微量元素硒作為飼料添加劑在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

李蓉　朱云芬　陳瀟飛　譚德俊　馬進(jìn)

摘要：硒是一種人體和動(dòng)物機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育必不可少的微量營(yíng)養(yǎng)素，在動(dòng)物的吸收代謝、生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖、免疫以及臨床保健等方面起關(guān)鍵作用。在家畜和家禽飼料中添加一定劑量的硒對(duì)其健康具有重要意義。據(jù)報(bào)道，中國(guó)有約3/4的地域?qū)儆诘臀鴧^(qū)或缺硒區(qū)，超過(guò)3/5的地域所生產(chǎn)的飼料原料中含硒量<0.05 mg/kg，根本無(wú)法滿足畜禽的生長(zhǎng)發(fā)育需求。由此可見(jiàn)，微量元素硒作為一種飼料添加劑在畜禽養(yǎng)殖上應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。綜述了微量元素硒的生物學(xué)功能，硒補(bǔ)充劑的分類以及硒作為飼料添加劑在不同種動(dòng)物生產(chǎn)上的應(yīng)用等方面。

關(guān)鍵詞：微量元素硒;飼料添加劑;生物學(xué)功能;畜禽;養(yǎng)殖

中圖分類號(hào)：S816.7? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）22-0015-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.22.003? ? ? ? ? ?開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Application of trace element selenium as feed additive in livestock and poultry breeding

LI Rong1，2，3，ZHU Yun-fen1，2，3，CHEN Xiao-fei1，2，3，TAN De-jun1，2，3，MA Jing1，2，3

（1.Enshi Tujia and Miao Autonomous Prefecture Academy of Agricultural Sciences，Enshi 445002，Hubei，China;

2.Hubei Selenium Industry Technology Research Institute，Enshi 445002，Hubei，China;

3.Enshi Qingjiang Biological Engineering Limited Company，Enshi 445002，Hubei，China）

Abstract： Selenium is an essential microelement for human and animal growth and development， which plays a key role in animal metabolism， growth， reproduction， immunity and clinical health care.Adding a certain dose of selenium to livestock and poultry feed is important for their health.It is reported that about three-fourths of the regions in China belong to low selenium areas or selenium deficiency areas. Selenium content in feed feedstock produced in more than 3/5 regions is less than 0.05 mg/kg， so that the growth and development requirements of the livestock and poultry cannot be met. Therefore， as a kind of feed additive， trace element selenium has been widely used in livestock and poultry production. The biological functions of trace element selenium， the classification of selenium supplements and the application of selenium as a feed additive in the production of different species of animals were reviewed.

Key words： microelement selenium; feed additive; biological function; livestock and poultry; breeding

早在1973年，世界衛(wèi)生組織（WHO，World Health Organization）就宣布硒屬于人和動(dòng)物的必需微量元素。它與動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育、免疫健康及疾病代謝等方面密切相關(guān)。缺乏硒會(huì)導(dǎo)致家畜和家禽的生理功能障礙，從而導(dǎo)致畜禽疾病的發(fā)生，如家禽的缺硒性骨骼肌損傷、白肌病和胰腺纖維的惡化，豬的發(fā)情紊亂、肝壞死和桑葚心以及牛羊的營(yíng)養(yǎng)不良、肌肉抽搐等，還會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育緩慢、繁殖性能降低[1]。隨著對(duì)硒生物學(xué)功能研究的深入，給畜禽補(bǔ)加硒也成為一種常見(jiàn)現(xiàn)象，硒補(bǔ)充劑被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)生產(chǎn)中。當(dāng)前，在畜禽飼料中應(yīng)用常見(jiàn)的硒主要有無(wú)機(jī)硒、有機(jī)硒和納米硒3種形式。硒補(bǔ)充劑根據(jù)其不同形態(tài)，在動(dòng)物體內(nèi)的吸收、消化代謝以及畜產(chǎn)品的安全性、效果評(píng)價(jià)等方面均存在差異，因此關(guān)于硒的應(yīng)用和研究也具有廣闊前景。

