畜禽对硒的需要量及超微粉亚硒酸钠的应用技术

2017-09-29孙明明孟洋杨强刘忠德刘耀辉王苏宁

饲料博览 2017年9期

关键词：超微粉蛋氨酸过氧化物

孙明明，孟洋，杨强，刘忠德，刘耀辉，王苏宁

（鞍山兴达伟业矿物质科技有限公司，辽宁鞍山114000）

畜禽对硒的需要量及超微粉亚硒酸钠的应用技术

孙明明，孟洋，杨强，刘忠德，刘耀辉，王苏宁

（鞍山兴达伟业矿物质科技有限公司，辽宁鞍山114000）

文章对超微粉亚硒酸钠的营养作用、畜禽对硒的需要量、粉碎粒度与添加量的关系进行了论述。试验结果表明，超微粉碎亚硒酸钠与普通亚硒酸钠相比，提高了动物抗氧化功能，大幅提高了动物的免疫力，对其免疫球蛋白G（IgG）、谷胱甘肽过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、超氧化物歧化酶活性、总抗氧化力、丙二醛等指标都有不同程度的改善作用。

畜禽；硒；超微粉亚硒酸钠

Abstract:The nutrition function of ultramicro powder sodium selenite,the requirement of selenium and the relation between the particle size and the dosage of selenium were discussed in this article.The results showed that compared with sodium selenite,the ultramicro powder sodium selenite had improved the antioxidant function and immunity of animals.Moreover,immunoglobulin G(IgG),the activity of glutathione peroxidase,catalase and superoxide dismutase had increased,respectively.Finally,total antioxidant capacity had increased and the amount of MDA had decreased.

Key words:livestock and poultry;selenium;ultramicro powder sodium selenite

硒是动物所必需的微量元素之一，自然界中硒主要以有机硒和无机硒的形式存在，当前，畜禽日粮中广泛使用的补硒方法仍然是以亚硒酸钠作为硒源[1-3]。为保证动物采食均匀，可采用超微粉碎技术将其制成超微粉亚硒酸钠。

1 超微粉碎技术

超微粉碎技术是利用各种特殊的粉碎设备，对物料进行碾磨、冲击、剪切等，将粒径＞3 mm的物料粉碎至粒径为30～40 μm的微细颗粒，通常称之为“超微粉体”。超微粉体是超微粉碎的最终产品，具有一般颗粒所没有的特殊理化性质，使产品具有界面活性，呈现出特殊功能，如良好的溶解性、分散性、吸附性、化学反应活性等。因此超微细粉末已广泛应用于食品、化工、医药、化妆品农药、染料、涂料等许多领域上。

超微粉碎技术应用于微量元素，有利于动物的吸收，提高微量元素的生物利用度，当固形物质经过超微粉碎后处于微米甚至纳米尺寸时，该物质的物理、化学特性都将发生极大的变化。研究表明，超微粉碎后，可提高微量元素的溶出度，有利于快速吸收[4]。

2 畜禽对硒的需要量

不同的畜禽及其在不同的生长阶段时，其对硒的需要量和耐受量是不同样的。家禽机体若缺硒会引起很多疾病，如肝坏死、桑堪样心肌病、白肌病等，但添加过量的硒也会导致机体生病，如畜禽会出现生长停滞、神经过敏、发育中胚胎畸形等，因此添加适量的硒对硒发挥其功能是很重要的。

对畜禽来说，在正常日粮添加条件下，硒的需要量大概为：对于生长猪的硒日粮需要量，我国规定为0.28～0.30 mg·kg-1日粮，美国NRC（1998）则规定为0.15～0.30 mg·kg-1日粮，欧共体限量为0.50 mg·kg-1日粮；对于禽类的硒日粮需要，火鸡为0.2 mg·kg-1，肉鸡为0.1～0.15 mg·kg-1（NRC，1994），且禽类日粮硒的最大允许添加量为0.3 mg·kg-1（AAFCO，2003）。

