日粮硒对种鸡蛋品质和繁殖性能的影响研究进展
2012-01-25芳北京博农利生物科技有限公司赵冬琴
吉 林 农 业 科 技 学 院 刘 芳北京博农利生物科技有限公司 赵冬琴
硒在机体抗氧化防御体系中起着重要作用,是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的组成部分。GSH-Px是一种重要的过氧化物分解酶,能保护细胞膜的结构及功能不受过氧化物的干扰及损害。另外,硒参与辅酶Q的合成,促进丙酮酸脱羧,因而在三羧酸循环及呼吸链电子传递中发挥作用(姚春翥,2001)。鸡胚组织和精子成分中含有丰富的长链多不饱和脂肪酸,因此极易发生脂质过氧化反应(王健,2003)。所以,胚胎发育和精子生成过程中,硒对于维护适当的抗氧化体系是非常重要的。从种蛋孵化前蛋的贮藏到孵化后鸡胚的发育,种蛋中的硒参与了抵制自由基与有毒代谢成分的破坏作用。总之,日粮中补硒对维持家禽较高繁殖性能是非常重要的。NRC(1994)推荐家禽对硒的需要量为0.1 mg/kg,最大耐受量为2 mg/kg。
1 日粮硒在种蛋中的沉积规律
1.1 日粮硒在全蛋中的沉积量 全蛋中的硒含量与种鸡日粮中的硒含量是直接相关的。种蛋中硒的含量随种鸡日粮中硒含量的增加而增加(Zaran 等,2009;Surai,2000)。 日粮中使用有机硒(酵母硒)能更有效提高全蛋中硒的沉积量,有机硒与无机硒相比,有机硒更有利于在种蛋中沉积。原因可能与有机硒(蛋氨酸硒)、无机硒(亚硒酸钠)的吸收和代谢方式不同所致。
研究已证明,锌、锰和硒等微量元素的有机来源比无机来源更能有效的从母体转移到鸡蛋中(Miles,2000;Kidd 等,1993;Sirichakwal等,1984)。由于有机硒生物学利用率比无机硒更高,有机硒更容易沉积到动物的组织和鸡蛋中。产蛋鸡日粮中使用酵母硒可有效增加鸡蛋中的硒含量(Utterback,2005;Payne 等,2005)。
1.2 日粮中不同来源的硒在鸡蛋中的沉积方式
日粮中无机硒由肠道被动吸收,有机硒 (蛋氨酸硒)则被肠道主动吸收。被肠道吸收后的硒,一部分用于硒蛋白的合成,一部分由机体组织储存起来,其余的部分则被排出体外。肠道吸收无机硒(亚硒酸钠)后,立即用于机体硒蛋白的合成,但其中一部分被机体排出体外,反刍动物由粪便排出,而非反刍动物由肾脏通过尿排出,只有极少的一部分储存在机体组织中。肠道吸收蛋氨酸硒的方式与蛋氨酸相似,所以大部分的蛋氨酸硒会非特异性的结合在需要蛋氨酸的组织中,因此很多源于蛋氨酸硒蛋白的硒会更多的沉积到体组织中。Payne等(2005)研究认为,日粮中的有机硒可直接以蛋氨酸硒的形式沉积到鸡蛋中,而无机硒(亚硒酸钠)则需要在鸡体内转变成硒代半胱氨酸的形式才能沉积到鸡蛋中,所以有机硒在鸡蛋中的沉积效率要明显高于无机硒。Papazyan和Golubkina(2006)研究报道,日粮中以亚硒酸钠为硒源的鸡蛋在孵化过程中,蛋壳膜中的硒含量逐渐降低,而以蛋氨酸硒为硒源的鸡蛋在孵化过程中,蛋壳膜中的硒含量无变化,这表明日粮中无机硒(亚硒酸钠)以硒代半胱氨酸的形式被沉积,而有机硒以蛋氨酸硒的形式沉积。
1.3 日粮硒在蛋中沉积部位 一般金属元素,主要先沉积在蛋黄中,因为金属脂蛋白活化而形成蛋黄(Miles,2000)。 Pappas等(2005)研究认为,蛋黄或蛋清中硒的沉积量与日粮中硒的含量有关。蛋黄与蛋清中硒含量的比值随日粮中硒水平的增加而降低。日粮中含低水平硒时,硒优先沉积在蛋黄中,当日粮中含高水平硒时,硒在蛋黄和蛋清中的沉积量相当。因为日粮中硒(无论有机硒还是无机硒)相对过量时,才会沉积到蛋清中(Pappas等,2005)。而之前的研究报道认为,有机硒主要沉积在蛋清中,而无机硒则沉积在蛋黄中 (Paton等,2000;Surai,2000;Latshaw 和 Biggert,1981)。Sirichakwal等(1984)用同位素标记亚硒酸盐中的硒,研究了硒的沉积方式。结果表明,当母鸡日粮中硒的供给量很有限时,硒最先沉积到蛋黄中,因为蛋黄中储存着大部分的微量元素,并且会通过卵黄囊有效转移,进而完成胚胎发育。相反,当母鸡日粮中硒供应充足时,额外的硒就会沉积到蛋清中,同样可供胚胎发育的需要。
2 日粮硒对种蛋品质的影响
2.1 日粮硒对鸡蛋新鲜度的影响 鸡蛋储存过程中,蛋清的品质会发生一系列变化,尤其是哈氏单位会降低。因为储存过程中,鸡蛋内容物中的二氧化碳挥发,随之蛋清pH上升,pH上升引起蛋清中蛋白分离,从而蛋清的黏稠性变差,哈氏单位降低,蛋品质下降(Silversides和 Scott,2001;Brake等,1997;Williams,1992)。 Pappas(2005)研究表明,鸡蛋储存14 d后,pH从8.95增加到9.50,鸡蛋哈氏单位迅速降低。
