多糖類復(fù)合物、丙酸類礦物質(zhì)。

1.2 氨基酸螯合礦物質(zhì)優(yōu)越性

1.2.1吸收率更高

5種不同成分鐵對比，甘氨酸亞鐵有較高的吸收率，接近80 %。一般飼料中會添加較便宜的鐵，如硫酸亞鐵，經(jīng)濟又實用，吸收率為20 %左右。甘氨酸亞鐵的吸收率比硫酸亞鐵高出約4倍（圖2）。甘氨酸亞鐵的吸收率為什么這么好？其他微量元素在體內(nèi)以離子態(tài)被吸收，需要通過離子通道，但體內(nèi)濃度比腸道高，因此這個通道走不通。而螯合礦物質(zhì)會經(jīng)過另外一個通道——氨基酸通道。氨基酸螯合微量元素可以利用氨基酸通道，提高吸收率。

1.2.2 生物學效價高

無機鐵不能通過胎盤被吸收。根據(jù)國外研究報告，氨基酸螯合鐵可以通過胎盤直接進入發(fā)育中的豬胚胎。研究表明，胎兒體內(nèi)含鐵量高可降低初生仔豬死亡率，提高初生重及斷奶重。這么好的吸收率可能是因為肽轉(zhuǎn)運系統(tǒng)。Liang等（1995）在人的胎盤中檢測到PepT1 mRNA，但目前對于豬胎盤的肽轉(zhuǎn)運系統(tǒng)還不是很清楚。

表1是派斯德公司進行的母源鐵對仔豬肝臟鐵含量的分析。第一組FeSO4·7H2O，第二組甘氨酸螯合鐵，相同的母豬頭數(shù)。結(jié)果顯示，第一組仔豬的平均初生重1.10 kg，第二組平均初生重1.39 kg。出生后平均肝鐵含量：第一組是640 μg/mg，第二組是1 221μg/mg，足足增加了91 %。7 d后仔豬體內(nèi)鐵含量下降，但是甘氨酸螯合鐵還是增加85 %。甘氨酸螯合鐵在仔豬出生時通過胎盤進入仔豬體內(nèi)，相比體內(nèi)原有的要多，所以超越了屏障才能有特殊的功能性。

1.2.3 穩(wěn)定性高

植酸存在于植物的細胞壁，飼料中含有很多植酸，然而動物不能將其消化，因此無法利用植酸中的磷，必須額外添加無機磷，這樣不僅造成飼料成本提高，而且無機磷吸收率較低，很大部分又被排出。植酸酶可以破壞植酸結(jié)構(gòu)，從而有利于動物吸收植酸中的磷，無需再添加無機磷。

植酸除了會結(jié)合體內(nèi)的營養(yǎng)外，還會結(jié)合二價離子。無機微量元素在體內(nèi)必須變成離子態(tài)才能夠被吸收，而二價離子態(tài)微量元素很容易被植酸結(jié)合，導(dǎo)致其不易被動物吸收。甘氨酸螯合鐵不與體內(nèi)其他物質(zhì)結(jié)合，因此有較高的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性高也代表吸收和利用的價值被提高。

1.2.4 較高的抗病和抗應(yīng)激作用

微量元素氨基酸螯合物具有增強抗菌能力、提高免疫應(yīng)答反應(yīng)、促進動物細胞和體液免疫力的功效，對某些腸炎、皮炎、痢疾和貧血也有治療作用；還具有良好的抗應(yīng)激功能，在接種、去勢、氣溫過高和日糧變更等應(yīng)激條件下，有良好的作用效果。

1.2.5 減少對環(huán)境及土地污染

在豬飼料中添加大量無機礦物質(zhì)，如銅、鋅，這些礦物質(zhì)會不會全部被吸收？結(jié)果證明不會，而會隨糞便排出體外，造成環(huán)境污染，影響動物健康和畜產(chǎn)品安全。如果未來我們吃的肉都有重金屬污染你還敢吃嗎？另外，在常規(guī)日糧中，以氨基酸螯合物形態(tài)存在的微量元素，其吸收率大約是無機態(tài)微量元素的4倍?，F(xiàn)在許多研究單位都在研究這方面，降低無機礦物質(zhì)的量是未來發(fā)展方向。

1.2.6 安全性高，適口性好

微量元素氨基酸螯合物作為體內(nèi)生化過程的中間產(chǎn)物，對機體產(chǎn)生的毒副作用小，安全性高，微量元素氨基酸螯合物的半數(shù)致死量遠遠大于無機鹽。

一般無機微量元素適口性較差，微量元素氨基酸螯合物克服了這方面的缺點，由于含有大量氨基酸，具有氨基酸特有的鮮香味，適口性好，具有誘食作用，易被動物采食，利于胃腸道的吸收利用，同時可增強動物體內(nèi)生物酶的活性，提高蛋白質(zhì)、脂肪和維生素的利用率，大大促進了動物生長性能的發(fā)揮。

氨基酸螯合礦物質(zhì)確實比無機礦物質(zhì)的利用效果好，但由于價格很高未能在生產(chǎn)上廣泛利用。

派斯德、奧特奇、金寶等企業(yè)都在生產(chǎn)氨基酸螯合礦物質(zhì)，價格高的主要原因是生產(chǎn)工藝成本高。

2 氨基酸螯合鐵吸收機理

氨基酸螯合礦物質(zhì)的吸收可能是通過氨基酸或肽的吸收方式：a. 小肽可以直接轉(zhuǎn)運入小腸細胞，完整地被吸收入血液。b. 小肽可以在小腸細胞中分解成氨基酸。c. 氨基酸可以被轉(zhuǎn)運入小腸細胞內(nèi)，鐵或微量元素被釋放出。