根据农业部2009年1224公告和GB 26418-2010《饲料中硒的允许量》的规定，硒的添加量为0.1～0.3 mg·kg-1。最大允许添加量，猪鸡饲料中应＜0.5 mg·kg-1。

饲料生产应根据日采食量来确定微量组分的粒度，只有确保日采食量内有足够数量微量组分的颗粒，才能确保均匀度。活性组分在配合饲料内添加量与粒度要求的关系见表1。

由表1可知，若按照饲料中亚硒酸钠添加量要求，其粒度应该粉碎到大约40 μm，才能符合要求。硒在全价料中的添加比例只有0.1～0.5 mg·kg-1，属于极微量成分，为了使其在饲料中均匀分布，就必需采取超微粉碎与预混合相结合的方法。雏鸡日粮中200和40 μm亚硒酸钠颗粒数对比见表2。

由表2可知，雏鸡在日粮中采食亚硒酸钠颗粒数少，极易发生中毒。日采食量少的动物，如鹌鹑、水产动物等，也存在相同的问题。因此，亚硒酸钠的粉碎粒度应达到超微粉，即在30～40 μm。将微量元素硒以超微粉亚硒酸钠（Na2SeO3）的形式添加到饲料中去，是目前饲料生产中安全适用、性价比高的较好选择。

表1 活性组分在配合饲料内添加量与粒度要求的关系

表2 雏鸡日粮中200和40 μm亚硒酸钠颗粒数对比

3 超微粉亚硒酸钠的生物学功能

微量元素硒是动物营养中必不可少的营养物质，在动物体内主要以硒蛋白的形式存在，具有许多重要的生理功能。硒是谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的重要组成部分和活性中心，具有抗氧化功能，这是硒最主要的生物学功能[5-7]。

GSH-Px的抗氧化功能可防止形成有害自由基及其对不饱和脂肪酸的进攻，催化有毒的过氧化物还原为无毒的羟基化物（ROH），有助于保护细胞膜和亚细胞膜免受氧化性损伤以及在呼吸代谢中清除产生的过氧化物与羟自由基，进而维持生物膜的完整性。

现在5种包含硒的GSH-Px均已被鉴定，包括细胞型谷胱甘肽过氧化物酶（cGPx）、胃肠型谷胱甘肽过氧化物酶（GPx-GI）、血浆型谷胱甘肽过氧化物酶（PGPx）、磷脂过氧化氢型谷胱甘肽过氧化物酶（PHGPx）和谷胱甘肽过氧化物酶-6（GPx6）。其中谷胱甘肽过氧化物酶（cGPx）是体内硒的主要存在形式，所有组织中均发现有该酶存在，占到总硒量＞50%。其是一条含201个氨基酸残基的多肽链，第47位氨基酸是硒代半胱氨酸Sec，Sec就是酶促反应的活性中心。磷脂过氧化氢型谷胱甘肽过氧化物酶（PHGPx）是精子中段的结构蛋白，这是目前已知的唯一的一种发挥结构作用的硒蛋白。若缺硒会引起硒蛋白活性降低、自由基清除受阻、机体产生大量不饱和脂肪酸，极易受到过氧化作用产生脂质过氧化物，使生物膜受到损伤，出现免疫力下降、雄性不育等一系列机体功能障碍。

机体可通过建立两种主要防御体系来防止脂质过氧化物的损伤。酶促防御体系，有3种主要抗氧化的酶，包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）及金属结合蛋白。这第一道防线主要是负责制止自由基的生成。一般活细胞中的自由基主要是超氧化物自由基，在线粒体的电子传递链过程会生成超氧化物自由基，超氧化物歧化酶（SOD）将这个自由基歧化生成过氧化氢（H2O2），但H2O2对细胞仍有毒性，因此必须迅速清除，这一重要的抗氧化反应就是由GSH-Px和CAT来承担的。相比主要居于过氧化物酶内的CAT，GSH-Px存在于细胞的不同部位。因此，GSH-Px比CAT清除细胞内过氧化氢的能力高。虽然这3种酶可以有效清除O2-、H2O2、ROOH等活性氧并终止自由基链式反应，但并不能完全阻止脂质过氧化和自由基的生成，这就需要另一类有直接清除作用的非酶促反应防御体系，包括含硫基化合物、辅酶Q、维生素A、维生素E、维生素C等、醇类和酚羟基化合物等。