1? 硒的生物學(xué)功能

1.1? 硒對(duì)動(dòng)物抗氧化性能的影響

硒主要通過(guò)硒蛋白發(fā)揮其生理功能，硒蛋白在正常生理pH下起到氧化還原催化劑的作用。如硒是谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）和磷脂氫谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（PHG-Px）的重要組分和活性中心[2]。微量元素硒與蛋白質(zhì)結(jié)合形成硒蛋白，硒蛋白會(huì)抑制脂質(zhì)過(guò)氧化，并清除代謝產(chǎn)物自由基，發(fā)揮其抗氧化作用，進(jìn)一步保障機(jī)體膜結(jié)構(gòu)和功能的完整性。

1.2? 硒對(duì)動(dòng)物免疫性能的影響

硒在機(jī)體的免疫系統(tǒng)中也起重要作用。硒多糖及硒蛋白作為生物機(jī)體內(nèi)的活性物質(zhì)具有高度抗氧化性能，可消除自由基，預(yù)防或減少氧化損傷，保護(hù)生物膜結(jié)構(gòu)，抵御外來(lái)病原的侵害，進(jìn)而使機(jī)體免疫機(jī)能得到提高。此外，硒對(duì)機(jī)體免疫功能的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，硒會(huì)參與甲狀腺素的合成及分泌，通過(guò)影響淋巴細(xì)胞及胸腺細(xì)胞的生成，進(jìn)一步影響免疫應(yīng)答[3];其次，硒元素在機(jī)體內(nèi)會(huì)刺激免疫球蛋白（IgM、IgG和IgA）的生成，促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖，從而增強(qiáng)動(dòng)物的體液免疫功能;最后，硒能促進(jìn)免疫系統(tǒng)抗體、補(bǔ)體的形成，進(jìn)一步增強(qiáng)機(jī)體抗病能力[4]。

1.3? 硒對(duì)動(dòng)物繁殖性能的影響

微量元素硒在生物體內(nèi)的量也會(huì)在一定程度上影響動(dòng)物生產(chǎn)性狀和繁殖性能。究其原因，硒作為雄性動(dòng)物精子內(nèi)線粒體外膜硒蛋白的關(guān)鍵組成成分，對(duì)于保證精子細(xì)胞結(jié)構(gòu)和機(jī)能的完整性必不可少[5]。此外，機(jī)體內(nèi)硒元素的含量會(huì)影響精子形態(tài)及其活力，進(jìn)而降低雌性受胎率，影響動(dòng)物授精，導(dǎo)致胎衣滯留，子宮內(nèi)膜炎的發(fā)病率升高。因此，如果動(dòng)物機(jī)體內(nèi)硒元素缺乏，會(huì)嚴(yán)重影響其繁殖代謝[6]。

2? 硒補(bǔ)充劑的分類

在畜禽養(yǎng)殖中由于飼料硒缺乏而引起的動(dòng)物生產(chǎn)性能和繁殖性能下降的情況屢見(jiàn)不鮮。因此，為了達(dá)到最優(yōu)的生產(chǎn)性能，必須精確地滿足動(dòng)物對(duì)硒的需要，以預(yù)防硒缺乏的發(fā)生，這也是現(xiàn)代畜牧業(yè)生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要舉措。目前，根據(jù)硒在生物體內(nèi)代謝的不同形式，硒補(bǔ)充劑被分成無(wú)機(jī)硒和有機(jī)硒。

