王 鑫?,,杨在宾?,周建群?,李丹丹?,李鹏飞?,刘凯红?,张银凤?,杨维仁?,姜淑贞?* (1.山 东 农 业 大 学

(1山东农业大学动物科技学院,山东省动物生物工程与疾病防治重点实验室,泰安,271018;2南宁市金年会在线入口有限责任公司,南宁,530221)


摘  要:旨在研究饲粮中添加寡二糖螯合微量元素对肉鸡生产性能、血液和肝脏中微量元素含量和抗氧化性能的影响。选择600只健康的1日龄AA商品肉仔鸡,随机分成6个处理,每个处理5个重复。处理1为无机微量元素处理(IE-100),饲粮用无机微量元素预混剂(CuSO4·5H2O, ZnSO4·H2O,MnSO4·H2O,FeSO4·H2O,KIO3,Na2SeO3)形式补充铜、锌、锰、铁、碘和硒,添加量分别为8、70、90、50、0.5和0.3 mg/kg;处理2、3、4、5为有机复合微量元素处理,饲粮用寡二糖螯合微量元素预混剂(寡二糖螯合铜、锌、锰和铁;KIO3和Na2SeO3)形式补充,元素水平分别为处理1的100%(OE-100)、75%(OE-75)、50%(OE-50)和25%(OE-25);处理6为不添加微量元素(OE-0)。试验分两个阶段(1-21 d和22-42 d),21 d和42 d进行称重和屠宰实验,测定生产性能、微量元素含量和抗氧化性能。结果表明:1)与IE-100相比,OE-100显著提高(P<0.05)肉鸡的ADG(1~42 d)、血液和肝脏铁(21 d)、血清和肝脏Cu-Zn SOD(42 d)活性,肝脏MDA(42 d)含量显著降低(P<0.05)。2)与OE-0相比,OE-75肉鸡的ADG(22~42 d和1~42 d)显著提高(P<0.05),F/G(22~42 d和1~42 d)显著降低(P<0.05);IE-100、OE-100、OE-75 、OE-50和OE-25显著提高(P<0.05)肉鸡血液和肝脏铁(21 d)、锌和铜(42 d);IE-100、OE-100、OE-75 和OE-50血清和肝脏Cu-Zn SOD和GSH-Px(21 d和42 d)的活性显著升高(P<0.05),MDA(42 d)的含量显著降低(P<0.05)。3)随着寡二糖鳌合微量元素预混剂水平的降低,肉鸡ADG(1~21 d、1~42 d和22~42 d)、血液微量元素[铁(21 d)、锌(21 d和42 d)、铜(21 d和42 d)和锰(42 d)]、肝脏微量元素[铁和锌(21 d和42 d)、铜和锰(42 d)]、血清和肝脏Cu-Zn SOD和GSH-Px的活性(21 d和42 d)均呈一次和二次线性降低(P<0.05),

而F/G(22~42 d和1~42 d)、血清(21 d和42 d)和肝脏(42 d)MDA含量则呈一次和二次线性升高(P<0.05)。结果表明:寡二糖螯合微量元素改善肉鸡生产性能、元素(铜、锌、锰和铁)血清和肝脏中储备、血清和肝脏抗氧化性能的最适宜水平分别为25%、50% 和75%,与无机微量元素综合性能相当的水平为50%-75%。


关键词:寡二糖螯合微量元素;生长性能;微量元素含量;抗氧化性能

中图分类号:S816.72              文献标识码:                   文章编号: 


Effects of Oligosaccharide-chelated Trace Elements on Growth Performance, Trace Element Metabolism and Antioxidant Properties of Broilers

WANG Xin1,YANG Zai-bin1,ZHOU Jian-qun2,LI Dan-dan1,LI Peng-fei1,LIU Kai-hong1,ZHANG Yin-feng1,YANG Wei-ren1,JIANG Shu-zhen1,*   (1.Shandong Provincial Key Laboratory of Animal Biotechnology and Disease Control and Prevention,College of Animal Science and Technology, Shandong Agricultural University,Tai 'an 271018, China;2. Nanning Zewei Feed Co., Ltd,Nanning 530221,China)

