猪微量元素营养新观察

猪微量元素营养新观察A new look at trace mineral nutrition in pig productionDr Des ColeNottingham Nutrition Internationanl14 Potters LaneEast LeakeLoughborough LE12 6NQUnited Kingdom许多因素影响猪的矿物元素需要。

这些因素包括：生产的类型和水平，动物的品种和年龄，矿物元素与其他营养元素之间的相互关系，以及矿物元素本身的形式和水平。

因此，矿物元素的需要量极大地依赖于动物的生产水平、动物繁殖的最新进展、饲养管理的改进，以及动物的健康状况。

现代高产基因类型猪的矿物元素需要量要高于推荐量，如ARC（1981）和NRC（1998）。

另外，对瘦肉组织生长和效率的选择导致自由采食量减少。

因此，日粮矿物元素需要量应大大高于20年前所推荐的需要量。

在进行日粮配制和制定饲养方案时，一定要考虑现代猪的基因类型。

英国诺丁汉大学的研究表明，现代快速生长基因类型的猪，在其生长阶段的矿物元素沉积是一般猪的两倍。

Mahan和Newton（1995）对高产猪日粮矿物元素水平不适宜所造成的后果进行了研究，他们将已产过第3胎的母猪体内矿物元素水平与年龄相当（24个月）未怀孕的母猪进行比较（表1）。

结果发现，已产过第3胎的母猪（并按NRC的营养标准饲喂了3胎后）其体内的矿物元素水平低于未怀孕的母猪。

而且，繁殖性能越高的母猪其体内矿物元素水平就越低。

尽管是按照矿物元素的推荐标准进行日粮配制，母猪骨骼结构发生了严重的微量元素流失，这对母猪的健康状况和繁殖力有很大的影响。

这就要求我们在为动物提供矿物元素时，要提供正确的量和动物可利用的形式。

表1 三胎次后的繁殖母猪与未怀孕母猪（年龄相似）的体内矿物元素水平比较。

括号内数值为未怀孕母猪的百分比（Mahan和Newton，1995）。

矿物元素未怀孕繁殖母猪窝重<55 kg >60kgCa (g) 1569 1480 (94%) 1262 (80%) P (g) 935 816 (87%) 770 (82%) Mg (g) 51 46 (90%) 44 (86%) Fe (g) 82 74 (90%) 76 (93%) Zn (g) 4.4 4.2 (95%) 3.7 (84%) Cu (mg) 516 488 (95%) 468 (91%) Se (mg) 22 21 (95%) 18 (82%)微量元素的作用钠（Na）和氯（Cl）Na和Cl 紧密合作，共同参与体液的渗透调节。