無(wú)機(jī)硒指的是無(wú)機(jī)硒化合物，包括不同價(jià)態(tài)的硒化物Se4+（亞硒酸鹽）、硒酸鹽Se6+（硒酸鹽）、Se0（單質(zhì)硒）及Se2-（硒化合物）等，亞硒酸鈉是目前世界上應(yīng)用最廣泛的，而且被普遍接受的無(wú)機(jī)硒添加劑。在全球范圍內(nèi)，美國(guó)是世界上第一個(gè)將硒元素作為飼料添加劑應(yīng)用到畜禽生產(chǎn)中的國(guó)家，之后有更多的國(guó)家研發(fā)出“硒磚鹽”作為畜禽的硒補(bǔ)充劑。

在中國(guó)也有將硒和維生素E制成復(fù)合添加劑使用的情況。但是無(wú)機(jī)硒中的亞硒酸根離子易氧化，生物吸收利用率極低，且會(huì)與其他礦物質(zhì)發(fā)生拮抗作用，對(duì)機(jī)體產(chǎn)生毒性，導(dǎo)致體內(nèi)硒沉積和儲(chǔ)存能力差。因此，在畜禽日糧中添加無(wú)機(jī)硒不僅可能對(duì)動(dòng)物造成潛在毒害作用，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，最終達(dá)不到理想的補(bǔ)硒效果，這也就導(dǎo)致了無(wú)機(jī)硒在飼料應(yīng)用中的局限性，不能得到很好的推廣。

有機(jī)硒則是指在有機(jī)體內(nèi)通過(guò)生物代謝活動(dòng)將硒和氨基酸聯(lián)合，所產(chǎn)生的有機(jī)化合物（如硒蛋氨酸、硒半胱氨酸等）及含硒的生物活性大分子（如谷胱甘肽過(guò)氧化物酶家族、硒蛋白等）。除此之外，目前在實(shí)際生產(chǎn)中常常用到的有機(jī)硒添加劑還包括酵母硒（生物硒）。有機(jī)硒和無(wú)機(jī)硒比較起來(lái)，其毒副作用低，特別是生物硒的毒性會(huì)更小[7]。因此，有機(jī)硒具有低量高效、易被動(dòng)物機(jī)體吸收利用的優(yōu)點(diǎn)，且在增強(qiáng)機(jī)體抗氧化性能、免疫機(jī)能以及抵抗熱應(yīng)激等方面均有顯著優(yōu)勢(shì)[8]。

有研究報(bào)道，有機(jī)硒的建議日補(bǔ)充量為5～10 mg[9]。2009年中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部頒布《飼料添加劑安全使用規(guī)范》公告中明確指出，可將生物酵母硒作為家畜和家禽的飼料添加劑使用，這一舉措也預(yù)示著未來(lái)畜禽微量元素飼料添加劑的添加形式正在由無(wú)機(jī)向有機(jī)微量元素轉(zhuǎn)變[10]，有機(jī)硒作為一種高品質(zhì)、高活性、低毒性的硒源，其應(yīng)用價(jià)值逐漸被養(yǎng)殖業(yè)所認(rèn)可[11]。

近幾年隨著化學(xué)合成和檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，納米硒作為一種富硒添加劑也成為研究熱點(diǎn)。納米硒是一種納米級(jí)別的單質(zhì)元素硒，它的核心是蛋白質(zhì)，外周包裹著元素硒作為其膜結(jié)構(gòu)，粒徑一般在80 nm以內(nèi)。納米硒也是無(wú)機(jī)元素硒，除了具有有機(jī)硒的生物功效活性優(yōu)點(diǎn)以外，它還擁有一定的納米小顆粒效應(yīng)，可吸收和利用性更強(qiáng)[12]。

3? 無(wú)機(jī)硒和有機(jī)硒的吸收代謝

研究表明，有機(jī)硒和無(wú)機(jī)硒由于其結(jié)構(gòu)組成存在差異，在機(jī)體內(nèi)的吸收機(jī)制和代謝途徑存在不同，其生物活性、功能及生物利用度等方面也存在很大的區(qū)別。有研究指出，即使攝入無(wú)機(jī)硒的1/10用量的有機(jī)硒時(shí)，機(jī)體血液中含硒量也是無(wú)機(jī)硒的20倍，這也說(shuō)明有機(jī)硒在生物機(jī)體內(nèi)的儲(chǔ)蓄能力更強(qiáng)[7]。