Abstract:The aim of this experiment was to study the effects of different oligosaccharide-chelated trace elements level on growth performance, trace element content and antioxidant properties in blood and liver of broilers. 600 healthy one-day-old AA commercial broilers were randomly divided into 6 treatments with 5 replicates for each treatment. Treatment 1 was inorganic trace elements (IE-100). The inorganic trace elements premix (CuSO4·5H2O, ZnSO4·H2O, MnSO4·H2O, FeSO4·H2O, KIO3, Na2SeO3) was used to supplement copper, zinc, manganese, iron, iodine and selenium with the content of 8, 70, 90, 50, 0.5 and 0.3 mg/kg in the IE-100, respectively. Treatment 2, 3, 4 and 5 were organic composite trace elements, and the diets were IE-100 in which inorganic trace elements were replaced by oligosaccharide chelated trace element premix (oligosaccharide chelated Cu, Zn, Mn and Fe, KIO3 and Na2SeO3) at the level of 100%(OE-100) 75%(OE-75) 50%(OE-50) and 25%(OE-25), respectively. Treatment 6 was no additional trace elements (OE-0). The experiment was divided to two stages (1-21 d and 22-42 d). Weighing and slaughter experiments were conducted on 21 d and 42 d to determine the production performance, trace element content and antioxidant properties. 1) Results showed that OE-100 increased (P<0.05) ADG (1~42 d) of broiler, the activity of blood and liver iron (21 d), serum and liver Cu-Zn SOD (42 d), and the content of liver MDA (42 d) decreased (P<0.05), compared with IE-100. 2) Compared with OE-0, ADG (22-42 d and 1-42 d) of OE-75 broilers increased (P<0.05), and F/G (22-42 d and 1-42 d) decreased (P<0.05); IE-100, OE-100, OE-75, OE-50 and OE-25 increased (P<0.05) iron (21 d), zinc and copper (42 d) in blood and liver of broilers (P<0.05); Serum and liver Cu-Zn SOD (21 d), GSH-Px (42 d) activities of IE-100, OE-100, OE-75 and OE-50 increased (P<0.05), MDA (42 d) content decreased (P<0.05). 3) With the decreasing of oligosaccharide chelated trace element, the ADG (1-21 d, 1-42 d and 22-42 d), trace elements in blood [iron (21 d), zinc and copper (21 d and 42 d), and manganese (42 d)], trace elements in liver [iron and zinc (21 d and 42 d), copper and manganese (42 d)], serum and liver Cu-Zn SOD and GSH-Px (21 d and 42 d) decreased linearly and quadratically (P<0.05), while F/G (22-42 d and 1-42 d) and the content of MDA in serum (21 d and 42 d) and liver (42 d) increased linearly and quadratically (P<0.05). In conclusion, the optimum levels of oligosaccharide chelated trace elements in improving broiler performance, serum and liver accumulation of copper, zinc, manganese and iron, serum and liver antioxidant capacity were 25%, 50% and 75%, respectively, and the equivalent level of oligosaccharide chelated trace elements to inorganic trace elements according to comprehensive index are 50%-75%.

Key words: oligosaccharide-chelated trace elements; growth performance; trace element accumulation; antioxidant properties 


微量元素是动物生长发育的重要营养物质,也是动物体内多种酶的重要组成部分,对动物机体代谢和健康发育起着十分重要的作用[1,2]。与传统的无机微量元素相比,有机微量元素具有生物学利用率高和减少环境污染等优势[3-7]。研究表明,铜-壳聚糖纳米颗粒(100 mg/kg)可以提高肉仔鸡的生长性能[8],羟基蛋氨酸螯合锌(60 mg/kg)能够提高1-6周龄肉仔鸡的生长性能[9]。通过甘蔗糖蜜与硫酸铜、锌、锰、铁螯合制备的寡二糖螯合微量元素,能够满足肉鸡对多种微量元素的需要,可以取代无机微量元素,其纯度高,稳定性好,安全无污染[10]。然而,寡二糖螯合微量元素对肉鸡生长性能、血液和肝脏中微量元素含量和抗氧化的影响却鲜有报道,本研究旨在探究梯度降低寡二糖螯合微量元素水平对肉鸡生长性能、血液和肝脏中微量元素含量和抗氧化的影响,为肉鸡饲粮中减少微量元素的使用提供科学依据。


