寡二糖螯合微量元素對肉雞生產(chǎn)性能、微量元素代謝和抗氧化性能的影響

王 鑫，楊在賓，周建群，李丹丹，李鵬飛，劉凱紅，張銀鳳，楊維仁，姜淑貞*

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 動物科技學(xué)院 山東省動物生物工程與疾病防治重點實驗室，山東 泰安 271018；2.南寧市澤威爾飼料有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530221)

微量元素是動物生長發(fā)育的重要營養(yǎng)物質(zhì)，也是動物體內(nèi)多種酶的重要組成部分，對動物機(jī)體代謝和健康發(fā)育起著十分重要的作用[1-2]。與傳統(tǒng)的無機(jī)微量元素相比，有機(jī)微量元素具有生物學(xué)利用率高和減少環(huán)境污染等優(yōu)勢[3-7]。研究表明，銅-殼聚糖納米顆粒(100 mg/kg)可以提高肉仔雞的生長性能[8]，羥基蛋氨酸螯合鋅(60 mg/kg)能夠提高1～6周齡肉仔雞的生長性能[9]。通過甘蔗糖蜜與硫酸銅、鋅、錳、鐵螯合制備的寡二糖螯合微量元素，能夠滿足肉雞對多種微量元素的需要，可以取代無機(jī)微量元素，其純度高，穩(wěn)定性好，安全無污染[10]。然而，寡二糖螯合微量元素對肉雞生長性能、血液和肝臟中微量元素含量和抗氧化的影響卻鮮有報道，本試驗旨在探究梯度降低寡二糖螯合微量元素水平對肉雞生長性能、血液和肝臟中微量元素含量和抗氧化的影響，為肉雞飼糧中減少微量元素的使用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 微量元素預(yù)混劑

1.1.11‰無機(jī)微量元素(inorganic trace elements，IE)預(yù)混劑 銅(CuSO4·5H2O，飼料級，98.5%)、鋅(ZnSO4·H2O，98.5%)、錳(MnSO4·H2O，99.0%)、鐵(FeSO4·H2O，98.5%)、碘(KIO3，99.0%)、硒(Na2SeO3，98.5%)含量分別為8.0，70.0，90.0，50.0，0.5，0.3 mg/kg，稀釋劑選擇沸石粉，泰安市泰航礦物飼料預(yù)混劑有限公司生產(chǎn)。

1.1.2寡二糖螯合微量元素(oligosaccharides chelated trace elements，OE)預(yù)混劑 由寡二糖螯合微量元素(銅、鋅、錳和鐵)、KIO3(飼料級，99.0%)和Na2SeO3(飼料級，98.5%)組成，其銅、鋅、錳、鐵、碘和硒含量同1‰的無機(jī)微量元素預(yù)混劑，由南寧市澤威爾飼料有限責(zé)任公司提供。

1.2 試驗動物、飼糧和試驗設(shè)計選擇600只健康的1日齡AA商品肉仔雞，隨機(jī)分成6個處理，每個處理5個重復(fù)，每個重復(fù)20只，各處理間初始體質(zhì)量差異不顯著(P>0.05)。處理1為無機(jī)微量元素(IE-100)處理，添加自制1‰無機(jī)微量元素預(yù)混劑，使飼糧中銅、鋅、錳、鐵、碘和硒的添加量分別為8.0,70.0,90.0,50.0,0.5,0.3 mg/kg;處理2、處理3、處理4和處理5為有機(jī)復(fù)合微量元素處理，添加寡二糖螯合微量元素預(yù)混劑(寡二糖螯合銅、鋅、錳和鐵；KIO3和Na2SeO3)，使飼糧中元素水平分別為處理1的100%(OE-100)、75%(OE-75)、50%(OE-50)和25%(OE-25)；處理6為不添加微量元素(OE-0)。試驗分(1～21 d和22～42 d)2個階段，其基礎(chǔ)飼糧和營養(yǎng)水平參考NRC(2012)推薦標(biāo)準(zhǔn)配制(表1)。飼糧微量元素水平實測值見表2。

