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有機鉻對家禽的營養研究進展
意大利威尼達公司技術部
近年來,隨著對動物體內微量元素的深入研究,鉻元素正在成為研究的熱點。鉻作為動物體內必需的微量元素,是體內葡萄糖耐受因子(GTF)的重要組成成分,主要以Cr3+形式構成GTF,GTF是一種能夠維持動物血液正常葡萄糖水平的物質,其化學結構是以煙酸一三價鉻一煙酸為軸連接有谷氨酸、甘氨酸、半胱氨酸配體的配體化合物,鉻主要通過GTF來增強胰島素活性,進而參與并影響糖類、脂類、蛋白質和核酸的代謝,平衡體內激素,提高繁殖性能。
1有機鉻的生物學形式
鉻包括有機鉻和無機鉻兩種形式,無機鉻有氯化鉻(CrCl3•6H20)、三氧化二鉻(Cr203)等;有機鉻主要有吡啶羧酸鉻,煙酸鉻和酵母鉻等。一般典型飼料中含鉻量很少,并且主要是不易吸收的無機鉻,同時,隨著排汗,排尿,年老等原因,動物自身的鉻在不斷流失,因此,有機鉻作為飼料添加劑的補充十分必要。
2有機鉻的營養調控功能
鉻主要通過GTF來增強胰島素活性,進而參與并影響糖類、脂類、蛋白質和核酸的代謝以及體內激素平衡。
2.1有機鉻與糖代謝
GTF作為鉻的活性形式,具有增強胰島素活性的作用。GTF通過啟動胰島素和細胞膜之間的二硫鍵的形成而促進胰島素與其特定受體的結合,刺激動物機體對葡萄糖的吸收。當胰島素與其特定受體結合后,細胞攝取循環中的葡萄糖、氨基酸的過程便得到加強。GTF可加快血糖的遷移速度,使葡萄糖很快由肝臟轉移到其它組織被利用,維持正常的血糖水平。鉻雖然能增強胰島素活性,但并不能完全取代胰島素。當有機鉻存在時,可引起相同生理反應的胰島素水平的下降。
2.2有機鉻與脂肪代謝
鉻在脂肪代謝中的主要作用是維持血液膽固醇的體內平衡。它通過兩條途徑影響脂類代謝:一是當體內缺鉻時,胰島素活性降低,發生糖代謝紊亂進而影響脂類代謝,而補鉻后增加了胰島素的活性,調節了脂類代謝,改善血脂狀況;二是鉻可以加快脂蛋白酶和卵磷脂膽固醇?;D移酶的活性,這兩種酶都參與高密度脂蛋白的合成。
2.3有機鉻與蛋白質及核酸代謝
補鉻能促進甘氨酸、絲氨酸、蛋氨酸等氨基酸合成蛋白質。有研究表明,補飼吡啶羧酸鉻可促進體內氮的吸收,提高吸收氮合成蛋白質的效率;同時,鉻還能保護RNA的完整性,促進核酸的合成。據報道,三價鉻離子具有改變和調節基因的功能。
2.4有機鉻與動物的繁殖性能
動物是由下丘腦-垂體-卵巢軸來調控其繁殖功能。下丘腦釋放促性腺激素釋放激素(GnRH),從而促進垂體釋放促性腺激素,促性腺激素作用于卵巢受體,引起雌激素和孕酮分泌并影響生殖活動。Lidemann等(1995)通過試驗得出結論,鉻提高動物繁殖性能的機理為:鉻增加了組織對胰島素的親合力,再經由下丘腦-垂體-卵巢內分泌軸傳遞信息而提高繁殖機能。
3有機鉻對肉雞生長性能的影響
3.1可降低應激對肉雞的影響