另外，Na在传递神经刺激和在肠道吸收物质中发挥作用；Cl 离子和 Na 以 NaCl 的形式被吸收，Cl 对于胃酸（HCl）的分泌是很重要的。

Cl离子易于通过肠壁吸收，在体软组织中量很大，提供一个随时可利用的Cl 库。

钾（K）K是肌肉组织中含量最大的矿物元素。

在维持电离子平衡方面，K与Na的功能相似，但K维持细胞内的电离子平衡，而Na则维持细胞外的电离子平衡。

K对于神经和肌肉组织的兴奋性也很重要。

由于K在体内的贮存量很大，内源损失很少，体内对K的需要量是很低的。

饲料谷物中K含量很高。

动物K需要量通常由日粮的供给来满足。

铜（Cu）Cu是合成血红蛋白所必需的，是血红蛋白的组成成分。

铁能否被利用取决于动物体内Cu的状况。

Cu还参与其他酶系统的功能和体蛋白的合成，以金属硫蛋白的形式在体内贮存。

Cu与其他的微量元素竞争拮抗，如锌，影响它们的吸收、转运和贮存。

碘（I）I 在甲状腺合成碘腺氨酸激素，尤其是四碘甲腺氨酸（四碘甲腺原氨酸）中，起着非常重要的作用。

这些激素可提高机体的代谢率，促进生长和氧的消耗。

缺碘的严重后果之一是繁殖性能受损。

缺碘的特征是仔猪出生时体弱，死胎或无毛和大脖子。

甲状腺增生以合成更多的甲状腺素，成年人出现这种现象叫甲状腺肿大。

铁（Fe）Fe的最重要功能是作为血红蛋白的组成部分，缺铁的第一症状就是出现与血液有关的疾病。

Fe也是体内一些代谢酶的组成成分。

健康的成年猪体内只需要很低水平的Fe贮存，但怀孕和哺乳期间Fe的需求量提高。

Fe吸收后，三价Fe与运铁蛋白结合，在血液中由运铁蛋白运输至不同的组织，大部分血浆中的Fe贮存在肝脏。

运铁蛋白的饱和率很低，不断地与Fe结合直至其完全饱和。

未与运铁蛋白结合的Fe被排出体外。

除了血红蛋白和运铁蛋白外，Fe还存在于肌肉的肌红蛋白中，胎盘的子宫铁蛋白中和奶的乳糖铁蛋白中。

锰（Mn）Mn是能量和蛋白质代谢过程中重要的酶激活因子，动物体内Mn的需要量很低，Mn贮存于骨骼和肝脏。

仔猪缺Mn会出现腿跛和骨骼疾病。

大多数畜种缺Mn的第一症状就是繁殖性能降低。

Mn在食物中的分布很广，可穿过胎盘（Gamble等，1971）。

硒（Se）Se是谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的组成部分。

谷胱甘肽过氧化物酶起一个抗氧化剂的作用，预防细胞成分被氧化破坏。

Se还参与甲状腺的代谢。

Se贮存于体内的不同组织，尤其是肌肉，肝脏和肾脏。

研究表明，青年母猪在生长和怀孕前期日粮中提供适宜的Se，头胎母猪用于繁殖所需要的Se可从体内的贮存中供给。

然后，产第一胎后的母猪体内的Se贮存迅速耗尽，尤其出现在高产母猪和采食低水平矿物元素日粮的母猪（Mahan 等, 1974；Mahan 等, 1974; Wilkinson 等, 1977；Wilkinson 等, 1977; Piatowski, 1979；Piatowski 等, 1979; Chavez, 1985; Chavez, 1985; Chavez 和 Patton, 1986；Chavez 和 Patton, 1986）。

如果不及时补充Se 的体贮的话，进而会导致这些母猪的繁殖性能降低（如胎儿被吸收，产仔数减少）。

因此，母猪的Se 状况会影响其繁殖性能，影响仔猪的生长与发育。

维生素E和Se的需要量是紧密联系的，各自对对方有补充的作用。

但高水平的维生素E不能完全取代 Se。

这对于公猪的营养是十分重要的。

与维生素E相比，Se 可有效地通过胎盘传递给胎儿，仔猪在出生时体内的矿物元素状况良好，初乳和奶中的Se水平较高（Mahan 等, 1975；Mahan 等, 1977；Chavez 和 Patton, 1986；Mahan, 2000）。

