硒的生理功能及在富硒飼料中的應(yīng)用 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
硒不僅是人類的必需微量元素，也是動物的必需微量元素。由于硒的毒性以及亞硒酸鈉的低利用率，在飼料中添加過量亞硒酸鈉可能造成環(huán)境的污染，從而限制了無機(jī)硒在飼料中的應(yīng)用。1984年，FDA已把硒添加量上限降低到0.1mg/kg，而有機(jī)硒可能是一類安全高效的硒添加劑。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 一、硒與動物的生物化學(xué)功能 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
眾所周知，硒是谷胱甘肽過氧化物酶（GPx）的活性中心，GPx是一種可以淬滅或破壞動物體內(nèi)自由基及脂質(zhì)過氧化物的抗氧化酶。動物體內(nèi)自由基及過氧化物過多，將會損傷細(xì)胞膜，造成細(xì)胞功能失調(diào)、壞死。動物體內(nèi)大約30～40％的硒是以GPx形式存在，還有磷脂氫過氧化物酶、碘化甲狀腺原氨酸脫碘酶（iodothy ronine deiodinase），又稱碘酪氨酸脫碘酶，是一種硒依賴酶，可以把甲狀腺素(thyro Xine,T4)轉(zhuǎn)化成立碘甲狀腺素(triiodoth Yronine,T3)，T3與動物體內(nèi)脂肪代謝及熱量控制有關(guān)，因此，動物缺硒對寒冷抵抗力下降。J·R·Arthur研究表明，甲狀腺功能還涉及其它3種硒蛋白。即硒蛋白W，其損失將導(dǎo)致綿羊白肌病，豬肉滴水損失提高，肉雞發(fā)生腹水癥，還可能具有抗生素的功能；硒蛋白P，可能涉及血漿中硒的轉(zhuǎn)運(yùn)；精子頂體硒蛋白，在細(xì)胞內(nèi)起到構(gòu)架的作用，是精子細(xì)胞的主要成份。因此，硒不僅關(guān)系到動物的生長（甲狀腺素是動物的主要生長激素），也關(guān)系到動物的生殖繁育。 王若軍（1999）總結(jié)了動物疾病與功能失調(diào)與硒及GPx的關(guān)系，指出了動物日糧硒缺乏的相關(guān)問題（見附表）。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 二、硒對動物的毒性 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
各種動物長期攝入5～10mg/kg的硒可產(chǎn)生慢性中毒，其表現(xiàn)為消瘦，貧血、關(guān)節(jié)強(qiáng)直、脫毛、脫蹄和影響繁殖等，攝入500～1000mg/kg硒可出現(xiàn)急性或亞急性中毒，輕者盲目蹣跚，重者死亡。王華朗（1997）報告其病理損害表現(xiàn)為肝壞死，腎炎、腎充血和上呼吸道潰瘍。有人研究證實，當(dāng)牛攝入硒含量為400～800mg/kg飼料時，可發(fā)生急性硒中毒。其癥狀為：輕度共濟(jì)失調(diào)，特殊姿勢（低頭、垂耳），體溫升高，脈搏加快，重者呼吸困難，口鼻出血及劇烈腹瀉，軟弱無力。若不及時搶救，最終可因呼吸衰竭而死亡。犢牛長時間采食含硒量為3～20mg/kg的飼料時，可出現(xiàn)慢性硒中毒。其癥狀為：跛行、喪失活力、蹄變形、脫毛。奶牛硒的最大安全量是5mg/kg，肉牛是8.5mg/kg。 硒也是牛的必需微量元素，犢牛嚴(yán)重缺硒可發(fā)生急性死亡，多是由于心肌營養(yǎng)不良，引起急性心衰而死。