表1 基礎(chǔ)日糧組成和營養(yǎng)水平 %

表2 日糧微量元素實測值 mg/kg

1.3 飼養(yǎng)管理肉雞在同一雞舍內(nèi)進(jìn)行籠內(nèi)飼養(yǎng)，進(jìn)雞前24 h對雞舍進(jìn)行全面打掃和消毒，并將室溫升至35～36℃。試驗過程中，保證肉雞連續(xù)光照、自然通風(fēng)、自由采食和飲水，每天清掃雞舍，常規(guī)進(jìn)行免疫。

1.4 測定指標(biāo)和方法

1.4.1生產(chǎn)性能 試驗期間每天記錄采食量，并于試驗1，21，42 d時以重復(fù)為單位測體質(zhì)量。計算日均采食量(ADFI)、平均日增體質(zhì)量(ADG)和料重比(F/G)。

1.4.2血樣的采集與處理 于試驗21，42 d每個重復(fù)隨機(jī)選擇2只雞禁食12 h，使用真空抗凝管翅根靜脈無菌采血10 mL，再用真空促凝管無菌采血10 mL?？鼓湃?20℃冰箱中保存，用于檢測血液中微量元素銅、錳、鋅、鐵的存儲量；促凝血傾斜放置溫水中30 min，2 000 r/min離心10 min分離血清，血清分裝編號后-20℃保存，用于檢測血清抗氧化物酶和丙二醛含量。

1.4.3屠宰試驗和肝臟樣品的采集 于試驗21，42 d 每個重復(fù)隨機(jī)選擇2只雞禁食24 h后，放血屠宰，打開腹腔迅速取約100 g肝臟組織置于自封袋-20℃保存，用于檢測肝臟中微量元素銅、錳、鋅、鐵的存儲量；同時再取約10 g肝臟組織置于凍存管-20℃ 保存，用于檢測肝臟抗氧化物酶活性和丙二醛含量。

1.4.4微量元素存儲量的測定 采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(GB2009.268-2016)測定血液和肝臟中微量元素銅、錳、鋅存儲量，采用火焰原子吸收光譜法(GB2009.90-2016)測定微量元素鐵的存儲量。

1.4.5血清抗氧化物酶和丙二醛含量的測定 Cu-Zn超氧化物歧化酶(Cu-Zn SOD)根據(jù)黃嘌呤氧化酶法(羥胺法)測定，根據(jù)化學(xué)比色法測定谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和丙二醛(MDA)的含量。Cu-Zn SOD(A001-1)、GSH-Px(A005)和 MDA(A003-1)測試盒購于南京建成生物工程研究所。

1.4.6肝臟抗氧化物酶和丙二醛含量的測定 肝臟樣品室溫解凍后取適量，冰浴條件下制成10%勻漿，3 000 r/min離心10 min后取上清檢測抗氧化酶活性及丙二醛含量。測定方法和試劑盒同1.4.5。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)經(jīng)Excel處理后采用SAS9.2統(tǒng)計軟件進(jìn)行單因素方差分析，采用Ducan's多重比較處理平均值，P<0.05為差異顯著，P<0.01為差異極顯著。采用線性回歸分析有機(jī)微量元素不同添加水平下的生產(chǎn)性能及微量元素含量等指標(biāo)的一次和二次線性關(guān)系。

2 結(jié)果

2.1 生產(chǎn)性能與IE-100相比，OE-100顯著提高肉雞(1～42 d)的ADG(P<0.05，表3)。與OE-0相比，OE-75肉雞的ADG(22～42 d和1～42 d)顯著提高(P<0.05)，F(xiàn)/G(22～42 d和1～42 d)顯著降低(P<0.05)。肉雞ADG(1～21，1～42，22～42 d)隨著寡二糖鰲合微量元素預(yù)混劑水平降低呈一次和二次線性降低(P<0.05)，而F/G(22～42 d和1～42 d)線性升高(P<0.05)。

