補(bǔ)鐵劑在養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)展

黃茜 黃金瀅 曹俊賢 鄧天鵬 劉志挺 周林

摘要 鐵是動物機(jī)體需要量最多的微量元素，動物缺乏鐵元素或鐵元素利用率低，會導(dǎo)致飼料利用率低，產(chǎn)生貧血、生長緩慢等癥狀。因而補(bǔ)鐵劑在養(yǎng)殖業(yè)中作為飼料補(bǔ)鐵添加劑、動物營養(yǎng)補(bǔ)充劑、獸用補(bǔ)鐵藥物的應(yīng)用與開發(fā)受到重視。研究表明，補(bǔ)鐵劑對于母豬、仔豬、肉仔雞、蛋雞等動物有促生長作用，可用于治療缺鐵性貧血、改善動物的生長性能、增強(qiáng)機(jī)體抗病能力。對補(bǔ)鐵劑的產(chǎn)品類型、特點、發(fā)展和應(yīng)用趨勢進(jìn)行綜述，為養(yǎng)殖業(yè)中補(bǔ)鐵劑產(chǎn)品的開發(fā)提供參考。

關(guān)鍵詞 缺鐵性貧血;獸用補(bǔ)鐵劑;有機(jī)鐵;多糖鐵復(fù)合物

中圖分類號 S816.72? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2022）10-0011-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.10.003

Application Progress of Iron Supplement in Aquaculture

HUANG Qian，HUANG Jin-ying，CAO Jun-xian et al （Guangdong Pharmaceutical University，Guangzhou，Guangdong 510006）

Abstract Iron is the most needed trace element in animal body.Lack of iron element or poor consumption of iron element，will cause anemia，low feed utilization rate，and slow growth and other symptoms.Therefore，the application and development of iron supplements as feed iron supplement additive，animal nutrition supplements，and animal iron supplement have attracted widely attention in the breeding industry.The results show that iron supplement can promote the growth of sows，piglets，broilers，laying hens and other animals，and can be used to treat iron deficiency anemia，improve the growth performance of animals，and enhance the disease resistance of the body.In this paper，the product types，characteristics，development and application trends of iron supplement are summarized，which are supposed to benefit the development of iron supplements in the breeding industry.

Key words Iron deficiency anemia;Animal iron supplements;Organic iron;Polysaccharide-iron complex

基金項目 廣東藥科大學(xué)2020年度大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃（202010573085）;2020年國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃（202010573016S）;廣東藥科大學(xué)科研培養(yǎng)基金（No. 43755008）。

作者簡介 黃茜（1996—），女，湖南常德人，碩士研究生，研究方向：生物活性物質(zhì)的制備及其功能。通信作者，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事生物活性物質(zhì)的制備及其功能研究。

收稿日期 2021-07-06

鐵是動物機(jī)體維持正常生命活動所必需的一種微量元素[1]，參與動物體內(nèi)多種細(xì)胞酶組分。鐵在細(xì)胞的生物氧化代謝中發(fā)揮重要的作用，參與動物體內(nèi)血紅蛋白和肌紅蛋白的合成，轉(zhuǎn)運營養(yǎng)成分并維持氧的正常運輸[2]，人體能量供應(yīng)、蛋白質(zhì)代謝、抗氧化、肌體免疫等多種代謝活動，對動物生長及生產(chǎn)活動有著重要的意義。缺鐵性貧血是動物最為常見的營養(yǎng)缺乏癥[3]，鐵元素的缺乏直接導(dǎo)致飼料轉(zhuǎn)化效率下降和生長緩慢[4]，對動物的免疫力有明顯的不良影響[5]。因此，在動物生產(chǎn)過程中，養(yǎng)殖場需要在飼料中補(bǔ)充額外的鐵來保證其正常的生長和生產(chǎn)活動，補(bǔ)鐵劑在畜牧業(yè)上被用于治療缺鐵性貧血、改善動物的生長性能、增強(qiáng)機(jī)體抗病能力。鐵的過

