微量元素硒作为饲料添加剂在畜禽养殖中的应用

李蓉　朱云芬　陈潇飞　谭德俊　马进

摘要：硒是一种人体和动物机体生长发育必不可少的微量营养素，在动物的吸收代谢、生长发育、繁殖、免疫以及临床保健等方面起关键作用。在家畜和家禽饲料中添加一定剂量的硒对其健康具有重要意义。据报道，中国有约3/4的地域属于低硒区或缺硒区，超过3/5的地域所生产的饲料原料中含硒量<0.05 mg/kg，根本无法满足畜禽的生长发育需求。由此可见，微量元素硒作为一种饲料添加剂在畜禽养殖上应用也越来越廣泛。综述了微量元素硒的生物学功能，硒补充剂的分类以及硒作为饲料添加剂在不同种动物生产上的应用等方面。

关键词：微量元素硒;饲料添加剂;生物学功能;畜禽;养殖

中图分类号：S816.7         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）22-0015-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.22.003           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Application of trace element selenium as feed additive in livestock and poultry breeding

LI Rong1，2，3，ZHU Yun-fen1，2，3，CHEN Xiao-fei1，2，3，TAN De-jun1，2，3，MA Jing1，2，3

（1.Enshi Tujia and Miao Autonomous Prefecture Academy of Agricultural Sciences，Enshi 445002，Hubei，China;

2.Hubei Selenium Industry Technology Research Institute，Enshi 445002，Hubei，China;

3.Enshi Qingjiang Biological Engineering Limited Company，Enshi 445002，Hubei，China）

Abstract： Selenium is an essential microelement for human and animal growth and development， which plays a key role in animal metabolism， growth， reproduction， immunity and clinical health care.Adding a certain dose of selenium to livestock and poultry feed is important for their health.It is reported that about three-fourths of the regions in China belong to low selenium areas or selenium deficiency areas. Selenium content in feed feedstock produced in more than 3/5 regions is less than 0.05 mg/kg， so that the growth and development requirements of the livestock and poultry cannot be met. Therefore， as a kind of feed additive， trace element selenium has been widely used in livestock and poultry production. The biological functions of trace element selenium， the classification of selenium supplements and the application of selenium as a feed additive in the production of different species of animals were reviewed.

Key words： microelement selenium; feed additive; biological function; livestock and poultry; breeding

早在1973年，世界卫生组织（WHO，World Health Organization）就宣布硒属于人和动物的必需微量元素。它与动物的生长发育、免疫健康及疾病代谢等方面密切相关。缺乏硒会导致家畜和家禽的生理功能障碍，从而导致畜禽疾病的发生，如家禽的缺硒性骨骼肌损伤、白肌病和胰腺纤维的恶化，猪的发情紊乱、肝坏死和桑葚心以及牛羊的营养不良、肌肉抽搐等，还会导致动物生长发育缓慢、繁殖性能降低[1]。随着对硒生物学功能研究的深入，给畜禽补加硒也成为一种常见现象，硒补充剂被广泛应用于农业和畜牧业生产中。当前，在畜禽饲料中应用常见的硒主要有无机硒、有机硒和纳米硒3种形式。硒补充剂根据其不同形态，在动物体内的吸收、消化代谢以及畜产品的安全性、效果评价等方面均存在差异，因此关于硒的应用和研究也具有广阔前景。

1  硒的生物学功能

1.1  硒对动物抗氧化性能的影响

硒主要通过硒蛋白发挥其生理功能，硒蛋白在正常生理pH下起到氧化还原催化剂的作用。如硒是谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶（PHG-Px）的重要组分和活性中心[2]。微量元素硒与蛋白质结合形成硒蛋白，硒蛋白会抑制脂质过氧化，并清除代谢产物自由基，发挥其抗氧化作用，进一步保障机体膜结构和功能的完整性。

1.2  硒对动物免疫性能的影响

硒在机体的免疫系统中也起重要作用。硒多糖及硒蛋白作为生物机体内的活性物质具有高度抗氧化性能，可消除自由基，预防或减少氧化损伤，保护生物膜结构，抵御外来病原的侵害，进而使机体免疫机能得到提高。此外，硒对机体免疫功能的作用主要体现在以下几个方面：首先，硒会参与甲状腺素的合成及分泌，通过影响淋巴细胞及胸腺细胞的生成，进一步影响免疫应答[3];其次，硒元素在机体内会刺激免疫球蛋白（IgM、IgG和IgA）的生成，促进淋巴细胞增殖，从而增强动物的体液免疫功能;最后，硒能促进免疫系统抗体、补体的形成，进一步增强机体抗病能力[4]。