表3 寡二糖螯合微量元素對肉雞生產(chǎn)性能的影響(n=100) g/d

2.2 血液鐵、銅、鋅和錳的水平與IE-100相比，OE-100顯著提高肉雞血液鐵(21 d)(P<0.05，表4)。與OE-0相比，IE-100、OE-100、OE-75 、OE-50和OE-25血液鐵(21 d)、鋅和銅(42 d) 顯著提高(P<0.05)。隨著寡二糖鰲合微量元素預(yù)混劑水平降低，肉雞血液鐵(21 d)、鋅(21 d和42 d)、銅(21 d和42 d)和錳(42 d)水平呈現(xiàn)一次和二次線性降低(P<0.05)，本試驗21 d血液錳含量低于檢測限。

2.3 肝臟鐵、銅、鋅和錳存儲量與IE-100相比，OE-100顯著提高肉雞肝臟鐵(21 d)(P<0.05，表5)。與OE-0相比，IE-100、OE-100、OE-75 、OE-50和OE-25顯著提高肉雞肝臟21 d的鐵和42 d的鐵、鋅、銅及錳(P<0.05)。隨著寡二糖鰲合微量元素預(yù)混劑水平降低，肉雞肝臟中鐵和鋅(21 d和42 d)、銅和錳(42 d)存儲量均呈現(xiàn)一次和二次線性降低(P<0.05)。

2.4 血清抗氧化物酶活性和丙二醛含量與IE-100相比，OE-100顯著提高肉雞血清Cu-Zn SOD(42 d)活性(P<0.05，表6)。與OE-0相比，IE-100、OE-100、OE-75 、OE-50和OE-25血清Cu-Zn SOD和GSH-Px(21 d和42 d)的活性顯著升高(P<0.05)，MDA(21 d和42 d)的含量顯著降低(P<0.05)。血清Cu-Zn SOD和GSH-Px的活性(21 d 和42 d)均隨著寡二糖鰲合微量元素預(yù)混劑水平下降呈一次和二次線性降低(P<0.05)，MDA(21 d和42 d)含量則呈一次和二次線性升高(P<0.05)。

表4 寡二糖螯合微量元素對肉雞血液微量元素含量的影響(n=10) g/L

表5 寡二糖螯合微量元素對肉雞肝臟微量元素含量的影響(n=10) mg/kg

表6 寡二糖螯合微量元素對肉雞血清抗氧化能力的影響(n=10)

2.5 肝臟抗氧化物酶活性和丙二醛含量與IE-100相比，OE-100顯著提高肉雞肝臟Cu-Zn SOD(42 d)活性(P<0.05，表7)，MDA(42 d)含量顯著降低(P<0.05)。與OE-0相比，IE-100、OE-100、OE-75和OE-50肝臟Cu-Zn SOD和GSH-Px(21 d和42 d)的活性顯著提高(P<0.05)，MDA含量(42 d)顯著降低(P<0.05)。隨著寡二糖鰲合微量元素預(yù)混劑水平下降，肉雞肝臟Cu-Zn SOD和GSH-Px活性(21 d和42 d)呈一次和二次線性降低(P<0.05)，而MDA含量(42 d)呈一次和二次線性升高(P<0.05)。

表7 寡二糖螯合微量元素對肉雞肝臟抗氧化能力的影響(n=10)