在動(dòng)物體內(nèi)，有機(jī)硒和無(wú)機(jī)硒都轉(zhuǎn)化為相同的硒化物中間體，并且硒化物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硒蛋白以發(fā)揮其生物學(xué)功能。兩者的區(qū)別主要有：無(wú)機(jī)硒在小腸中以吸收效率不高的被動(dòng)擴(kuò)散形式所吸收，然后在還原型輔酶Ⅱ、輔酶A、腺苷-5-三磷酸以及鎂的作用下，轉(zhuǎn)化成硒化物，隨后在血液中和蛋白質(zhì)結(jié)合并轉(zhuǎn)運(yùn)到肝臟，最終轉(zhuǎn)化為硒蛋白。此外，無(wú)機(jī)硒在肝臟中被吸收，然后轉(zhuǎn)移到其他組織中進(jìn)行利用。過(guò)量的硒會(huì)被運(yùn)送到腎臟，以尿液的形式排出，一些未被吸收的硒則通過(guò)糞便排出，最終給環(huán)境帶來(lái)污染。有機(jī)硒吸收和代謝的主要方式是與氨基酸通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸相結(jié)合，通過(guò)腸壁吸收或利用，或與多糖和核酸結(jié)合。形成含硒多糖和含硒核酸，在生物體內(nèi)形成含硒生物大分子[13]。此外，有機(jī)硒的過(guò)量部分可以進(jìn)入紅細(xì)胞血紅蛋白和血漿的白蛋白，形成硒庫(kù)。由此看來(lái)，有機(jī)硒比無(wú)機(jī)硒更容易被吸收和利用，因而可以更好地發(fā)揮其生物效應(yīng)。

4? 硒補(bǔ)充劑在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究

4.1? 硒補(bǔ)充劑在反芻動(dòng)物養(yǎng)殖中的應(yīng)用

有研究表明，給奶牛飼喂適宜劑量的有機(jī)硒——酵母硒，牛乳中硒濃度有顯著提高[14]。同時(shí)，Rabiee等[15]研究發(fā)現(xiàn)，在奶牛產(chǎn)前階段及產(chǎn)后泌乳期給奶牛飼喂有機(jī)硒，能有效提高奶牛乳品質(zhì)，包括乳脂和乳蛋白濃度。硒除了能提高奶牛乳品質(zhì)之外，對(duì)奶牛的生理免疫機(jī)能也有一定程度的促進(jìn)效果。黃志堅(jiān)等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在奶牛日糧中添加富硒酵母，奶牛血液中淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化率提高，T淋巴細(xì)胞百分率增多，子宮內(nèi)膜炎的發(fā)病率也有所降低[17]，這些都說(shuō)明硒能增強(qiáng)動(dòng)物的抗病能力。此外，還有研究報(bào)道，硒對(duì)反芻動(dòng)物的繁殖能力也會(huì)產(chǎn)生作用。給種公牛補(bǔ)飼一定劑量的有機(jī)硒，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其精子活力有顯著增加，進(jìn)一步提高了公牛繁殖力[18]。對(duì)于硒添加量美國(guó)FAD（Food and Drug Administration）規(guī)定，每頭肉牛的硒添加量不能高于1.0 mg/kg（推薦奶牛日糧硒添加量為0.3 mg/kg）。此外，有機(jī)硒在反芻動(dòng)物體內(nèi)的吸收代謝率要顯著優(yōu)于無(wú)機(jī)硒，因此，給反芻動(dòng)物補(bǔ)飼有機(jī)硒能更好地提高畜產(chǎn)品中硒的含量。

