日糧銅水平對(duì)豬生長(zhǎng)性能及組織銅沉積的影響研究

蒙洪嬌，張春壘，朱世馨，劉則學(xué)

（中糧家佳康（吉林）有限公司，吉林 長(zhǎng)嶺 131506）

硫酸銅是一種價(jià)格低廉的無(wú)機(jī)微量元素，也是哺乳動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中不可或缺的元素，銅易于在肝臟，肌肉和組織中蓄積[1]。但我國(guó)豬飼料中添加硫酸銅較為普遍，NRC（1998）明確規(guī)定生長(zhǎng)育肥豬日糧中銅的添加量需求僅為5～6 mg·kg-1，農(nóng)業(yè)部公告第2625號(hào)明確規(guī)定30～60 kg生長(zhǎng)育肥豬銅的最高限量從150 mg·kg-1降到25 mg·kg-1，只有原來(lái)的17%，能夠有效促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)及達(dá)到抗菌作用。銅對(duì)豬的促生長(zhǎng)作用可能是與銅的溶解度息息相關(guān)[2-4]。研究表明，有機(jī)銅在家禽、豬、羊、牛的相對(duì)生物學(xué)利用度范圍在88%～147%。也有研究表明，補(bǔ)充較高水平的硫酸銅使其排泄物中銅濃度較高而引起環(huán)境污染，糞便中高銅濃度抑制了正常的發(fā)酵過(guò)程，使得銅在土壤中的蓄積引起環(huán)境問(wèn)題[5]。

1 日糧銅水平與不同生長(zhǎng)階段豬生長(zhǎng)性能的量效關(guān)系

1.1 劑量反應(yīng)模擬技術(shù)

由于銅缺乏與銅過(guò)量均會(huì)危害動(dòng)物健康，用劑量反應(yīng)曲線U型來(lái)表示不同生長(zhǎng)階段的豬生長(zhǎng)西性能與銅水平的量效關(guān)系，盡管確切的形式尚未被清晰地描述[6]。研究人員進(jìn)行了許多與銅元素有關(guān)的動(dòng)物研究與人類研究，并提供了大量的數(shù)據(jù)，從這些數(shù)據(jù)中能夠提取出適合于模擬銅攝入劑量反應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)[7]。通過(guò)分析可行的劑量反應(yīng)模擬策略，其中包括基于基準(zhǔn)劑量與分類回歸的模擬策略。目前，在了解銅中毒方面的有效性很難被評(píng)估，這是由于銅誘導(dǎo)的毒性機(jī)理尚未被完全闡明[8]。研究者提出了銅缺乏與銅過(guò)量所致的銅中毒的劑量反應(yīng)模擬策略[9]。該建模策略被應(yīng)用到銅中毒的多個(gè)研究中，并在不良健康成果的嚴(yán)重性方面進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)能夠反映個(gè)體研究的質(zhì)量與關(guān)聯(lián)性的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了選擇[10]。在進(jìn)行劑量反應(yīng)建模時(shí)，需要銅毒性的綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，這是由于任何單一研究的信息無(wú)法充分地描述銅劑量反應(yīng)曲線。劑量反應(yīng)建模策略用于確定銅缺乏或過(guò)量所致的毒性的數(shù)據(jù)能否用于確定人體或其他種類自我平衡范圍的限制。通過(guò)分析能夠確定低劑量外推值的替代技術(shù)，該策略能夠識(shí)別哪項(xiàng)技術(shù)最適合于此目的。本分析還用于識(shí)別需要其他數(shù)據(jù)來(lái)更好地定義銅缺乏與過(guò)量所致的毒性的劑量反應(yīng)關(guān)系特征的領(lǐng)域[11]。