量使用也會影響動物的生長性能，因此要在適當(dāng)?shù)膭┝糠秶鷥?nèi)補(bǔ)充鐵[6]。

補(bǔ)鐵劑分為無機(jī)鐵和有機(jī)鐵2類，經(jīng)歷了4個階段發(fā)展：第一代以無機(jī)亞鐵鹽類為主，包括氯化亞鐵、硫酸亞鐵等;第二代以小分子有機(jī)亞鐵鹽類為主，包括富馬酸亞鐵、乳酸亞鐵等;第三代為氨基酸亞鐵類，包括甘氨酸亞鐵、蛋氨酸亞鐵等[7];第四代是以血紅素鐵、多糖鐵、蛋白鐵為代表的新型補(bǔ)鐵劑[8]。該研究主要對動物補(bǔ)鐵劑進(jìn)行分析，對補(bǔ)鐵劑的種類、特點及代表性產(chǎn)品進(jìn)行介紹（表1）。

1 無機(jī)亞鐵鹽類

以硫酸亞鐵為代表的第一代無機(jī)亞鐵鹽飼料補(bǔ)鐵劑，它們具有較高的鐵含量、良好的吸收性和明顯的治療作用[9]，同時其價格低廉且易獲得，被廣泛用于鐵補(bǔ)充劑市場。在斷奶仔豬的早期飼料中添加適量的硫酸亞鐵合劑，不僅可以有效防止仔豬黃白痢及其他原因引起的腹瀉，還能明顯提高仔豬日增重并降低料肉比[10]。但是硫酸亞鐵很容易潮解結(jié)塊且不穩(wěn)定，易氧化為三價鐵，不易被動物吸收利用，從而造成機(jī)體負(fù)擔(dān)和資源浪費[11]，此外無機(jī)鐵鹽生物利用率低，有一定毒性和副作用，快速釋放的鐵離子可強(qiáng)烈刺激胃腸道，產(chǎn)生胃腸道等不良副作用[12]。當(dāng)其靜脈注射時，會引起過敏反應(yīng)、局部疼痛和皮膚染色[13]，體內(nèi)亞鐵離子的積累易促進(jìn)內(nèi)源性自由基的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化造成細(xì)胞膜損傷[14]，所以無機(jī)鹽亞鐵制劑作為動物補(bǔ)鐵劑效果并不理想。

2 有機(jī)亞鐵鹽類

以富馬酸亞鐵為代表的第二代有機(jī)亞鐵鹽飼料補(bǔ)鐵劑，其鐵腥味、吸收率和生物利用度均有改善，因此被逐漸應(yīng)用[15]。富馬酸亞鐵中的亞鐵離子可通過母豬及胎盤輸送給仔豬，以促進(jìn)乳豬生長代謝，最大程度預(yù)防缺鐵性貧血，提高斷奶仔豬的成活率[16]。在仔豬基礎(chǔ)飼料中添加120 mg/kg富馬酸亞鐵可增加仔豬的體重，并有促生長作用[17]。但是由于亞鐵鹽的不穩(wěn)定性，這類有機(jī)鐵補(bǔ)鐵劑生產(chǎn)和儲存有困難，容易產(chǎn)生異味[8]，且與之后發(fā)展的補(bǔ)鐵劑相比存在效果不顯著的缺點[18]。

3 氨基酸亞鐵類

以甘氨酸亞鐵、蛋氨酸亞鐵為代表的第三代氨基酸亞鐵類飼料補(bǔ)鐵劑接近動物體內(nèi)鐵的天然形態(tài)，不僅具有很高的生物效價、良好的吸收效率及綠色環(huán)保特性，還可以起到氨基酸、微量鐵元素的雙重補(bǔ)充作用，并且在吸收代謝和提高動物生產(chǎn)性能方面具有優(yōu)勢。微量元素氨基酸螯合鐵的研究促進(jìn)了斷奶仔豬補(bǔ)鐵的快速發(fā)展，是當(dāng)前國內(nèi)外研究的熱點[18]。這類補(bǔ)鐵劑經(jīng)過小腸氨基酸通道吸收，利用率明顯提高，胃腸道刺激較小、穩(wěn)定性好[8]。甘氨酸亞鐵和氨基酸螯合鐵可以通過增加母乳中的鐵含量來改善仔豬的生長，從而預(yù)防仔豬的缺鐵性貧血[19]。目前氨基酸鐵螯合物的局限在于依賴胃酸釋放鐵，藥物的個體生物利用度差異大，同時亞鐵鹽性質(zhì)不穩(wěn)定，其安全性和生物利用度都比較低，另外還存在成本過高和純度低等問題[15]。