铬（Cr）业已证明，Cr是必需的营养元素。

补加Cr已在人和动物上都发现有益的效果。

Cr 有好几种氧化状态，三价Cr在动物营养中起着重要的作用。

六价Cr是有毒的。

1957年，Schwarz 和 Mertz 观察到，大鼠出现代谢糖的能力受损，即葡萄糖的不可耐受性。

当将含 Cr 的酵母或酵母浓缩物添加到日粮中时，大鼠的血糖水平趋于正常。

三价 Cr 被确认为改善葡萄糖耐受性的活性成分－葡萄糖耐受因子（GTF）。

GTF的最典型功能就是刺激组织中胰岛素的作用。

胰岛素是一个激素，它促进体内的合成代谢，抑制分解代谢过程的发生。

Cr 作为一个辅助因子把胰岛素与专门的受体或靶细胞相结合，来提高胰岛素的作用效率。

需要量与供给量通常，我们对于猪矿物元素需要量的知识是很贫乏的。

例如，英国农业研究委员会（ARC）在它1967和1981年的报告中特别指出，我们缺乏对于基本推荐量的试验观察，而这种现象仍然存在。

目前使用的改变猪基因类型特性的情况已进一步使问题复杂化。

诺丁汉大学的研究结果显示（图1），现代快速生长的杂交猪用于生长的矿物元素需要量是 20－30年前生长速度慢的猪的2倍。

许多需要量的值是基于老的基因类型的猪来确定的。

等式1和2展示了生长母猪的灰分的沉积与生产指标之间的相互关系。

灰分增重（g/日）＝ 1.82 + 23.89 ×日增活重（kg/日）（等式1）灰分增重（g/日）＝7.68 + 0.114 ×蛋白质沉积速率（g/日）（等式2）图1 灰分的日增重量对日增活重变化的反应（25－90公斤体重）因此，拥有较大比例快速生长类型猪的国家所使用的日粮中矿物元素的添加量经常被认为超过了“需要量”的值，称为“供给量”。

供给量还要考虑矿物元素的可利用率因素。

饲料法规进一步的因素是饲料法规，这在不同的国家之间存在差别。

欧盟成员国所服从的法规对所能添加到饲料中的添加剂的要求更严格，限制更多。

近来，动物日粮中添加高水平的矿物元素已遭到严厉的批评。

动物营养科学委员会（Scientific Committee for Animal Nutrition）提议的矿物元素饲料法规尚未定案，提议见表2。

表2. 目前动物饲料中使用的和建议允许使用的微量元素水平（欧盟）微量元素畜种目前使用的最高水平 ppm建议使用的最高水平 ppmCu1 猪35 – 175 20犊牛羊30 – 501510 – 1510 – 15其他动物35 20Zn 猪家禽250250120120反刍动物250 80 – 100鱼250 200其他动物250 120 Fe 所有动物1250 500 Mn 所有动物250 100 – 150 Co 所有动物10 2 1建议将 CuO 从允许使用的添加剂名单中去除。

日增重（g/日）来源矿物元素传统地以无机盐形式，如氧化物、硫酸盐或碳酸盐，添加到动物饲料中，以满足动物对矿物元素的需要。

在消化过程中，这些氧化物或无机盐被降解成离子形式，然后或以扩散的形式、或以依赖于载体的形式被机体吸收。

它们还可能与日粮中的其他分子形成动物难以吸收的复合物。

因此，矿物元素的利用率差异很大。

由于矿物元素的这些不确定性，它们在日粮中的添加量通常高于动物发挥最佳生产性能时所需的最低需要量，有时会造成添加过量和不必要的浪费，对环境造成影响。

随着动物矿物元素营养的研究进展，人们对有机微量元素或微量元素螯合物产生了越来越大的兴趣，如蛋白质螯合物。

它们通常由水解蛋白的水解物生产而来，水解物中含有氨基酸和不同长度肽链的短肽混合物。

金属硫酸盐与水解物在适宜的条件下产生反应，形成含有被螯合的金属离子的复合物（Hynes 和 Kelly， 1995）。

有机微量元素许多盐以蛋白质螯合物或氨基酸螯合物的形式出现在自然界。

在小肠中，它们利用短肽或氨基酸的吸收通路，而不是普通无机微量元素需与转运蛋白结合的吸收通路。

这就减少了矿物元素之间竞争吸收通路（拮抗）的情况发生。

因此，这些微量元素的有机螯合物不仅生物利用率高，而且在体内易于转运，也更稳定，不易与日粮中其他营养成分发生不利于它们吸收的有害生化反应。

这些微量元素螯合物可被送至特定的靶器官组织在体内发挥功能。

它们可为动物提供代谢上的优势，改善动物的生产性能，减少矿物元素向环境中的排出。

因此，有机微量元素具有两大优势：●生物利用率提高●具有作用于特定靶器官组织的能力●生物利用率由于短肽和氨基酸易于吸收，微量元素可与它们结合，分别形成蛋白质螯合物和氨基酸螯合物。