應激是機體對各種刺激所產生的非特異性應答反應的總和,它會對雞群造成嚴重的危害。Mertz(1969)認為,有機鉻作為GTF的重要組成成分,具有增強胰島素活性的功能,而無機鉻卻沒有這種功能。許多應激因素,如劇烈運動、噪音、溫度異常變化、疫病流行等,都可促進腎上腺皮質釋放糖皮質激素,導致組織中蛋白質和脂肪分解劇烈,使糖異生的能力增強,動物可以迅速動用機體內的能量貯備,糖元分解釋放葡萄糖(驚慌反應階段)。然而,當應激持續存在,異化作用促進機體不常用的系統運轉起來,代謝貯備大量耗竭,出現營養不良,體重下降,適應機能破壞,導致家禽死亡或被淘汰(疲勞或衰竭階段)。而補充有機鉻可以促進胰島素與胰島素受體結合,刺激胰島素敏感過程,從而降低持續應激產生的雞體內較高腎上腺皮質激素對免疫系統的抑制作用,減弱糖異化反應,提高雞群的健康水平。所以補鉻可以緩解雞群的應激。張敏紅(2000)報道,在25~33℃舍溫下,日糧添加0.6mg/kg的吡啶羧酸鉻,42日齡肉雞體重提高10.7%,日增重提高13.7%,而對采食量及料肉比無顯著影響。Sandsj.S.etal.,1999在25~42d對熱應激肉雞添加400ppb的有機鉻,發現料肉比顯著降低(4.2%),對采食量沒有影響。王丹莉(2000)采用500只21日齡的肉仔雞,研究了高溫時日糧鉻水平對肉雞血液生理生化指標和脂肪代謝的影響。結果表明:高溫下日糧添加吡啶羧酸鉻可以顯著降低8周齡肉雞腹脂率。意大利威尼達公司2001年在捷克的養殖試驗結果,樣本為30000只左右的肉雞場,實驗組使用420ppb的鉻精(主要成分為吡啶羧酸鉻),實驗組在38天的死亡率相比對照組從2.67%降低到了2.37%,42天的出欄體重從2215克增加到2315克。王剛等(2002)研究了吡啶羧酸鉻對肉雞熱應激的影響,結果表明,在飼糧中添加0.4mg/kg吡啶羧酸鉻顯著提高了肉雞胸肌率,腹脂占胴體比重的比率也有一定程度的下降。因此,應激期間補鉻可大大緩解應激對動物造成的危害。
3.2可促進肉雞肌肉組織蛋白質合成和脂肪分解,改善胴體品質
GTF作為鉻的活性形式,有協助胰島素調節血糖濃度的功能。添加一定量的有機鉻可加速蛋白質的合成和脂肪的分解,提高瘦肉率,改善胴體品質。目前,我國的肉雞飼料成分中絕大部分為植物性原料,但是植物性原料中含鉻極少,以玉米一豆粕型為基礎日糧的肉雞在環境溫度較高時會中度缺鉻。因此,要提高肉雞的生產性能和胴體品質就必須添加生物利用率高的鉻源。大量研究表明,有機鉻為提高肉雞胸肉產量和胴體瘦肉率提供了一條非氮(no—nitrogenous)途徑。Word(1993)等研究發現,在3周齡肉雞日糧中添加0.2mg/kg的吡啶羧酸鉻可增加肉雞胴體蛋白含量和減少脂肪含量。Hosstain等(1995)報道,在肉雞飼料中添加0.4mg/kg的有機鉻,結果顯著降低了肉雞胸肌脂肪重(P<O.05),提高了胴體瘦肉率,降低料肉比。這是因為:一方面鉻可參與碳水化合物代謝,并對胰島素活性有協同作用。鉻還影響氨基酸的吸收和核蛋白的RNA合成:另一方面,鉻還有可能通過生長激素的途徑起作用。Choc等(1997)研究證實,飼料中添加0.5mg/kg水平鉻可顯著降低肉仔雞胴體脂肪含量(P<0.05)。Hosstain等(1997)報道,在肉雞日糧中添加0.3mg的有機鉻,使肉雞胴體產量顯著提高,腹脂率下降,胸肌重和胸肌占胴體的百分數顯著增加。彭秀麗(2000)向艾維茵肉仔雞飼糧中補加吡啶羧酸鉻,顯著降低了肉仔雞腹脂率,其中以0.2mg/kg添加量的效果最好。張偉(2000)對肉仔雞能量、蛋白質和脂肪代謝進行研究,結果發現,肉仔雞蛋白質沉積增加6.23%~10.O0%、脂肪沉積下降8.89%、腹脂率降低10.98%~12.48%。由于鉻對肉雞胴體的影響是一個累積的過程,因此,補鉻時間長短和上市日齡是影響添加效果的主要因素。