4 新型補(bǔ)鐵劑

第四代補(bǔ)鐵劑是以血紅素鐵、多糖鐵、蛋白鐵為代表的新型鐵補(bǔ)充劑。傳統(tǒng)的鐵補(bǔ)充劑，包括硫酸亞鐵、富馬酸亞鐵等，可引起胃腸道不良反應(yīng)。相比之下，不同類型的生物大分子鐵配合物因其穩(wěn)定性好、生物利用度高、副作用較低而受到研究者的關(guān)注[20]，新型補(bǔ)鐵劑是未來補(bǔ)鐵劑市場的主要發(fā)展趨勢[21]。

4.1 多糖鐵

多糖被認(rèn)為是用于改善免疫系統(tǒng)和預(yù)防癌癥的有效生物活性化合物，天然多糖因其生物活性，如抗菌、抗腫瘤、抗病毒，受到越來越多的關(guān)注[22]。此外，多糖還具有其他功能，例如調(diào)節(jié)血糖、降低血壓、促進(jìn)血液循環(huán)等[23]。多糖鐵是通過以多糖作為配體與亞鐵離子螯合而形成的絡(luò)合物，具有良好的穩(wěn)定性、水溶性和較少的副作用。多糖鐵復(fù)合物作為一種新型補(bǔ)鐵劑不僅具有多糖的生物活性，還具有對胃腸道刺激和副作用小的優(yōu)點。Powers等[24]報道多糖鐵復(fù)合物對無機(jī)鐵硫酸亞鐵的吸收有促進(jìn)作用。具有良好配位穩(wěn)定性的多糖鐵已成為人們關(guān)注的熱點。

右旋糖酐鐵注射劑是現(xiàn)在使用較多的多糖鐵補(bǔ)鐵劑，在豬仔等家畜生命早期提供補(bǔ)鐵劑最常用的方法是肌肉注射100或200 mg右旋糖酐鐵，但是也有研究認(rèn)為這對于預(yù)防缺鐵不夠有效[25]，右旋糖酐鐵還可能會因為蛋白質(zhì)和重金屬過多而引起過敏反應(yīng)，因而限制了其在養(yǎng)豬業(yè)中的應(yīng)用[26]。Wu等[27]

研究表明，在一定范圍內(nèi)的氧化劑濃度增加可以促進(jìn)右旋糖酐與鐵的螯合能力，用NaClO3/NaBr （DOB）氧化右旋糖酐對鐵具有良好的螯合能力，DOBIC-鐵絡(luò)合物有望成為一種良好的補(bǔ)鐵劑或強(qiáng)化鐵的食品添加劑。

目前，研究領(lǐng)域中存在多種多糖鐵復(fù)合物，如黃芪多糖鐵、當(dāng)歸多糖鐵[28]等。黃芪多糖鐵由于資源豐富，副作用小而受到廣泛關(guān)注。黃芪多糖鐵可以改善缺鐵性貧血小鼠的狀況[29]。安同偉等[30]報道，適宜劑量的黃芪多糖鐵具有促進(jìn)造血功能和防止仔豬貧血的作用。在飼料中添加黃芪多糖鐵調(diào)節(jié)鐵含量可以得到高鐵蛋，并且雞蛋中鐵的含量明顯增加[31]，黃芪多糖鐵可以作為畜牧業(yè)及臨床應(yīng)用的多功能補(bǔ)鐵劑[32]。此外，木耳多糖可以作為鐵的配體促進(jìn)其在消化系統(tǒng)中的吸收，黑木耳多糖鐵復(fù)合物具有減少鐵超載引起的副作用和氧化應(yīng)激的優(yōu)點，可以作為工業(yè)加工中補(bǔ)充鐵的營養(yǎng)強(qiáng)化劑，并有助于治療缺鐵性貧血[33]。另外桑多糖也可用于制備具有良好抗氧化活性的補(bǔ)鐵劑桑葚多糖鐵螯合物[34]。Huang等[35]研究表明，半乳甘露聚糖具有抗癌和抗氧化活性，可以為治療和預(yù)防缺鐵性貧血開辟一條新的創(chuàng)新途徑?；覙浠ǘ嗵氰F具有較高的免疫保護(hù)活性和補(bǔ)體固定活性，有望開發(fā)成為一種具有良好活性的新型綜合補(bǔ)鐵劑[36]。