亞急性主要表現(xiàn)為骨骼肌營養(yǎng)不良（白肌?。２∨Ｏ才P懶動，肘頭外展，軀體下降，四肢伸開，蹄尖或蹄踵甚至球節(jié)著地。運(yùn)步時后肢右旋轉(zhuǎn)或向外劃弧或鵝步姿態(tài)，不能久立。慢性硒缺乏犢牛生長遲緩，體弱消瘦，腸炎腹瀉反復(fù)發(fā)作，久治不愈，機(jī)體抵抗力低下，分娩時發(fā)生胞衣不下等繁殖障礙。美、日、法等國研究表明，牛的最低需要量：奶牛0.08～0.1mg/kg，肉牛0.1～0.2mg/kg，仔豬需要量為0.15～0.3mg/kg，雛雞為0.1～0.15mg/kg。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 三、有機(jī)硒對動物生長的重要性 有機(jī)硒最主要的優(yōu)點(diǎn)是有效硒的含量高，與亞硒酸鈉比生物利用率高。Austincanor（1973）報告，在防止家禽胰腺退化方面，硒蛋氨酸的效果是亞硒酸鹽的四倍，這表明有機(jī)硒的效果比無機(jī)硒（亞硒酸鈉）好。Cantor等（1975）觀察到，各種形式的有機(jī)硒的生物利用率也存在差異。 美國康乃爾大學(xué)Scott（1973）利用補(bǔ)硒可防止雞滲出性素質(zhì)病測試幾種硒源的生物利用率，以亞硒酸鈉的生物利用率為100%，則苜蓿粉為140%，小麥為110%，玉米為83%，步魚粉為35%。魚產(chǎn)品中硒的生物利用率較低。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
美國俄亥俄州立大學(xué)Mahan(1995)進(jìn)行了豬對無機(jī)硒和有機(jī)硒源的利用研究，有機(jī)硒源用硒酵母（硒蛋氨酸），按美國食品藥品管理局（FDA）規(guī)定的日糧硒水平進(jìn)行補(bǔ)充（0.3mg/kg干物質(zhì)），結(jié)果補(bǔ)充硒酵母的豬瘦肉中硒含量是補(bǔ)充亞硒酸鈉的2倍。進(jìn)一步證實有機(jī)硒的生物利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于無機(jī)硒。 Edens(1996)報道用有機(jī)硒（Se─Plex50）飼喂肉雞，可明顯降低雞肉的滴水損失，并提高羽毛質(zhì)量，對產(chǎn)蛋雞更是十分重要。在日本飼喂有機(jī)硒的蛋雞比飼喂普通飼料的蛋雞所產(chǎn)蛋保存時間更長。Torrent(1996)報道，給生長豬飼喂硒酵母減少了PSE豬肉的發(fā)生，且豬肉味道較好。Suomi等（1992）在芬蘭也獲得類似的結(jié)果，當(dāng)給豬飼喂硒水平為0.4mg/kg的日糧時，補(bǔ)充硒酵母的豬血清和肝臟硒含量顯著高于無機(jī)硒。Mahan等（1999）報道有機(jī)硒增加豬組織硒濃度，而無機(jī)硒組豬肉滴水損失高、顏色較蒼白。Wolter,B等（1999）報道，飼料硒來源不影響豬的生長性能，但有機(jī)硒具有提高瘦肉率的作用。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 四、硒對動物免疫功能的作用 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 硒可作為動物免疫系統(tǒng)的刺激物。張銳（1999）報道，硒能促進(jìn)抗體生成，提高接種新城疫疫苗雞凝聚抗體效價，促進(jìn)IgM生成的細(xì)胞數(shù)量增加，抗球蟲病的外周白細(xì)胞數(shù)量增加。