硒直接清除自由基作用表现在下面几个方面：清除脂质过氧化物自由基的中间产物；脂质过氧化物的分解；修复自由基造成的硫化合物的损伤；在自由基破坏生命物质之前将其清除或变为稳定的化合物；催化巯基化合物作为保护剂。一般状况下动物体内的自由基产生和抗氧化系统处于动态平衡，只有当机体受到应激时，如热应激、病毒侵染时会使自由基生成，过氧化物积累，以致过氧化损伤，只有维持机体自由基产生和抗氧化系统的平衡才是动物健康生长的重要保障。

硒对生物膜具有保护作用，能提高动物的免疫力，刺激免疫球蛋白的形成，促使机体合成IgG、免疫球蛋白M（IgM）等抗体，促进了淋巴细胞的增殖，保护淋巴细胞质膜的通透性从而增强了免疫反应。另外，硒也能促进抗体、补体的大量合成，从而大大提高了抗体的免疫能力。硒能有效地提高机体的体液免疫和细胞免疫功能；增强T细胞介导的肿瘤特异性免疫，有利于细胞毒性T淋巴细胞（CTL）的诱导，并明显加强CTL的细胞毒活性，还能显著提高吞噬过程中吞噬细胞的存活率和吞噬率。硒的缺乏对免疫功能的影响主要是减弱嗜中性白细胞的功能和降低谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性。硒具有提高动物机体免疫的作用，不仅可以影响机体特异性免疫，还可以影响机体的非特异性免疫过程。硒能促进特异性体液免疫功能，增加体内抗体水平。有研究比较了超微粉亚硒酸钠和普通亚硒酸钠对肉仔鸡血清生化指标的影响，结果表明，超微粉亚硒酸钠对肉仔鸡前期免疫力和肝脏抗氧化能力有提高作用，与对照组比，试验组IgG提高了32.01%，谷胱甘肽过氧化物酶提高了13.84%，过氧化氢酶提高了23.94%，超氧化物歧化酶提高57.46%，总抗氧化力提高了20.90%，丙二醛降低了19.50%[8]。

中国农业科学院北京畜牧兽医研究所研究了饲粮中添加不同硒源（普通亚硒酸钠和超微粉亚硒酸钠）和不同硒水平时对肉仔鸡生长性能、血浆及组织（肝脏和胰腺）中硒含量、GSH-Px活性及组织GSH-Px mRNA表达水平的影响，试验结果表明，超微粉亚硒酸钠硒在提高14日龄肉仔鸡胰腺GSH-Px mRNA表达方面的效果明显优于普通亚硒酸钠硒；以14日龄肉仔鸡胰腺GSH-Px mRNA表达水平的多元线性回归斜率比法研究表明，如以普通亚硒酸钠硒对肉仔鸡的生物学利用率为100%，则超微粉亚硒酸钠硒的相对生物学利用率为158%，显著比普通亚硒酸钠硒的高58%。

4 有机硒与无机硒

自然界中，硒主要以有机硒和无机硒的形式存在，一般无机硒是使用较普遍的硒源，主要存在形式有硒酸盐（Se6+）和亚硒酸盐（Se4+）等，有机硒则以硒代蛋氨酸、硒代胱氨酸和硒代半胱氨酸等形式存在。目前已知的哺乳动物体内的硒蛋白主要分为6类：谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）家族、碘化甲状腺原氨酸脱碘酶（ID）家族、硫氧还蛋白还原酶（TR）、硒代磷酸合成酶（SPS）、硒蛋白P、硒蛋白W、精子被膜硒蛋白等。

