日粮铜水平对猪生长性能及组织铜沉积的影响研究

蒙洪娇，张春垒，朱世馨，刘则学

（中粮家佳康（吉林）有限公司，吉林 长岭 131506）

硫酸铜是一种价格低廉的无机微量元素，也是哺乳动物营养中不可或缺的元素，铜易于在肝脏，肌肉和组织中蓄积[1]。但我国猪饲料中添加硫酸铜较为普遍，NRC（1998）明确规定生长育肥猪日粮中铜的添加量需求仅为5～6 mg·kg-1，农业部公告第2625号明确规定30～60 kg生长育肥猪铜的最高限量从150 mg·kg-1降到25 mg·kg-1，只有原来的17%，能够有效促进仔猪生长及达到抗菌作用。铜对猪的促生长作用可能是与铜的溶解度息息相关[2-4]。研究表明，有机铜在家禽、猪、羊、牛的相对生物学利用度范围在88%～147%。也有研究表明，补充较高水平的硫酸铜使其排泄物中铜浓度较高而引起环境污染，粪便中高铜浓度抑制了正常的发酵过程，使得铜在土壤中的蓄积引起环境问题[5]。

1 日粮铜水平与不同生长阶段猪生长性能的量效关系

1.1 剂量反应模拟技术

由于铜缺乏与铜过量均会危害动物健康，用剂量反应曲线U型来表示不同生长阶段的猪生长西性能与铜水平的量效关系，尽管确切的形式尚未被清晰地描述[6]。研究人员进行了许多与铜元素有关的动物研究与人类研究，并提供了大量的数据，从这些数据中能够提取出适合于模拟铜摄入剂量反应关系的数据[7]。通过分析可行的剂量反应模拟策略，其中包括基于基准剂量与分类回归的模拟策略。目前，在了解铜中毒方面的有效性很难被评估，这是由于铜诱导的毒性机理尚未被完全阐明[8]。研究者提出了铜缺乏与铜过量所致的铜中毒的剂量反应模拟策略[9]。该建模策略被应用到铜中毒的多个研究中，并在不良健康成果的严重性方面进行了标准化，根据能够反映个体研究的质量与关联性的标准进行了选择[10]。在进行剂量反应建模时，需要铜毒性的综合数据库，这是由于任何单一研究的信息无法充分地描述铜剂量反应曲线。剂量反应建模策略用于确定铜缺乏或过量所致的毒性的数据能否用于确定人体或其他种类自我平衡范围的限制。通过分析能够确定低剂量外推值的替代技术，该策略能够识别哪项技术最适合于此目的。本分析还用于识别需要其他数据来更好地定义铜缺乏与过量所致的毒性的剂量反应关系特征的领域[11]。

1.2 对不同生长阶段猪生产性能的剂量反应曲线模型

Shao等研究在5～25 kg生长区间，当铜摄入量达到150 mg·kg-1时，采食量以及增重量达到峰值，但FCR不会过多地被铜含量影响，在5～45 kg生长期采食量及增长速度数据升至125 mg·kg-1，但铜的影响并不明显[12]。在20～45 kg生长期以及45～90 kg（平均）生长期，随着铜含量的增加，生长速度呈下降趋势，在20～45 kg为生长期，采食量下降，Cu含量增至125 mg·kg-1，但饲料转化率（FCR）下降，当Cu含量＞125 mg·kg-1，采食量增加，但FCR呈下降趋势，45～45 kg生长期该结论同样适用，当铜补充量达到150～200 mg·kg-1时，生长情况将受到负面影响，尤其是在5～25 kg及5～45 kg生长期尤为明显[13]。在5～25 kg生长期以及5～45 kg生长期且摄入量控制在150～200 mg·kg-1时，采食量下降，而在其他生长期，铜补充量达150 mg·kg-1时，采食量增加，在5～25 kg生长期FCR指数不受铜影响，5～45 kg生长期中，当铜补充量＞150 mg·kg-1，FCR略微升高（P＞0.05），而其他两个生长期，当铜摄入量达150 mg·kg-1，FCR无法判断。所有生长期中，饮食中铜的最佳摄入量应控制在120～160 mg·kg-1，然而值得注意的是铜的补充仅在5～25 kg生长期作用明显，当体重达到≥45 kg时，铜的饮食摄入量按推算需达到343 mg·kg-1，这个数值高得不切实际且超出铜含量的研究范围[5]。