動物缺硒可使多形核嗜中性白細(xì)胞的殺傷力下降。Lyons(1995)報道，芬蘭人對魚的研究結(jié)果表明，有機(jī)硒有增強(qiáng)接種疫苗功效的作用。有機(jī)硒還可能通過控制某些病毒的生長促進(jìn)肉雞羽毛發(fā)育。 硒是加強(qiáng)動物機(jī)體免疫系統(tǒng)和抗感染能力必不可少的微量元素之一。動物缺硒使淋巴器官變得結(jié)構(gòu)疏松，吞噬細(xì)胞，淋巴細(xì)胞數(shù)量減少，網(wǎng)狀細(xì)胞增生，導(dǎo)致不同程度的免疫抑制或衰退。白細(xì)胞具有趨化、吞噬和殺菌作用，Hurley（1989）報道，缺硒時白細(xì)胞GPx活性降低，白細(xì)胞殺死微生物能力降低，從而降低對傳染病的抵抗力。Boyne等（1984）對5頭缺硒奶牛注射硒和VE，結(jié)果表明注射硒和VE的奶牛多形核嗜中性白細(xì)胞吞噬和殺傷金黃色葡萄球菌的能力顯著提高。Sutle等（1989）也發(fā)現(xiàn)缺硒對反雛動物免疫機(jī)能的不良影響。給繁殖機(jī)能較低的奶牛群補(bǔ)硒，使子宮炎的發(fā)病率明顯下降，并可防止奶牛由大腸桿菌引發(fā)的乳房炎。Droke等（1989）給牛注射25mg硒和340IU的VE，對巴氏溶血菌免疫產(chǎn)生IgG抗體濃度顯著高于不補(bǔ)硒和VE或僅注射VE的牛。 Erskinge等（1987）對32群奶牛進(jìn)行的研究表明，乳腺中平均體細(xì)胞計數(shù)低于15萬/ml的牛群與高于70萬/ml的牛群相比，具有較高的血液GPx活性和Se濃度，乳腺內(nèi)感染的發(fā)生率與血液GPx活性和硒含量呈顯著負(fù)相關(guān)。Naiweni（1991）對9群奶牛的測定結(jié)果也表明，乳中體細(xì)胞計數(shù)與血液GPx和Se濃度之間存在顯著負(fù)相關(guān)。Wicheel等（1994）報道，成年奶牛補(bǔ)充2～4顆瘤胃內(nèi)硒丸，乳中體細(xì)胞計數(shù)比對照牛顯著降低。Forle等（1987）對營養(yǎng)性病率下降32％。這些研究結(jié)果表明，對奶牛補(bǔ)硒、改善體內(nèi)硒營養(yǎng)狀態(tài)，能降低乳房炎的發(fā)病率，從而提高奶牛的安全性及奶牛的健康生存。 Suttle&Fones（1989）研究指出，通過日糧給奶牛補(bǔ)硒，可以明顯的降低子宮內(nèi)膜炎的發(fā)病率。Jachens（993）對缺硒地區(qū)1～3日齡犢牛皮下注射0.2mg硒和VE60mg/kg體重，到4周齡時，體重增加比對照組顯著提高，而4周齡內(nèi)傳染病，特別是肺炎的發(fā)病率比對照組明顯降低，病程也較短，說明給動物補(bǔ)硒能增強(qiáng)機(jī)體的抗病能力。 Jelinek等（1988）、Finch&turner（1989、1990）分別報道，補(bǔ)硒能提高羔羊外周血白細(xì)胞對植物凝集素（PHA）刺激的增殖效應(yīng)。Cao等（1992）也報道，奶牛補(bǔ)硒后，外周血液淋巴細(xì)胞對刀豆蛋白A刺激的增殖效應(yīng)提高。POllock等（1994）發(fā)現(xiàn)犢牛淋巴細(xì)胞對血藍(lán)素刺激的增殖效應(yīng)比對照組顯著提高。諸多的研究證明，動物補(bǔ)硒后，不僅能促進(jìn)淋巴細(xì)胞對不同促細(xì)胞分裂劑刺激的增殖效應(yīng)，還能增強(qiáng)淋巴細(xì)胞和嗜中性白細(xì)胞的吞噬和殺菌活性。 Berenshtin（1972）首次報道，給兔子補(bǔ)硒提高了體液免疫活性。