硒作为一种抗氧化物,可有效影响鸡蛋的新鲜度。Wakebe(1999)研究报道,产蛋鸡日粮中添加有机硒可减缓在储存过程中哈氏单位的快速降低。母鸡日粮中使用有机硒时,可促使鸡蛋中沉积更多的硒,进而鸡蛋中GSH-Px酶的活性增强,鸡蛋抗氧化水平增高,更有利于新鲜度的维持。相反,日粮中含硒水平较低时,鸡蛋哈氏单位降低的速度加快(Pappas,2005)。更深一层次的机制目前尚不清楚,但是,依赖硒的谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px存在于蛋清和蛋黄中,GSH-Px酶活性的增高,会减慢鸡蛋在储存期间脂质的过氧化,从而使鸡蛋在储存期间维持好的新鲜度(Pappas,2005;Gaal等,1995)。 Pappas(2005)研究报道,储存14 d的低硒处理组的鸡蛋蛋白品质不断下降,并且下降的比率要显著高于额外添加硒的日粮处理组。
2.2 日粮硒对蛋壳质量的影响 日粮中添加维生素E和硒对鹌鹑在冷应条件激下产蛋的蛋壳强度、蛋壳厚度和鸡蛋哈氏单位有积极的影响(Sahin 等,2003)。 Paton 等(2000)研究报道,产蛋鸡日粮中添加有机硒可有效提高蛋壳强度。蛋壳是孵化期间鸡胚气体交换的必经通道,蛋壳质量的高低,直接影响孵化中鸡胚的发育,这与孵化率直接相关(樊银珍等,2008)。
3 日粮硒对种鸡繁殖性能的影响
3.1 提高种蛋受精率 硒可通过提高种蛋受精率和受精蛋的质量来提高孵化率。种公鸡精液中高浓度的多不饱和脂肪酸极易受到氧化,这是其生殖力易受影响的重要因素。在氧化应激条件下,谷胱甘肽过氧化物酶是最主要的抗氧化保护酶。其在保护细胞膜防止脂质氧化方面起着重要的作用,可维护细胞的完整性。精液中的硒浓度、精子质量与精子氧化损伤程度密切相关 (朱宏娟和田科雄,2005)。精液中硒的浓度与精子中GSH-Px的表达依赖于日粮中硒的补充。日粮中补充硒明显提高了家禽肝、睾丸、精子和精清中硒的浓度,GSH-Px的活力随之增强(王健,2003)。日粮中硒的吸收与组织中硒的贮备对GSH-Px活力的维持有重要的作用。所以日粮中补硒可提高种公鸡精子活力,进而提高种蛋受精率。
3.2 提高种蛋孵化率 日粮中的硒可增强种蛋的抗氧化水平,保护种蛋脂质免受氧化损伤,这对维持种蛋较高的孵化率是非常有益的。因为鸡胚胎组织的脂质成分中含有较高比例的多不饱和脂肪酸,因而其需要抗氧化剂的保护,同时鸡胚发育过程中所受的氧化应激较大,所以较高的硒含量可缓解此过程中一系列氧化应激(王健,2003)。在胚胎形成和发育的过程中,母体日粮组成是胚胎抗氧化体系形成的一个主要决定因素。增加母体日粮抗氧化剂的水平可以提高发育状态下鸡胚的抗氧化剂的浓度,降低发生脂质过氧化反应的可能。当动物处于应激条件时,有机硒较高的存留量,能被用来合成更多的GSH-Px酶,以便消除由于应激而产生更多的自由基(陶新等,2001)。
Payne等(2005)研究报道,日粮中添加硒可增加种蛋中硒的含量,提高种蛋组织中过氧化物酶的活性,进而提高种蛋孵化率。此外,有研究表明,鸡蛋中硒含量的增加有利于胚胎的形成(Paton等,2000)。由于哈氏单位和蛋白高度与受精蛋孵化率均呈强正相关性(P<0.01),即哈氏单位和蛋白高度越大,受精率和孵化率越高,所以鸡蛋中高水平的硒,可通过维持鸡蛋的新鲜度来提高种蛋的孵化率(孙从佼等,2011)。
但是,日粮中添加过量的硒是有害的,同样鸡蛋中含有高水平的硒也是有害的 (Carlson等,1951;Franke 和 Tully,1936)。 Kinder等(1994)在鸸鹋蛋中注射高水平的硒引起高的胚胎死亡率,此时,降低蛋中硒含量,孵化率则逐渐升高。此外,过量的硒还会使小雏鸡产生很多不正常反应,例如喙短缺、腿和翼变短等。硒与硫位于元素周期表同一族,有许多相似的生化特性,在体内两者的代谢、吸收过程密切相关。硒是典型的亲硫元素,饲料中添加一定量硫酸盐能减轻慢性硒中毒 (朱爱民和李振玲,1997)。生长在某些区域的谷物可能已经含有了高水平的硒,所以配制日粮时一定要考虑谷物原料中硒的含量 (Franke和 Tully,1936)。
4 小结
种鸡日粮中添加不同形式的硒 (尤其是有机硒)可有效增加种蛋中硒的沉积量,维持种蛋品质,对种蛋孵化产生积极影响。
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