3 討論

3.1 生長性能飼糧中添加有機(jī)微量元素能夠促進(jìn)動物的生長性能。研究表明，用37.5%的蛋氨酸螯合鐵、銅、鋅、錳替代75%的相應(yīng)無機(jī)鐵、銅、鋅、錳(按1 mg螯合元素代替2 mg無機(jī)元素方式)顯著提高肉雞ADG，降低了料重比[11]。肉雞飼糧中添加果膠低聚糖螯合鋅(600 mg/kg)顯著提高了ADG和ADFI[12]。郭建來等[13]研究表明，飼糧中用蛋白質(zhì)螯合鐵、鋅、銅、錳等量替代全部的對應(yīng)無機(jī)微量元素顯著提高‘杜×長×大’三元仔豬的日增體質(zhì)量，料重比也有所下降。CREECH等[14]對斷奶母豬的研究表明，飼糧中用蛋白質(zhì)螯合銅、鋅、錳和鐵等量替代50%的硫酸鹽也顯著提高了日增體質(zhì)量。本試驗中，肉雞飼糧用75%或100%寡二糖鰲合微量元素預(yù)混劑代替全部無機(jī)微量元素顯著提高其生產(chǎn)性能，用25%寡二糖鰲合微量元素預(yù)混劑代替全部無機(jī)微量元素，肉雞的生產(chǎn)性能差異不顯著,說明25%的寡二糖螯合多元微量元素預(yù)混劑滿足AA肉雞生產(chǎn)性能對微量元素的需要?？赡茉蚴枪讯球隙嘣⒘吭氐尿下矢?，微量元素進(jìn)入腸道后不以離子的形式存在，而是以寡二糖螯合物的形式被吸收，由于寡二糖螯合物的分子較小，可以更好地吸收入血[15]；同時寡二糖螯合多元微量元素具有親脂性，可以經(jīng)過小腸絨毛刷狀緣，通過氨基酸和小肽途徑通道吸收進(jìn)入血液，也可以經(jīng)過糖脂、糖蛋白和寡糖通道進(jìn)入血液[16-17]。微量元素作為酶結(jié)構(gòu)和活性中心的組成部分[18]，通過各種酶促進(jìn)體內(nèi)三大有機(jī)物質(zhì)代謝，進(jìn)而提高動物的生產(chǎn)性能。但也有研究表明，用不同水平(25,50,75,100 mg/kg)的蛋白質(zhì)螯合鋅對斷奶仔豬的生長性能無明顯的改變[19]。這可能是因為不同的有機(jī)微量元素生物學(xué)效價、生產(chǎn)工藝和主要作用機(jī)制不同，同時不同動物的不同階段對微量元素的需要量也不一樣[10,15]，在某一劑量范圍內(nèi)，微量元素提高動物機(jī)體免疫力和抗氧化能力，未必明顯改善生產(chǎn)性能，但其機(jī)制尚需進(jìn)一步證實。

3.2 微量元素含量血液中微量元素含量反映了機(jī)體對微量元素的吸收利用情況[20-21]，經(jīng)過血液循環(huán)之后，主要沉積部位是肝臟[22]。孫秋娟等[23]研究發(fā)現(xiàn)，用等量羥基蛋氨酸螯合銅、錳和鋅替代無機(jī)鹽顯著提高蛋雞肝臟中銅、錳和鋅的含量。SEO等[24]研究發(fā)現(xiàn)，肉雞飼糧中隨著蛋氨酸螯合鐵添加量的增加，肝臟中鐵含量顯著增加，且添加量為200 mg/kg時，肝臟中鐵含量達(dá)到最高。在豬的研究中發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬飼糧中添加170 mg/kg羥基蛋氨酸銅顯著提高肝臟中銅含量[25]。用有機(jī)微量元素鐵、銅、錳和鋅(蛋白鹽形式)代替肥育豬飼糧中等量的對應(yīng)無機(jī)微量元素，顯著提高了前期豬血清中鋅的含量，對鐵、銅和錳的含量則無顯著性影響[26]。本試驗中，肉雞飼糧用75%或100%寡二糖鰲合微量元素預(yù)混劑代替全部無機(jī)微量元素顯著提高肝臟和血清中鐵含量，肉雞飼糧用50%寡二糖鰲合微量元素預(yù)混劑代替全部無機(jī)微量元素，肝臟和血清中鐵、銅、錳和鋅的含量差異不顯著，說明50%的寡二糖螯合微量元素完全可以替代全部無機(jī)微量元素。原因可能是微量元素與寡二糖螯合后，形成穩(wěn)定性的螯合物，減輕了微量元素之間的拮抗作用[27-29]；同時寡二糖螯合多元微量元素的生物學(xué)利用率高，螯合環(huán)能夠減少腸道中植酸鹽及其他沉淀劑對微量元素的結(jié)合沉積，很輕易地被腸道中的蛋白質(zhì)受體識別并捕獲，通過小肽和氨基酸的吸收途徑進(jìn)入血液循環(huán)，并到肝臟中沉積，因而血液和肝臟中微量元素含量升高[22,30-32]。