1 材料与方法

1.1 试验材料与试验设计

1.1.1 试验材料  1‰无机微量元素(Inorganic trace elements,IE)预混剂:铜(CuSO4·5H2O,饲料级,98.5%)、锌(ZnSO4·H2O,饲料级,98.5%)、锰(MnSO4·H2O,饲料级,99.0%)、铁(FeSO4·H2O,饲料级。98.5%)、碘(KIO3,饲料级,99.0%)、硒(Na2SeO3,饲料级,98.5%)含量分别为8、70、90、50、0.5和0.3 g/kg,稀释剂选择沸石粉,泰安市泰航矿物饲料预混剂有限公司生产。

寡二糖螯合微量元素(Oligosaccharides chelated trace elements,OE)预混剂:由寡二糖螯合微量元素(铜、锌、锰和铁)、KIO3(饲料级,99.0%)和Na2SeO3(饲料级,98.5%)组成,其铜、锌、锰、铁、碘和硒含量同1‰的无机微量元素预混剂,由南宁市金年会在线入口有限责任公司提供。

1.1.2 试验动物、饲粮和试验设计  选择600只健康的1日龄AA商品肉仔鸡,随机分成6个处理,每个处理5个重复,每个重复20只,各处理间初始体重差异不显著(P>0.05)。处理1为无机微量元素(IE-100)处理,添加自制1‰无机微量元素预混剂,使饲粮中铜、锌、锰、铁、碘和硒的添加量分别为8、70、90、50、0.5和0.3 mg/kg,处理2、3、4、5为有机复合微量元素处理,添加寡二糖螯合微量元素预混剂(寡二糖螯合铜、锌、锰和铁;KIO3和Na2SeO3),使饲粮中元素水平分别为处理1的100%(OE-100)、75%(OE-75)、50%(OE-50)和25%(OE-25);处理6为不添加微量元素(OE-0)处理。试验分(1-21 d和22-42 d)两个阶段,其基础饲粮和营养水平参考NRC(2012)推荐标准配制(表1)。饲粮微量元素水平实测值见表2。


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预混料为每千克日粮提供:VA 11 500 IU; VD3 3 500 IU; VE 30 mg; VK3 3 mg; VB1 3.38 mg; VB2 9.00 mg; VB6 8.96 mg; VB12 0.025 mg; 氯化胆碱 800 mg; 泛酸钙 13 mg; 烟酸 niacin 45 mg; 生物素 0.08 mg; 叶酸 1.20 mg。


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1.1.3 饲养管理  肉鸡在同一鸡舍内进行笼内饲养,进鸡前24 h对鸡舍进行全面打扫和消毒,并将室温升至35~36℃。试验过程中,保证肉鸡连续光照、自然通风、自由采食和饮水,每天清扫鸡舍,常规进行免疫。

1.2 测定指标和方法

1.2.1 生产性能  试验期间每天记录采食量,并于试验1、21和42 d时以重复为单位称重。计算平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)和料重比(F/G)。

1.2.2 血样的采集与处理  于试验21和42 d,每个重复随机选择2只鸡禁食12 h,使用真空抗凝管翅根静脉无菌采血10 mL,用真空促凝管无菌采血10 mL,抗凝血放入-20 ℃冰箱中保存,用于检测血液中微量元素铜、锰、锌、铁的存储量。促凝血倾斜放置温水中30 min,离心(2000 r/min)10 min分离血清,血清分装编号后-20 ℃保存,用于检测血清抗氧化物酶和丙二醛含量。