1.3  硒对动物繁殖性能的影响

微量元素硒在生物体内的量也会在一定程度上影响动物生产性状和繁殖性能。究其原因，硒作为雄性动物精子内线粒体外膜硒蛋白的关键组成成分，对于保证精子细胞结构和机能的完整性必不可少[5]。此外，机体内硒元素的含量会影响精子形态及其活力，进而降低雌性受胎率，影响动物授精，导致胎衣滞留，子宫内膜炎的发病率升高。因此，如果动物机体内硒元素缺乏，会严重影响其繁殖代谢[6]。

2  硒补充剂的分类

在畜禽养殖中由于饲料硒缺乏而引起的动物生产性能和繁殖性能下降的情况屡见不鲜。因此，为了达到最优的生产性能，必须精确地满足动物对硒的需要，以预防硒缺乏的发生，这也是现代畜牧业生产中的一项重要举措。目前，根据硒在生物体内代谢的不同形式，硒补充剂被分成无机硒和有机硒。

无机硒指的是无机硒化合物，包括不同价态的硒化物Se4+（亚硒酸盐）、硒酸盐Se6+（硒酸盐）、Se0（单质硒）及Se2-（硒化合物）等，亚硒酸钠是目前世界上应用最广泛的，而且被普遍接受的无机硒添加剂。在全球范围内，美国是世界上第一个将硒元素作为饲料添加剂应用到畜禽生产中的国家，之后有更多的国家研发出“硒砖盐”作为畜禽的硒补充剂。

在中国也有将硒和维生素E制成复合添加剂使用的情况。但是无机硒中的亚硒酸根离子易氧化，生物吸收利用率极低，且会与其他矿物质发生拮抗作用，对机体产生毒性，导致体内硒沉积和储存能力差。因此，在畜禽日粮中添加无机硒不仅可能对动物造成潜在毒害作用，还会对环境造成污染，最终达不到理想的补硒效果，这也就导致了无机硒在饲料应用中的局限性，不能得到很好的推广。

有机硒则是指在有机体内通过生物代谢活动将硒和氨基酸联合，所产生的有机化合物（如硒蛋氨酸、硒半胱氨酸等）及含硒的生物活性大分子（如谷胱甘肽过氧化物酶家族、硒蛋白等）。除此之外，目前在实际生产中常常用到的有机硒添加剂还包括酵母硒（生物硒）。有机硒和无机硒比较起来，其毒副作用低，特别是生物硒的毒性会更小[7]。因此，有机硒具有低量高效、易被动物机体吸收利用的优点，且在增强机体抗氧化性能、免疫机能以及抵抗热应激等方面均有显著优势[8]。

有研究报道，有机硒的建议日补充量为5～10 mg[9]。2009年中华人民共和国农业部颁布《饲料添加剂安全使用规范》公告中明确指出，可将生物酵母硒作为家畜和家禽的饲料添加剂使用，这一举措也预示着未来畜禽微量元素饲料添加剂的添加形式正在由无机向有机微量元素转变[10]，有机硒作为一种高品质、高活性、低毒性的硒源，其应用价值逐渐被养殖业所认可[11]。

近几年随着化学合成和检测技术的不断发展，纳米硒作为一种富硒添加剂也成为研究热点。纳米硒是一种纳米级别的单质元素硒，它的核心是蛋白质，外周包裹着元素硒作为其膜结构，粒径一般在80 nm以内。纳米硒也是无机元素硒，除了具有有机硒的生物功效活性优点以外，它还拥有一定的纳米小颗粒效应，可吸收和利用性更强[12]。

3  无机硒和有机硒的吸收代谢

研究表明，有机硒和无机硒由于其结构组成存在差异，在机体内的吸收机制和代谢途径存在不同，其生物活性、功能及生物利用度等方面也存在很大的区别。有研究指出，即使摄入无机硒的1/10用量的有机硒时，机体血液中含硒量也是无机硒的20倍，这也说明有机硒在生物机体内的储蓄能力更强[7]。

在动物体内，有机硒和无机硒都转化为相同的硒化物中间体，并且硒化物进一步转化为硒蛋白以发挥其生物学功能。两者的区别主要有：无机硒在小肠中以吸收效率不高的被动扩散形式所吸收，然后在还原型辅酶Ⅱ、辅酶A、腺苷-5-三磷酸以及镁的作用下，转化成硒化物，随后在血液中和蛋白质结合并转运到肝脏，最终转化為硒蛋白。此外，无机硒在肝脏中被吸收，然后转移到其他组织中进行利用。过量的硒会被运送到肾脏，以尿液的形式排出，一些未被吸收的硒则通过粪便排出，最终给环境带来污染。有机硒吸收和代谢的主要方式是与氨基酸通过主动运输相结合，通过肠壁吸收或利用，或与多糖和核酸结合。形成含硒多糖和含硒核酸，在生物体内形成含硒生物大分子[13]。此外，有机硒的过量部分可以进入红细胞血红蛋白和血浆的白蛋白，形成硒库。由此看来，有机硒比无机硒更容易被吸收和利用，因而可以更好地发挥其生物效应。