3.3 抗氧化物酶活性和丙二醛含量GSH-Px和Cu-Zn SOD等是構(gòu)成機(jī)體抗氧化應(yīng)激的重要屏障[33]，MDA含量反映了機(jī)體的氧化程度。CERONE等[34]研究發(fā)現(xiàn)，銅和鋅的缺乏會影響Cu-Zn SOD酶的活性。薛穎等[35]研究證實，飼糧中添加NRC需要量的25%，50%的羥基氨基酸錳、銅、鋅以及甘氨酸鐵、酵母硒顯著提高血漿的SOD和GSH-Px活性，降低MDA含量。飼糧中添加120 mg/kg甘氨酸亞鐵可以顯著提高肉雞血清中SOD活性，降低MDA含量[36]。用有機(jī)微量元素鐵、銅、錳和鋅(蛋白鹽形式)代替肥育豬飼糧等量的對應(yīng)無機(jī)微量元素，可以提高前期豬Mn-SOD活性，降低MDA含量，顯著提高后期豬GSH-Px活性[26]。本試驗中，隨著寡二糖螯合多元微量元素水平下降，肉雞血清和肝臟的Cu-Zn SOD和GSH-Px活性呈一次和二次線性降低，而MDA含量呈一次和二次線性升高。肉雞飼糧用75%寡二糖鰲合微量元素預(yù)混劑代替全部無機(jī)微量元素，肉雞血清和肝臟抗氧化能力顯著提高，75%寡二糖鰲合微量元素預(yù)混劑代替全部無機(jī)微量元素的抗氧化能力與無機(jī)微量元素組十分相當(dāng)，這可能是因為Cu-Zn SOD作為一種銅、鋅依賴酶，受血液和肝臟中銅、鋅含量的影響，同時其活性的增加可能與自身降解穩(wěn)定性的提高或降解速度的減慢有關(guān)，隨著寡二糖螯合多元微量元素被機(jī)體吸收后，血液和肝臟中的有效銅和鋅含量升高，Cu-Zn SOD活性也顯著升高，提高了機(jī)體抗氧化酶活性和清除體內(nèi)自由基的能力[37-41]，同時體內(nèi)寡糖含量增加，也具有清除體內(nèi)的自由基，提高機(jī)體的抗氧化酶活性的能力[42-44]。血清和肝臟試驗21 d的抗氧化酶活性低于42 d，這與動物的生長發(fā)育有關(guān)，也更好地解釋了年齡增長抵抗力強(qiáng)的一個原因。

與無機(jī)微量元素處理和不添加微量元素處理相比，100%寡二糖螯合微量元素預(yù)混劑能提高肉雞的生長性能、微量元素含量和抗氧化性能，且能改善肉雞生產(chǎn)性能、元素(銅、鋅、錳和鐵)在血清和肝臟中儲備、血清和肝臟抗氧化性能的最適宜水平分別為25%，50%，75%；與無機(jī)微量元素綜合性能相當(dāng)?shù)乃綖?0%～75%。隨著寡二糖螯合微量元素預(yù)混劑添加水平下降，肉雞的生產(chǎn)性能、血液和肝臟的微量元素含量及抗氧化物酶活性大多數(shù)指標(biāo)呈線性下降。