1.2.3 屠宰试验和肝脏样品的采集  于试验21和42 d,每个重复随机选择2只鸡禁食24 h,放血屠宰,打开腹腔迅速取100 g左右肝脏置于自封袋-20℃保存,用于检测肝脏中微量元素铜、锰、锌、铁的存储量;取10 g左右肝脏置于冻存管-20℃保存,用于检测肝脏抗氧化物酶和丙二醛含量。

1.2.4 微量元素存储量的测定  采用电感耦合等离子体质谱法(GB 2009.268-2016)测定血液和肝脏中微量元素铜、锰、锌存储量,采用火焰原子吸收光谱法(GB 2009.90-2016)测定微量元素铁的存储量。

1.2.5 血清抗氧化物酶和丙二醛含量的测定  Cu-Zn超氧化物歧化酶(Cu-Zn SOD)根据黄嘌呤氧化酶法(羟胺法)测定,根据化学比色法测定谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和丙二醛(MDA)的含量。Cu-Zn SOD(A001-1)、GSH-Px(A005)和 MDA(A003-1)测试盒购于南京建成生物工程研究所。

1.2.6 肝脏抗氧化物酶和丙二醛含量的测定  肝脏样品室温解冻后取适量,冰浴条件下制成10%的匀浆,离心(3 000 r/min)10 min后取上清检测抗氧化酶活性及丙二醛含量。测定方法和试剂盒同1.2.5。

1.3 数据统计  数据经Excel处理后采用SAS 9.2统计软件进行单因素方差分析,采用Ducan’s多重比较处理平均值,P < 0.05为差异显著,P < 0.01为差异极显著。采用线性回归分析有机微量元素不同添加水平下,生产性能,微量元素含量等指标的一次和二次线性关系。

2 结果与分析

2.1 生产性能  与IE-100相比,OE-100显著提高肉鸡(1~42 d)的ADG(P<0.05,表3)。与OE-0相比, OE-75肉鸡的ADG(22~42 d和1~42 d)显著提高(P<0.05),F/G(22~42 d和1~42 d)显著降低(P<0.05)。肉鸡ADG(1~21 d、1~42 d和22~42 d)随着寡二糖鳌合微量元素预混剂水平降低呈一次和二次线性降低(P<0.05),而F/G(22~42 d和1~42 d)线性升高(P<0.05)。


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ADFI,日均采食量;ADG,日均采食量;F/G,料重比。同列数据肩标不同字母表示差异显著(P<0.05),下同。 


2.2 血液铁、铜、锌和锰的水平  与IE-100相比,OE-100显著提高肉鸡血液铁(21 d)(P<0.05,表4)。与OE-0相比,IE-100、OE-100、OE-75 、OE-50和OE-25血液铁(21 d)、锌和铜(42 d) 显著提高(P<0.05)。随着寡二糖鳌合微量元素预混剂水平降低,肉鸡血液铁(21 d)、锌(21 d和42 d)、铜(21 d和42 d)和锰(42 d)水平呈现一次和二次线性降低(P<0.05),本研究21 d血液锰含量低于检测限。


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2.3 肝脏铁、铜、锌和锰存储量  与IE-100相比,OE-100显著提高肉鸡肝脏铁(21 d)(P<0.05,表5)。与OE-0相比,IE-100、OE-100、OE-75 、OE-50和OE-25显著提高肉鸡肝脏21 d的铁和42 d的铁、锌、铜及锰(P<0.05)。随着寡二糖鳌合微量元素预混剂水平降低,肉鸡肝脏中铁和锌(21 d和42 d)、铜和锰(42 d)存储量均呈现一次和二次线性降低(P<0.05)。


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2.4 血清抗氧化物酶活性和丙二醛含量  与IE-100相比,OE-100显著提高肉鸡血清Cu-Zn SOD(42 d)活性(P<0.05,表6)。与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)的活性显著升高(P<0.05),MDA(21 d和42 d)的含量显著降低(P<0.05)。血清Cu-Zn SOD和GSH-Px的活性(21 d和42 d)均随着寡二糖鳌合微量元素预混剂水平下降呈一次和二次线性降低(P<0.05),MDA(21 d和42 d)含量则呈一次和二次线性升高(P<0.05)。