1.2 對(duì)不同生長(zhǎng)階段豬生產(chǎn)性能的劑量反應(yīng)曲線模型

Shao等研究在5～25 kg生長(zhǎng)區(qū)間，當(dāng)銅攝入量達(dá)到150 mg·kg-1時(shí)，采食量以及增重量達(dá)到峰值，但FCR不會(huì)過(guò)多地被銅含量影響，在5～45 kg生長(zhǎng)期采食量及增長(zhǎng)速度數(shù)據(jù)升至125 mg·kg-1，但銅的影響并不明顯[12]。在20～45 kg生長(zhǎng)期以及45～90 kg（平均）生長(zhǎng)期，隨著銅含量的增加，生長(zhǎng)速度呈下降趨勢(shì)，在20～45 kg為生長(zhǎng)期，采食量下降，Cu含量增至125 mg·kg-1，但飼料轉(zhuǎn)化率（FCR）下降，當(dāng)Cu含量＞125 mg·kg-1，采食量增加，但FCR呈下降趨勢(shì)，45～45 kg生長(zhǎng)期該結(jié)論同樣適用，當(dāng)銅補(bǔ)充量達(dá)到150～200 mg·kg-1時(shí)，生長(zhǎng)情況將受到負(fù)面影響，尤其是在5～25 kg及5～45 kg生長(zhǎng)期尤為明顯[13]。在5～25 kg生長(zhǎng)期以及5～45 kg生長(zhǎng)期且攝入量控制在150～200 mg·kg-1時(shí)，采食量下降，而在其他生長(zhǎng)期，銅補(bǔ)充量達(dá)150 mg·kg-1時(shí)，采食量增加，在5～25 kg生長(zhǎng)期FCR指數(shù)不受銅影響，5～45 kg生長(zhǎng)期中，當(dāng)銅補(bǔ)充量＞150 mg·kg-1，F(xiàn)CR略微升高（P＞0.05），而其他兩個(gè)生長(zhǎng)期，當(dāng)銅攝入量達(dá)150 mg·kg-1，F(xiàn)CR無(wú)法判斷。所有生長(zhǎng)期中，飲食中銅的最佳攝入量應(yīng)控制在120～160 mg·kg-1，然而值得注意的是銅的補(bǔ)充僅在5～25 kg生長(zhǎng)期作用明顯，當(dāng)體重達(dá)到≥45 kg時(shí)，銅的飲食攝入量按推算需達(dá)到343 mg·kg-1，這個(gè)數(shù)值高得不切實(shí)際且超出銅含量的研究范圍[5]。

2 日糧銅水平對(duì)不同生長(zhǎng)階段豬組織銅沉積的影響

日糧中添加高劑量的銅大部分蓄積在動(dòng)物體內(nèi)，會(huì)影響動(dòng)物體組織殘留。研究表明，10～20 kg的仔豬，隨著日糧添加銅濃度的升高，仔豬的各組織臟器器官微量元素沉積呈線性增加，組織沉積量由肝臟＞腎臟＞肌肉＞心臟＞血漿，肝臟是銅蓄積量的主要器官[14]。當(dāng)日糧銅濃度達(dá)到200～300 mg·kg-1時(shí)，肝臟受損較為嚴(yán)重，如今，歐盟標(biāo)準(zhǔn)約12周豬的日糧中銅水平的添加量在25 mg·kg-1并且滿足仔豬生長(zhǎng)。根據(jù)代謝組學(xué)研究，日糧中銅添加量達(dá)到170 mg·kg-1即可滿足豬的最佳生長(zhǎng)性能[15]。隨著飼喂過(guò)高劑量的銅和飼喂時(shí)間的延長(zhǎng)，銅在肝細(xì)胞中的蓄積量越來(lái)越大，對(duì)肝細(xì)胞的功能漸漸產(chǎn)生不利影響[16]。銅蓄積程度為肝臟＞腎臟＞肌肉＞心臟＞血漿。研究表明，在日糧中添加銅含量100、150和250 mg·kg-1時(shí)，肝、腎銅含量隨著銅添加水平的升高而顯著升高（P＜0.05）；在心肌銅含量方面，添加250 mg·kg-1銅水平顯著高于添加100和150 mg·kg-1銅水平（P＜0.01）；在育肥階段，硫酸銅對(duì)豬的促生長(zhǎng)并不明顯（P＞0.05），在80 kg屠宰時(shí)，為保證肝臟中銅含量≤12 mg·kg-1時(shí)，日糧銅添加水平應(yīng)≤125 mg·kg-1，在育肥階段，硫酸銅對(duì)豬的促生長(zhǎng)并不明顯，在80 kg屠宰時(shí)，為保證肝臟中銅含量≤12 mg·kg-1時(shí)，日糧銅添加水平應(yīng)≤125 mg·kg-1，說(shuō)明血漿中銅、肝臟、腎臟、心臟、肌肉含銅量隨糧銅水平的升高而顯著增加（P＜0.05）[17]。