4.2? 硒補(bǔ)充劑在肉豬養(yǎng)殖中的應(yīng)用

給豬補(bǔ)飼適宜劑量的微量元素硒能有效提高豬肉質(zhì)量，增加豬肉的抗氧化能力，進(jìn)一步改善肉質(zhì)。蔣宗勇等[19]研究顯示，在育肥豬日糧內(nèi)增加0.3 mg/kg硒代蛋氨酸，顯著提高了育肥豬肉色紅度值，與此同時(shí)顯著降低了肉色亮度值，改善了豬肉色澤，延長(zhǎng)了豬肉的貨架期，使肉色得到了顯著提升。羅文有等[20]試驗(yàn)結(jié)果表明，在日糧中添加0.3 mg/kg的酵母硒，增強(qiáng)了豬肉保水能力，顯著降低了滴水損失，明顯改善了豬肉肉色，該研究也進(jìn)一步證明酵母硒具有提高豬肉品質(zhì)的作用。

除了能改善豬肉品質(zhì)之外，微量元素硒對(duì)商品豬的生長(zhǎng)發(fā)育繁殖也具有重大意義。研究發(fā)現(xiàn)，在育肥豬飼料中添加適量的納米硒或酵母硒，均能顯著提高肉豬的平均日采食量（ADFI）和平均日增重（ADG），對(duì)商品豬的生長(zhǎng)發(fā)育有著積極的促進(jìn)效果[21-23]。

據(jù)中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部第1224號(hào)公告根據(jù)《飼料和飼料添加劑管理?xiàng)l例》相關(guān)規(guī)定指出，豬配合飼料或全混合飼糧中的推薦硒（無(wú)論是無(wú)機(jī)硒亞硒酸鈉還是有機(jī)硒酵母硒等）添加量為0.1～0.3 mg/kg，最高不能超過(guò)0.5 mg/kg。

4.3? 硒補(bǔ)充劑在家禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

硒作為家禽必需微量元素，在畜禽生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。硒與家禽生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖及免疫等功能密切相關(guān)，缺乏時(shí)會(huì)引起家禽肌營(yíng)養(yǎng)不良、滲出性素質(zhì)和白肌病[24]。

研究表明，在肉仔雞日糧中添加酵母硒能改善其生產(chǎn)性能，提高飼料利用率，降低料肉比，促進(jìn)肉仔雞的生長(zhǎng)發(fā)育;除此之外，硒補(bǔ)充劑還能作為畜禽抗熱應(yīng)激劑，提高機(jī)體抗氧化能力，緩解夏季高溫高濕造成的家禽熱應(yīng)激反應(yīng)[25，26]。在蛋雞日糧中添加硒補(bǔ)充劑，還能提高其產(chǎn)蛋性能，生產(chǎn)富硒雞蛋，增加蛋的營(yíng)養(yǎng)水平及經(jīng)濟(jì)價(jià)值[27]。

隨著人們對(duì)硒生物學(xué)活性及其在機(jī)體內(nèi)的吸收代謝機(jī)理的認(rèn)識(shí)更加明確，將微量元素硒作為飼料添加劑應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)中也更為普遍。目前，有學(xué)者研究將硒作為飼料添加劑加入到水產(chǎn)動(dòng)物飼料中，也得到了不錯(cuò)的效果，由此看來(lái)硒作為水產(chǎn)飼料添加劑的應(yīng)用前景也十分巨大。不管是無(wú)機(jī)硒、有機(jī)硒還是納米硒，對(duì)不同動(dòng)物及同種動(dòng)物的不同生理發(fā)育階段的作用效果均存在較大差異，而且目前世界上許多發(fā)達(dá)國(guó)家已禁止無(wú)機(jī)硒作為飼料添加劑的使用，納米硒對(duì)畜禽硒蛋白表達(dá)機(jī)制還尚未研究清楚，其生物學(xué)功能還需進(jìn)一步探索。因此，關(guān)于不同形態(tài)的硒添加劑的具體使用量及其在畜禽體內(nèi)代謝機(jī)制具有重要研究意義，也是今后主要的研究方向之一。

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