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MDA,丙二醛;Cu-Zn SOD,Cu-Zn超氧化物歧化酶;GSH-Px,谷胱甘肽过氧化物酶。下表同。


2.5 肝脏抗氧化物酶活性和丙二醛含量  与IE-100相比,OE-100显著提高肉鸡肝脏Cu-Zn SOD(42 d)活性(P<0.05,表7),MDA(42 d)含量显著降低(P<0.05)。与OE-0相比,IE-100、OE-100、OE-75和OE-50肝脏Cu-Zn SOD和GSH-Px(21 d和42 d)的活性显著提高(P<0.05),MDA含量(42 d)显著降低(P<0.05)。随着寡二糖鳌合微量元素预混剂水平下降,肉鸡肝脏Cu-Zn SOD和GSH-Px活性(21 d和42 d)呈一次和二次线性降低(P<0.05),而MDA含量(42 d)呈一次和二次线性升高(P<0.05)。


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3  讨论

3.1  生长性能  饲粮中添加有机微量元素能够促进动物的生长性能。研究表明,用37.5%的蛋氨酸螯合铁、铜、锌、锰替代75%的相应无机铁、铜、锌、锰(按1 mg螯合元素代替2 mg无机元素方式)显著提高肉鸡ADG,降低了料重比[11],肉鸡饲粮中添加果胶低聚糖螯合锌(600 mg/kg)显著提高了ADG和ADFI[12]。郭建来等[13]研究表明,饲粮中用蛋白质螯合铁、锌、铜、锰等量替代全部的对应无机微量元素显著提高‘杜×长×大’三元仔猪的日增重,料重比也有所下降。CREECH等[14]对断奶母猪的研究表明,饲粮中用蛋白质螯合铜、锌、锰和铁等量替代50%的硫酸盐也显著提高了日增重。本试验中,肉鸡饲粮用75%或100%寡二糖鳌合微量元素预混剂代替全部无机微量元素显著提高其生产性能,用25%寡二糖鳌合微量元素预混剂代替全部无机微量元素,肉鸡的生产性能差异不显著。说明25%的寡二糖螯合多元微量元素预混剂满足AA肉鸡生产性能对微量元素的需要。可能原因是寡二糖螯合多元微量元素的螯合率高,微量元素进入肠道后不以离子的形式存在,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较小,可以更好的吸收入血[15];同时寡二糖螯合多元微量元素具有亲脂性,可以经过小肠绒毛刷状缘,通过氨基酸和小肽途径通道吸收进入血液,也可以经过糖脂、糖蛋白和寡糖通道进入血液[16,17]。微量元素作为酶结构和活性中心的组成部分[18],通过各种酶促进体内三大有机物质代谢,进而提高动物的生产性能。但也有研究表明,用不同水平(25、50、75、100 mg/kg)的蛋白质螯合锌对断奶仔猪的生长性能无明显的改变[19]。这可能是因为不同的有机微量元素生物学效价、生产工艺和主要作用机制不同,同时不同动物的不同阶段对微量元素的需要量也不一样[10,15],在某一剂量范围内,微量元素提高动物机体免疫力和抗氧化能力,未必明显改善生产性能,但其机制尚需进一步证实。