3 硫酸銅應(yīng)用現(xiàn)狀及前景

在韓國(guó)，在生長(zhǎng)豬日糧中硫酸銅水平已經(jīng)從250 mg·kg-1降至 134 mg·kg-1。 硫酸銅是無(wú)機(jī)飼料中較為廣泛的一種促生長(zhǎng)添加劑，但硫酸銅對(duì)豬生長(zhǎng)和體組織沉積量有一定影響，在仔豬階段飼喂硫酸銅有明顯的促生長(zhǎng)作用，但生長(zhǎng)和育肥階段生長(zhǎng)效果并不明顯，大部分隨糞便排出體外，從而影響友好型生態(tài)環(huán)境[17]。農(nóng)業(yè)部2625公告中的新規(guī)定仔豬（＜25 kg）使用的代乳料、保育料中銅添加量為125 mg·kg-1，生長(zhǎng)豬（＞25 kg）使用的小中大豬料25 mg·kg-1，公豬料、妊娠料、哺乳料等 25 mg·kg-1，總結(jié)得出，在保證豬生長(zhǎng)性能的同時(shí)又保證各組織器官不受損，其生長(zhǎng)豬最適硫酸銅添加量為40 mg·kg-1，育肥豬最適添加量為25～27 mg·kg-1，原因是飼喂過(guò)高水平銅的試驗(yàn)豬，其肝臟等組織中已蓄積多量的銅，臨床上表現(xiàn)為剩料、被毛粗亂、精神不振、不愛(ài)走動(dòng)和嗜睡等癥狀。豬肉品質(zhì)下降，肉中銅、鋅殘留量過(guò)高。

土壤中的礦物質(zhì)的積累可導(dǎo)致植物毒性，歐洲已經(jīng)限制飼料中添加微量元素礦物質(zhì)的添加量，找出更加環(huán)保的微量元素，有研究表明，低劑量小膚銅和復(fù)合氨基酸鰲合銅對(duì)生長(zhǎng)豬的促生長(zhǎng)效果與高劑量硫酸銅無(wú)顯著差異。未來(lái)尋找替代硫酸銅促生長(zhǎng)添加劑成為可能，但考慮飼料成本的問(wèn)題，是否保證在經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益雙重標(biāo)準(zhǔn)下銅的最適添加量及有機(jī)銅替代無(wú)機(jī)銅成為可能，大量的文獻(xiàn)報(bào)道中，未來(lái)開發(fā)有機(jī)銅替代無(wú)機(jī)銅成為可能。蛋氨酸銅形式的有機(jī)銅（蛋氨酸銅）螯合物更易被吸收，這可以節(jié)省銅資源，減少銅排泄，改善環(huán)境。無(wú)論是硫酸銅和蛋氨酸銅兩者均提高干物質(zhì)的消化率。因此，考慮到補(bǔ)充蛋氨酸銅可以減輕糞便酸度、腹瀉的發(fā)生率、糞便銅濃度，這種形式的銅添加劑可能比CuSO4補(bǔ)充劑更環(huán)保。

我國(guó)有機(jī)銅飼料替代無(wú)機(jī)銅飼料的利用仍任重道遠(yuǎn)，雖然有機(jī)飼料技術(shù)已取得了較大進(jìn)展，但其價(jià)格昂貴，且研究成果未能有效產(chǎn)業(yè)化[18-19]。在加大基礎(chǔ)研究力度的同時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步結(jié)合環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，提高我國(guó)有機(jī)銅作為飼料的促生長(zhǎng)添加劑的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

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