4  硒补充剂在畜禽养殖中的应用研究

4.1  硒补充剂在反刍动物养殖中的应用

有研究表明，给奶牛饲喂适宜剂量的有机硒——酵母硒，牛乳中硒浓度有显著提高[14]。同时，Rabiee等[15]研究发现，在奶牛产前阶段及产后泌乳期给奶牛饲喂有机硒，能有效提高奶牛乳品质，包括乳脂和乳蛋白浓度。硒除了能提高奶牛乳品质之外，对奶牛的生理免疫机能也有一定程度的促进效果。黄志坚等[16]研究发现，在奶牛日粮中添加富硒酵母，奶牛血液中淋巴细胞的转化率提高，T淋巴细胞百分率增多，子宫内膜炎的发病率也有所降低[17]，这些都说明硒能增强动物的抗病能力。此外，还有研究报道，硒对反刍动物的繁殖能力也会产生作用。给种公牛补饲一定剂量的有机硒，检测发现其精子活力有显著增加，进一步提高了公牛繁殖力[18]。对于硒添加量美国FAD（Food and Drug Administration）规定，每头肉牛的硒添加量不能高于1.0 mg/kg（推荐奶牛日粮硒添加量为0.3 mg/kg）。此外，有机硒在反刍动物体内的吸收代谢率要显著优于无机硒，因此，给反刍动物补饲有机硒能更好地提高畜产品中硒的含量。

4.2  硒补充剂在肉猪养殖中的应用

给猪补饲适宜剂量的微量元素硒能有效提高猪肉质量，增加猪肉的抗氧化能力，进一步改善肉质。蒋宗勇等[19]研究显示，在育肥猪日粮内增加0.3 mg/kg硒代蛋氨酸，显著提高了育肥猪肉色红度值，与此同时显著降低了肉色亮度值，改善了猪肉色泽，延长了猪肉的货架期，使肉色得到了显著提升。罗文有等[20]试验结果表明，在日粮中添加0.3 mg/kg的酵母硒，增强了猪肉保水能力，显著降低了滴水损失，明显改善了猪肉肉色，该研究也进一步证明酵母硒具有提高猪肉品质的作用。

除了能改善猪肉品质之外，微量元素硒对商品猪的生长发育繁殖也具有重大意义。研究发现，在育肥猪饲料中添加适量的纳米硒或酵母硒，均能显著提高肉猪的平均日采食量（ADFI）和平均日增重（ADG），对商品猪的生长发育有着积极的促进效果[21-23]。

据中华人民共和国农业部第1224号公告根据《饲料和饲料添加剂管理条例》相关规定指出，猪配合饲料或全混合饲粮中的推荐硒（无论是无机硒亚硒酸钠还是有机硒酵母硒等）添加量为0.1～0.3 mg/kg，最高不能超过0.5 mg/kg。

4.3  硒补充剂在家禽养殖中的应用

硒作为家禽必需微量元素，在畜禽生产中应用广泛。硒与家禽生长、发育、繁殖及免疫等功能密切相关，缺乏时会引起家禽肌营养不良、渗出性素质和白肌病[24]。

研究表明，在肉仔鸡日粮中添加酵母硒能改善其生产性能，提高饲料利用率，降低料肉比，促进肉仔鸡的生长发育;除此之外，硒补充剂还能作为畜禽抗热应激剂，提高机体抗氧化能力，缓解夏季高温高湿造成的家禽热应激反应[25，26]。在蛋鸡日粮中添加硒补充剂，还能提高其产蛋性能，生产富硒鸡蛋，增加蛋的营养水平及经济价值[27]。

随着人们对硒生物学活性及其在机体内的吸收代谢机理的认识更加明确，将微量元素硒作为饲料添加剂应用于畜禽生产中也更为普遍。目前，有学者研究将硒作为饲料添加剂加入到水产动物饲料中，也得到了不错的效果，由此看来硒作为水产饲料添加剂的应用前景也十分巨大。不管是无机硒、有机硒还是纳米硒，对不同动物及同种动物的不同生理发育阶段的作用效果均存在较大差异，而且目前世界上许多发达国家已禁止无机硒作为饲料添加剂的使用，纳米硒对畜禽硒蛋白表达机制还尚未研究清楚，其生物学功能还需进一步探索。因此，关于不同形态的硒添加剂的具体使用量及其在畜禽体内代谢机制具有重要研究意义，也是今后主要的研究方向之一。

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