海洋植物藻類是目前國內(nèi)外補(bǔ)鐵劑研究的熱點方向之一，比如從藻類中提取的硫酸多糖[37]、腸豆多糖[38]、烏爾萬多糖[39]等活性物質(zhì)，具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤等多種藥理活性，擁有開發(fā)為補(bǔ)鐵劑的潛能。

盡管多糖賦予多糖鐵多種生物活性功能，但是由于多糖的類型復(fù)雜且結(jié)構(gòu)多樣，這也不同程度地影響了多糖鐵的結(jié)構(gòu)及藥效[40]，因此在未來的研究中，應(yīng)注意多糖的類型、結(jié)構(gòu)及多糖鐵有效性和安全性等問題，提高體內(nèi)多糖鐵復(fù)合物的鐵吸收率[41]。目前，關(guān)于多糖鐵的研究大多集中在基礎(chǔ)理論上，規(guī)模化應(yīng)用的研究報道不多。作為治療缺鐵性貧血的補(bǔ)鐵劑，多糖鐵復(fù)合物比傳統(tǒng)補(bǔ)鐵劑昂貴，因此應(yīng)進(jìn)行更多的研究以尋找成本低、安全高效的多糖鐵復(fù)合物[42]。

4.2 蛋白鐵

蛋白肽螯合鐵是國內(nèi)外迅速發(fā)展的新型補(bǔ)鐵劑，它通過鐵離子與小分子肽或短肽物質(zhì)的配位反應(yīng)形成。由于其中的鐵元素接近于天然形態(tài)，因此具有化學(xué)穩(wěn)定性好、生物學(xué)效價高、易消化吸收的優(yōu)點，是一種理想的新型飼料補(bǔ)鐵劑[4]。馬曉明等[43]研究表明，鱈魚排蛋白肽螯合鐵可以改善大鼠的缺鐵癥狀，有望成為補(bǔ)鐵的新來源。因此，開發(fā)一類具有高吸收利用率、穩(wěn)定性好、低副作用的蛋白肽螯合鐵將具有積極的意義。

4.3 血紅素鐵

血紅素鐵是動物血液中的一種生物態(tài)鐵，可以被人體腸黏膜吸收，具有生物利用度高等優(yōu)點，其吸收率為無機(jī)鐵制劑的3倍[44]。飼料添加血紅素鐵可增加斷奶仔豬的生長速度，降低料肉比，改善仔豬腹瀉次數(shù)和皮毛外觀[45]，且血紅素鐵能夠提高蛋黃的鐵含量、蛋雞的生產(chǎn)性能、抗體水平等[46]。Churio等[47]研究表明，仔豬體內(nèi)的血紅素鐵比非血紅素具有更大的生物利用度，血紅素鐵可以增強(qiáng)仔豬對非血紅素鐵的腸道吸收。目前，制備的血紅素鐵純度相對較低，要提升純化工藝。

5 展望

補(bǔ)鐵劑在畜牧業(yè)中的研究和應(yīng)用已得到長足的發(fā)展，但是各種補(bǔ)鐵劑在應(yīng)用中仍然存在一些問題。針對補(bǔ)鐵劑的吸收率等基本問題，可以采用各種方法控制腸部位中鐵離子最大釋放，避免藥物在胃中產(chǎn)生劇烈刺激，從而降低副作用并提高生物利用度。如膠囊技術(shù)可以改善口服補(bǔ)鐵劑的口感問題，包封技術(shù)可以提高鐵的生物利用度，微囊化技術(shù)可防止補(bǔ)鐵劑的氧化。大多數(shù)的新型補(bǔ)鐵劑，例如大分子鐵螯合物和納米鐵補(bǔ)充劑，都以分子形式直接被吸收，不僅可以避免腸胃道上游離鐵離子的刺激，還可以提高鐵的生物利用度，作為補(bǔ)鐵劑具有廣闊的應(yīng)用前景。新型補(bǔ)鐵劑的開發(fā)和補(bǔ)鐵劑吸收率的提高可能是未來研究的重點之一，通過加強(qiáng)補(bǔ)鐵劑生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，可生產(chǎn)出經(jīng)濟(jì)、高效、安全的產(chǎn)品，更好地滿足畜牧業(yè)發(fā)展的需求。

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