日糧蛋白質(zhì)進入胃后，首先胃蛋白酶將其分解，進入十二指腸前段時，胰蛋白酶以及一些分解酶將飼料中的蛋白質(zhì)分解成寡肽和氨基酸。寡肽包括二肽和三肽，二肽和三肽如何被十二指腸吸收呢？又如何進入血液？這養(yǎng)豬者來說可能那么重要，他們只需把豬養(yǎng)好。但是對我們研究人來說，很好奇，到底是什么原因吸收得這么好。其實在1994年人醫(yī)已經(jīng)找到小腸刷狀緣膜上的肽轉(zhuǎn)運蛋白（Peptide Transporter 1，PepT1），Shiraga等（1999）試驗表明，在小鼠標準日糧中添加二肽（Gly-Phe），飼喂3 d，能增加PepT1基因表達。Hong Chen等（2005）在雞試驗中配置不同的日糧蛋白水平（粗蛋白含量分別為12 %、18 %和24 %），各處理組采食量相同。結(jié)果顯示，隨著蛋白采食的增加，PepT1基因表達升高。

高蛋白日糧可以增加腸道中二肽、三肽和氨基酸的濃度，這些產(chǎn)物作為PepT1基因表達的信號因子，會增加小腸刷狀緣膜上的肽轉(zhuǎn)運蛋白的濃度，最終促使肽轉(zhuǎn)運增加。

研究不同腸段PepT1 mRNA的表達量，結(jié)果顯示在十二指腸、空腸、回腸中，其在十二指腸的表達量最高。

分別使用實時熒光定量PCR（Realtime PCR）和蛋白免疫印跡法（Western blotting）檢測基因mRNA表達以及蛋白質(zhì)表達量。這兩種方法在實驗室中應(yīng)用比較普遍，操作簡單。培養(yǎng)豬小腸上皮細胞，分別加入甘氨酸螯合鐵和硫酸亞鐵培養(yǎng)36 h，然后收集細胞，檢測DMT-1 mRNA和PepT1 mRNA的表達（圖3），結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩組之間PepT1 mRNA的表達量差異性顯著，DMT-1 mRNA的表達量差異性不顯著。

比較腸道中PepT1蛋白質(zhì)的表達量，發(fā)現(xiàn)24 h、36 h都有極顯著差異，因此甘氨酸螯合鐵在小腸細胞膜上的運輸可能與PepT1轉(zhuǎn)運蛋白有關(guān)（圖4）。

結(jié)果證明PepT1是由2～3個氨基酸組成的小肽，由與氫離子結(jié)合的主動運輸被表皮細胞吸收，再被分解成氨基酸。

3 氨基酸螯合鐵在養(yǎng)豬（母豬、仔豬、育肥豬）生產(chǎn)階段的應(yīng)用

鐵是紅細胞中血紅蛋白的組成成分，是肌肉中肌紅蛋白的組成成分，為細胞色素的主要成分，還是體內(nèi)許多酵素的組成成分[細胞色素C、細胞色素氧化酶、細胞色素還原酶、過氧化物酶、過氧化氫酶、還原型煙酰腺嘌呤二核苷酸（NADH）脫氫酶]。鐵在十二指腸被吸收后，存儲在肝臟，在脾臟重新再利用。豬對鐵的需求很高，但不能添加太多。

鐵缺乏對豬產(chǎn)生的影響：造成母豬貧血，血氧代謝差，肌肉無力，產(chǎn)程長，懷孕初期乳腺發(fā)育不良，奶水不足，影響初生重及斷奶重；造成仔豬缺鐵性貧血，血氧代謝差，生長速度慢，皮膚蒼白，容易拉稀，發(fā)病及死亡率高。結(jié)果表明甘氨酸螯合鐵可以提高吸收率，提高生物利用率，提高免疫及抗應(yīng)激能力，同時提供微量元素和氨基酸的雙重營養(yǎng)作用，增加血氧代謝能力。

兩個氨基酸的螯合物，分子最小，最容易吸收；同時供應(yīng)鐵和造血所需的甘氨酸；具備良好的緩沖能力，使腸道維持正常的pH；可迅速轉(zhuǎn)化更多的血紅素，攜帶更多的氧氣。

氨基酸螯合鐵可提高母豬的繁殖性能，改善母豬體況，提高母豬及自主血紅蛋白含量，防止仔豬貧血、腹瀉，提高仔豬初生重、存活率、斷奶重。氨基酸螯合鐵還可提高仔豬采食量，加快生長速度，增加日增重，降低料肉比，降低腹瀉率。氨基酸螯合鐵也可提高育肥豬采食量，提高日增重，降低料肉比，增加瘦肉率，肉質(zhì)鮮紅，提高經(jīng)濟效益。

4 未來展望

讓營養(yǎng)成分在正確的地方做正確的事。試驗結(jié)果不同，表明不同動物、不同日糧營養(yǎng)、不同生理條件都會影響機體對微量元素的需要量。Dijkhuizen等（1989）指出正確使用螯合礦物質(zhì)可提升母豬的生產(chǎn)潛能16 %以上。未來微量元素螯合礦物質(zhì)有可能是改善飼料的核心動力。

派斯德一直走在時代的尖端，可以看到氨基酸螯合礦物質(zhì)正在控制基因轉(zhuǎn)錄、翻譯，調(diào)節(jié)基因表達，可以更有效地提高和控制動物生長，派斯德提供能讓消費者安心的動物產(chǎn)品——動物營養(yǎng)基因體學。

在未來，隨著我們對氨基酸螯合礦物功能的更加了解，必定能創(chuàng)造出更高的價值。