3.3可增強肉雞的抗病能力。提高免疫功能
動物的免疫能力在強應激狀態下會一定程度的降低,而且隨著應激時間的延長,肉雞免疫器官發育受到阻礙。降低了胸腺、法氏囊和脾臟的相對重量。添加有機鉻可緩解應激,增強機體的免疫能力,并緩和高溫下肉雞免疫器官的萎縮。羅緒剛等用肉仔雞所做的試驗表明,在日糧中添加0.2mg/kg鉻,對肉仔雞的體液免疫功能有改善作用,而對細胞免疫功能可能無影響。咼于明(1998)報道,在高溫下補0.4mg/kg有機鉻顯著提高了肉仔雞抗原注射后4、6d的抗體水平,改善了肉仔雞因高溫而降低的體液免疫水平。陳勇(1999)總結前人的研究結果表明,添加有機鉻可降低肉雞的死亡率,其原因與免疫球蛋白提高有關。
3.4對肉雞血清生化指標的影響
郭艷責等(1996)報道,鉻在清除血液葡萄糖、增強機體耐糖能力和降低血脂及膽固醇方面起著重要的作用。Kim等(1996)發現,肉雞飼料中添加吡啶羧酸鉻可顯著降低血清中膽固醇水平,提高高密度脂蛋白(HDL)水平,而血清中胰島素、葡萄糖、三酰甘油及不飽和脂肪酸濃度不隨鉻量添加而呈線性遞增。Lien等(1999)報道,飼料中添加吡啶羧酸鉻可顯著提高高密度脂蛋白(HDL)含量,降低極低密度脂蛋白(VLDL)和低密度脂蛋白(LDL)含量,并能顯著降低血清中的尿酸濃度。尿酸是禽類氨基酸代謝的終產物和排泄物質,血清尿酸濃度可在一定程度上反映出機體蛋白質的代謝狀況。添加鉻能顯著降低血清中尿酸濃度的結果顯示,鉻能促進快速生長的肉雞體組織利用氨基酸合成體蛋白的效率,從而減少氨基酸代謝成尿酸隨尿排出體外的數量。
4有機鉻對蛋雞生產性能的影響
4.1提高蛋種雞免疫水平,提高生產性能
蛋(種)母雞日糧中添加有機鉻可以提高其體液和細胞免疫功能,楊民紅等對種母雞添加有機鉻發現不同水平的有機鉻添加糧可使海蘭灰種母雞的死淘率降低,這與前人的報道結果一致(Glisman,1996;Kim等,1996;Kim等,1997),同時,對于種母雞細胞免疫影響的研究,發現補鉻10d和20d,日糧鉻對全血T淋巴細胞轉化率沒有影響;到30d,日糧中添加0.4~1.0mg/kg的鉻顯著提高了全血T淋巴細胞的轉化率,這似乎說明有機鉻在動物體內發揮功能有一個累積過程,而且跟添加量也有一定的關系。大量研究表明,應激和疾病增加了鉻的排泄(張敏紅,1998;Anderson,1998).對于處于臨界鉻缺乏的畜禽,應激會增加其鉻缺乏的壓力。羅緒剛等(2002)對熱應激產蛋雞日糧添加吡啶羧酸鉻,結果明顯提高了熱應激產蛋雞全血T淋巴細胞轉化率,這說明,玉米-豆粕型飼用日糧中固有的含鉻量不能滿足產蛋雞達到最大細胞免疫對鉻的要求,日糧補充鉻能提高蛋雞的細胞免疫。詹凱等,2002對30C下27周產蛋雞使用吡啶羧酸鉻10周,發現在8周的試驗期內,添加量為0.8mg.kg的實驗組比對照組平均產蛋率增加了6.7%。WangLietAl.2002對54周齡的蛋雞添加有機鉻8周,在5周的試驗期內,添加0.6~1.0mg/kg的實驗組效果最好,相比對照組,產蛋率3.8%,NPU提高26%,料蛋比下降3.4%。由于鉻對蛋雞的影響是一個累積過程,因此補鉻時間長短和使用劑量是影響鉻添加效果的主要因素。