2 日粮铜水平对不同生长阶段猪组织铜沉积的影响

日粮中添加高剂量的铜大部分蓄积在动物体内，会影响动物体组织残留。研究表明，10～20 kg的仔猪，随着日粮添加铜浓度的升高，仔猪的各组织脏器器官微量元素沉积呈线性增加，组织沉积量由肝脏＞肾脏＞肌肉＞心脏＞血浆，肝脏是铜蓄积量的主要器官[14]。当日粮铜浓度达到200～300 mg·kg-1时，肝脏受损较为严重，如今，欧盟标准约12周猪的日粮中铜水平的添加量在25 mg·kg-1并且满足仔猪生长。根据代谢组学研究，日粮中铜添加量达到170 mg·kg-1即可满足猪的最佳生长性能[15]。随着饲喂过高剂量的铜和饲喂时间的延长，铜在肝细胞中的蓄积量越来越大，对肝细胞的功能渐渐产生不利影响[16]。铜蓄积程度为肝脏＞肾脏＞肌肉＞心脏＞血浆。研究表明，在日粮中添加铜含量100、150和250 mg·kg-1时，肝、肾铜含量随着铜添加水平的升高而显著升高（P＜0.05）；在心肌铜含量方面，添加250 mg·kg-1铜水平显著高于添加100和150 mg·kg-1铜水平（P＜0.01）；在育肥阶段，硫酸铜对猪的促生长并不明显（P＞0.05），在80 kg屠宰时，为保证肝脏中铜含量≤12 mg·kg-1时，日粮铜添加水平应≤125 mg·kg-1，在育肥阶段，硫酸铜对猪的促生长并不明显，在80 kg屠宰时，为保证肝脏中铜含量≤12 mg·kg-1时，日粮铜添加水平应≤125 mg·kg-1，说明血浆中铜、肝脏、肾脏、心脏、肌肉含铜量随粮铜水平的升高而显著增加（P＜0.05）[17]。

3 硫酸铜应用现状及前景

在韩国，在生长猪日粮中硫酸铜水平已经从250 mg·kg-1降至 134 mg·kg-1。 硫酸铜是无机饲料中较为广泛的一种促生长添加剂，但硫酸铜对猪生长和体组织沉积量有一定影响，在仔猪阶段饲喂硫酸铜有明显的促生长作用，但生长和育肥阶段生长效果并不明显，大部分随粪便排出体外，从而影响友好型生态环境[17]。农业部2625公告中的新规定仔猪（＜25 kg）使用的代乳料、保育料中铜添加量为125 mg·kg-1，生长猪（＞25 kg）使用的小中大猪料25 mg·kg-1，公猪料、妊娠料、哺乳料等 25 mg·kg-1，总结得出，在保证猪生长性能的同时又保证各组织器官不受损，其生长猪最适硫酸铜添加量为40 mg·kg-1，育肥猪最适添加量为25～27 mg·kg-1，原因是饲喂过高水平铜的试验猪，其肝脏等组织中已蓄积多量的铜，临床上表现为剩料、被毛粗乱、精神不振、不爱走动和嗜睡等症状。猪肉品质下降，肉中铜、锌残留量过高。

土壤中的矿物质的积累可导致植物毒性，欧洲已经限制饲料中添加微量元素矿物质的添加量，找出更加环保的微量元素，有研究表明，低剂量小肤铜和复合氨基酸鳌合铜对生长猪的促生长效果与高剂量硫酸铜无显著差异。未来寻找替代硫酸铜促生长添加剂成为可能，但考虑饲料成本的问题，是否保证在经济与环境效益双重标准下铜的最适添加量及有机铜替代无机铜成为可能，大量的文献报道中，未来开发有机铜替代无机铜成为可能。蛋氨酸铜形式的有机铜（蛋氨酸铜）螯合物更易被吸收，这可以节省铜资源，减少铜排泄，改善环境。无论是硫酸铜和蛋氨酸铜两者均提高干物质的消化率。因此，考虑到补充蛋氨酸铜可以减轻粪便酸度、腹泻的发生率、粪便铜浓度，这种形式的铜添加剂可能比CuSO4补充剂更环保。

我国有机铜饲料替代无机铜饲料的利用仍任重道远，虽然有机饲料技术已取得了较大进展，但其价格昂贵，且研究成果未能有效产业化[18-19]。在加大基础研究力度的同时，应进一步结合环境与经济效益的同时，提高我国有机铜作为饲料的促生长添加剂的产业化进程。

[1] 赵春雨,张天芮,刘博,等.日粮铜来源及水平对仔猪生长性能及组织铜含量的影响[J].家畜生态学报,2015,36（9）：46-50.