4.1 吸收

无机硒是以被动扩散方式通过肠壁吸收然后进入肝脏，再转化为生物硒。有机硒是以主动运输机制通过肠壁被机体吸收利用。Se主要在动物的胃、肠道中被吸收，然后进入血液，与血液中的α、β球蛋白结合，经血浆运载进入各组织。多数研究认为，无机硒和有机硒具有不同的代谢途径。无机硒是在还原态的辅酶Ⅱ、辅酶A、腺苷-5'-三磷酸盐和镁的作用下生成硒化氢，再以硒代半胱氨酸的形式合成含硒蛋白或生成甲基化代谢产物排出体外；而有机硒，在大剂量给予时可能与硫在代谢途径上存在代谢通路，小剂量给予时则有其独立于硫的代谢途径。

4.2 转运

硒被肠道吸收后，血浆中＞65%的硒是以硒蛋白的形式存在，并被转运到其他组织。有机硒与无机硒在转运过程中存在差异。无机硒更多地以谷胱甘肽过氧化物酶的形式存在，而有机硒则主要沉积到组织蛋白中。

4.3 代谢

机体有二个硒代谢区室，硒蛋氨酸区室和硒半胱氨酸-无机硒区室[9]。

这两个区室的关键差别是硒半胱氨酸区室内稳态受硒营养状况的调节，而硒蛋氨酸区室则不受硒营养状况的调节。硒半胱氨酸区室含除了硒蛋氨酸（Se-Met）以外的所有硒化合物，包括无机硒化合物、硒代胱氨酸（Se-Cys）、硒蛋白-P、GPx以及代谢产物等。硒蛋氨酸区室仅含硒蛋氨酸（Se-Met）。

硒半胱氨酸区室由硒蛋白中硒加上低分子量无机硒形式硒组成。哺乳动物的硒蛋白中硒总是以硒半胱氨酸的形式存在。这个区室构成了体内硒的生化活性池。来自植物、喂予硒蛋氨酸的动物以及补充剂（如硒化酵母）的膳食硒蛋氨酸与蛋氨酸区室混合在一起，并根据蛋白质需要以蛋氨酸类似物形式掺入蛋白质中，这与硒的营养状况无关。用硒蛋氨酸标记的这些蛋白质中的硒一直要到蛋白质更新时才能被利用，如以亚硒酸钠和硒蛋氨酸两种形式给低硒者补硒，结果两种形式对于提高机体GPx活力的效果一样。

有机硒与无机硒的代谢作用存在差异，主要表现为有机硒更易沉积到肉、蛋、奶等产品中，而无机硒则对含硒酶活性影响更显著。

王海宏等研究了4种不同硒源（硒化卡拉胶、硒蛋氨酸、富硒酵母、亚硒酸钠）对肉仔鸡组织硒含量以及对肝脏和全血中谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活力的影响，并测定了21日龄和42日龄肉鸡的全血、肝脏、血浆、红细胞、肌肉的硒含量和GSH-Px活性，结果表明，硒蛋氨酸在所有组织中均有最高的硒含量，4种硒源均能有效提高肝脏及GSH-Px全血活力，硒蛋氨酸和富硒酵母可显著提高红细胞中的硒含量，而亚硒酸钠则能有效提高红细胞的GSH-Px活力[10]。

5 小结

超微粉碎亚硒酸钠与普通亚硒酸钠相比，提高了动物抗氧化功能，大幅提高了动物的免疫力，对动物血清IgG含量、谷胱甘肽过氧化物酶活性含量、过氧化氢酶含量、超氧化物歧化酶含量、总抗氧化力、丙二醛含量都有不同程度的改善作用。超微粉亚硒酸钠因其混合均匀，不易缺乏或中毒，是安全稳定的含硒添加剂，可在饲料生产中广泛应用。

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The Requirement of Selenium of Livestock and Poultry and the Applied Technology of Ultramicro Powder Sodium Selenite

SUN Mingming,MEN Yang,YANG Qiang,LIU Zhongde,LIU Yaohui,WANG Suning