3.2  微量元素含量  血液中微量元素含量反映了机体对微量元素的吸收利用情况[20,21],经过血液循环之后,主要沉积部位是肝脏[22]。孙秋娟等[23]研究发现,用等量羟基蛋氨酸螯合铜、锰和锌替代无机盐显著提高蛋鸡肝脏中铜、锰和锌的含量。SEO等[24]研究发现,肉鸡饲粮中随着蛋氨酸螯合铁添加量的增加,肝脏中铁含量显著增加,且添加量为200 mg时,肝脏中铁含量达到最高。在猪的研究中发现,断奶仔猪饲粮中添加170 mg/kg羟基蛋氨酸铜显著提高肝脏中铜含量[25]。用有机微量元素铁、铜、锰和锌(蛋白盐形式)代替肥育猪饲粮中等量的对应无机微量元素,显著提高了前期猪血清中锌的含量,对铁、铜和锰的含量则无显著影响[26]。本试验中,肉鸡饲粮用75%或100%寡二糖鳌合微量元素预混剂代替全部无机微量元素显著提高肝脏和血清中铁含量,肉鸡饲粮用50%寡二糖鳌合微量元素预混剂代替全部无机微量元素,肝脏和血清中铁、铜、锰和锌的含量差异不显著,说明50%的寡二糖螯合微量元素完全可以替代全部无机微量元素。原因可能是微量元素与寡二糖螯合后,形成稳定性的螯合物,减轻了微量元素之间的拮抗作用[27-29];同时寡二糖螯合多元微量元素的生物学利用率高,螯合环能够减少肠道中植酸盐及其他沉淀剂对微量元素的结合沉积,很轻易地被肠道中的蛋白质受体识别并捕获,通过小肽和氨基酸的吸收途径进入血液循环,进入到肝脏沉积,进而血液和肝脏中微量元素含量升高[22,30-32]。


3.3  抗氧化物酶和丙二醛含量  GSH-Px和Cu-Zn SOD等构成机体抗氧化应激的重要屏障[33],MDA含量反映了机体的氧化程度。CERONE等[34]研究发现,铜和锌的缺乏会影响Cu-Zn SOD酶的活性。薛颖等[35]研究证实,饲粮中添加NRC需要量的25%、50%的羟基氨基酸锰、铜、锌以及甘氨酸铁、酵母硒显著提高血浆的SOD和GSH-Px活性,降低MDA含量。饲粮中添加120 mg/kg甘氨酸亚铁可以显著提高肉鸡血清中SOD活性,降低MDA含量[36]。用有机微量元素铁、铜、锰和锌(蛋白盐形式)代替肥育猪饲粮等量的对应无机微量元素,可以提高前期猪Mn-SOD活性,降低MDA含量,显著提高后期猪GSH-Px活性[26]。本试验中,随着寡二糖螯合多元微量元素水平下降,肉鸡血清和肝脏的Cu-Zn SOD和GSH-Px活性呈一次和二次线性降低,而MDA含量呈一次和二次线性升高。肉鸡饲粮用75%寡二糖鳌合微量元素预混剂代替全部无机微量元素,肉鸡血清和肝脏抗氧化能力显著提高,75%寡二糖鳌合微量元素预混剂代替全部无机微量元素的抗氧化能力与无机微量元素组十分相当,这可能是因为Cu-Zn SOD作为一种铜、锌依赖酶,受血液和肝脏中铜、锌含量的影响,同时其活性的增加可能与自身降解稳定性的提高或降解速度的减慢也有关,随着寡二糖螯合多元微量元素被机体吸收后,血液和肝脏中的有效铜和锌含量升高,Cu-Zn SOD活性也显著升高,提高了机体抗氧化酶活性和清除体内自由基的能力[37-41],同时体内寡糖含量增加,也具有清除体内的自由基,提高机体的抗氧化酶活性的能力[42-44]。血清和肝脏21 d的抗氧化酶活性低于42 d,这与动物的生长发育有关,也更好的解释了年龄增长抵抗力强的一个原因。

与无机微量元素处理和不添加微量元素处理相比,100%寡二糖螯合微量元素预混剂能提高肉鸡的生长性能、微量元素含量和抗氧化性能,且能改善肉鸡生产性能、元素(铜、锌、锰和铁)血清和肝脏中储备、血清和肝脏抗氧化性能的最适宜水平分别为25%、50%和75%;与无机微量元素综合性能相当的水平为50%-75%。随着寡二糖螯合微量元素预混剂添加水平下降,肉鸡的生产性能、血液和肝脏的微量元素含量及抗氧化物酶活性大多数指标呈线性下降。


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