4.2鉻對禽蛋組成的影響
補鉻可以改善禽蛋營養成分,有機鉻可能使禽蛋中鉻濃度顯著升高而使膽固醇水平顯著下降;鉻作為蛋白結構參與蛋白連接,是卵粘蛋白合成所必需的營養素,促進陽離子(可能是鎂)轉運進入雞蛋蛋白,因此,鉻對維持雞蛋蛋白正常生理狀況有重要作用。Anderson等(1989)在種火雞日糧添加鉻,結果表明補鉻使蛋黃鉻濃度呈線性增加,對蛋白鉻濃度影響較小,蛋黃鉻濃度在濕重和干重時分別是蛋白的10倍和2~3倍。當種雞不添加鉻時,體組織中鉻含量下降。Anderson等(1989)認為,產蛋應激是引起體組織鉻下降的原因。Page等(1991)給產蛋雞飼喂200ppb吡啶羧酸鉻32周后,血液中膽固醇減少,Nakue等(1997)對青年產蛋雞(22~38周)和成年產蛋雞(75~95周)分別添加0.200和800ppb吡啶羧酸鉻,飼喂200ppb和800ppb的青年種雞的雞蛋中膽固醇水平顯著下降,成年產蛋雞膽固醇有下降的趨勢。
5鉻缺乏及過量對畜禽的影響
5.1缺鉻對畜禽的影響
日糧蛋白質及鉻的含量低,或者其它因素影響了鉻的吸收,都會引起畜禽體內缺鉻。缺鉻時,畜禽表現為膽固醇或血糖相對升高,動脈粥樣硬化,生長發育
受阻,生命縮短,營養物質(如葡萄糖、脂類、蛋白質)代謝紊亂。蛋白質和血糖代謝紊亂可能是畜禽缺鉻的標志。雞缺鉻時,羽毛大量脫落;飼喂缺鉻日糧的種公牛精液質量下降,精子畸形率升高。
5.2鉻過量對畜禽的影響
當鉻過量時,會引起中毒。鉻中毒主要受兩個因素影響:化學形態和添加劑量。Cr6+的毒性比Cr2+的毒性強100倍,要嚴加杜絕。鉻中毒主要是在血液中形成氧化鉻,使血紅蛋白變為高鐵血紅蛋白,紅細胞攜帶氧的初能發生障礙。血氧含量減少,發生內窒息。雞日糧中添加重鉻酸鉀200mg/kg時,引起雞大批死亡。因此添加鉻除考慮化學形態外,還要考慮用量,避免引起中毒。
6總結和討論
鉻作為動物機體的一種必需微量元素已越來越受到廣泛重視。大量研究結果表明,它可增強動物抗應激能力,提高動物的生長性能,提高繁殖性能,提高免疫機能。
目前,有機鉻對動物營養的作用研究還處于起步階段。而且有機鉻的應用效果受諸多因素的影響,但是有機鉻在家禽生產中的應用價值已得到大多數試驗的肯定。
我們必需注意到,有機鉻對動物的作用機理是一種慢慢積累的營養途徑,因此,使用的階段同養殖效果表現一般來說是成正相關的。
同時,我們注意到目前市供有機鉻產品都是不溶于水的,在動物體內的吸收效果不理想,Anderson等(1985)報道,當動物鉻攝入量低于40ug/d時,鉻的吸收率魚攝入量呈負相關。當攝入量為10ug/d時,鉻的吸收率為2%;當攝入量為40ug/d時,鉻的吸收率僅為0.4~0.5%,這可能與鉻的吸收位點和機理有關,即作為鉻轉運重要載體的轉鐵蛋白同其他營養素的競爭性吸收。因此,開發高生物利用度,快速吸收的有機鉻劑型顯得十分必要,例如,隨著現代科技的發展,使用納米包埋技術處理有機螯合態三價鉻,可以達到在動物的消化道粘膜系統透皮吸收,從而大大改進動物補鉻的效率,是目前所知的生物有效率最高的鉻源。
-------《賽爾飼料工業》 |
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