[2] 袁施彬,陈代文,苏振刚,等.生长肥育猪日粮铜添加水平与组织铜残留量动态关系初探[J].动物营养学报,2005,17（4）：21-25.

[3] 刘强.日粮中不同铜水平对生长肥育猪影响的研究[D].扬州：扬州大学,2006.

[4] 袁施彬,陈代文,苏振刚,等.生长肥育猪日粮铜添加水平与生产性能动态关系的研究[J].饲料与畜牧,2011（6）：17-20.

[5] Jongbloed A W,Bikker P,Thissen J.Dose-response relationships between dietary copper level and growth performance in piglets and growing-finishing pigs and effect of withdrawal of a high cop⁃per level on subsequent growth performance[R].Wageningen UR Livestock Research,2011.

[6] Zhu D,Yu B,Ju C,et al.Effect of high dietary copper on the ex⁃pression of hypothalamic appetite regulators in weanling pigs[J].Journal of Animal&Feed Sciences,2011,20（1）：60-70.

[7] Hefnawy A E,El-khaiat H.Copper and animal health（Impor⁃tance,maternal fetal,immunity and DNA relationship,deficiency and toxicity）[J].International Journal for Agro Veterinary and Medical Sciences,2015,9（5）：195-211.

[8] 王希春,吴金节,李义刚,等.高铜日粮对断奶仔猪血清及组织中铜、铁、锌沉积的影响[J].南京农业大学学报,2006,29（1）：72-76.

[9] 高凤仙,田科雄,方热军,等.不同铜源和水平对生长猪组织铜含量和含铜酶的影响[J].中国畜牧兽医,2008,35（3）：13-17.

[10] 王希春,吴金节,汤继顺,等.高锌日粮对断奶仔猪血清、组织及粪便中铜、铁、锌水平的影响[J].南京农业大学学报,2009,32（4）：127-132.

[11] 奉向东,邓激光,王伟,等.饲粮中高铜高锌在组织中残留及排泄规律的研究[J].检验检疫学刊,2009,19（1）：21-23.

[12] Shao X P,Liu W B,Lu K L,et al.Effects of tribasic copper chlo⁃ride on growth,copper status,antioxidant activities,immune responses and intestinal microflora of blunt snout bream（Megalo⁃brama amblycephala）fed practical diets[J].Aquaculture,2012,338-341（4）：154-159.

[13] Angelov L,Vrabcheva V,Petrichev M,et al.The effect of copper complex of methionine compared with copper sulfate in growing pigs[J].Turkish Journal of Veterinary&Animal Sciences,2010,34（1）：1-5.

[14] Huang Y,Yoo J S,Kim H J,et al.The Effects of Different Copper（Inorganic and Organic） and Energy （Tallow and Glycerol）Sources on Growth Performance,Nutrient Digestibility,and Fecal Excretion Profiles in Growing Pigs[J].Asian Australasian Journal of Animal Sciences,2010,23（5）：573-579.

[15] Monteiro S C,Lofts S,Boxall A B A.Pre-assessment of environ⁃mental impact of zinc and copper used in animal nutrition[J].Efsa Supporting Publications,2010,7（9）：n/a-n/a.

[16] Chambers A,Krewski D,Birkett N,et al.An exposure-response curve for copper excess and deficiency[J].Journal of Toxicology&Environmental Health Part B,2010,13（7-8）：546-578.

[17] Arnal N,Morel G R,de Alaniz M J,et al.Role of copper and cho⁃lesterol association in the neurodegenerative process[J].Interna⁃tional Journal of Alzheimer's Disease,2013：1-15.

[18] 王春梅,王庆林.饲料中铜的应用及其对生态环境的影响[J].饲料博览,2010（1）：25-27.

[19] 马发顺,成飞飞.铜无素在养猪生产中的应用[J].江西饲料,2016（4）：8-11.