Reffett等（1988）、Jelinlk等（1988）、Ellis等（1990）、Kadymor等（1990），Bires等（1993）分別對犢牛、羔羊、綿羊等進(jìn)行補(bǔ)硒，然后按種流感病毒疫苗，布氏桿菌或鉤端螺旋體菌苗及梭狀芽苞桿菌類毒素，觀察其抗體產(chǎn)生水平，并與對照組比較，結(jié)果顯示，血清免疫球蛋白IgM的濃度和抗體滴度比未補(bǔ)硒組顯著提高，4～7個月后，IgG抗體達(dá)到最高峰。 Droke等（1989）、Sabel等（1989）、mishanin（1992）、Nichoison等（1993）分別用不同動物，硒酵母和亞硒酸鈉進(jìn)行對比試驗，進(jìn)一步證實硒酵母（有機(jī)硒）提高動物體液免疫功能的作用優(yōu)于亞硒酸鈉，并肯定了硒對體液免疫功能的刺激作用。Blodgett等（1998）還證實，用含硒0.9ppm的日糧飼喂斷奶仔豬，仔豬對溶菌酶免疫的血清抗體滴度明顯高于飼喂0.3ppm硒的日糧組，說明一定范圍濃度的硒與動物抗體水平呈正相關(guān)關(guān)系。 Cao等（1992）報告，在缺硒奶牛的日糧補(bǔ)充0.2mg/kg的硒，顯著提高了外周血淋巴細(xì)胞在鈣離子載體（A23187）刺激下產(chǎn)生的5─羥基花生四烯酸（5─HETE）和白細(xì)胞三烯B4(CTB4)的數(shù)量，若在奶牛的淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液中添加這兩種物質(zhì)，則由氫化可的松引起的對淋巴細(xì)胞的增殖作用被部分解除。由此推為：日糧的硒狀態(tài)（濃度和性質(zhì)）決定組織的硒濃度，通過脂肪氧化酶途徑調(diào)節(jié)花生四烯酸代謝，從而影響淋巴細(xì)胞的增殖效應(yīng)，這可能是補(bǔ)硒促進(jìn)動物淋巴細(xì)胞增殖效應(yīng)的生化機(jī)制之一。由于補(bǔ)硒，動物體內(nèi)嗜中性白細(xì)胞在吞噬和殺滅病原體過程中，增加了過氧化氫的形成，硒通過GPx來及時清除白細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的過氧化氫，防止了白細(xì)胞本身免受其破壞，從而提高免疫活性。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 五、富硒有機(jī)飼料的開發(fā)應(yīng)用 眾所周知，只有給畜禽日糧添補(bǔ)一定量的硒、才能發(fā)揮其正常生理功能。目前，一直采用給畜禽日糧添加無機(jī)態(tài)的亞硒酸鈉（NaSeO3）來滿足其需要。但是，亞硒酸鈉有一定的毒性，且生物效價也很低，在體內(nèi)停留時間短，一般僅3～4小時，過量添補(bǔ)又因其毒性作用不利于食物安全，而且也是解決上述問題的有效辦法，國外培育的一種名為“Sel─Plex50”的富硒酵母，其中富含硒蛋氨酸，并且有很高的生物學(xué)效價和抗氧化性能，給畜禽日糧添加這種硒酵母，能提高其生產(chǎn)性能和飼料轉(zhuǎn)化率。 有機(jī)硒添加劑，包括蛋氨酸螯合硒，有機(jī)硒酸鹽、富硒酵母、富硒藻類，硒麥芽等，其毒性比無機(jī)硒低得多，在組織中蓄積時間較長，比如硒酵母，容易生產(chǎn)，只要改變酵母生長的環(huán)境條件，限制硫的水平就可以得到多種形式的硒，最終產(chǎn)品類似高硒作物，其中含50％硒蛋氨酸，并可忽略無機(jī)硒含量。 Nayloorgochoct(2000)報道，給肉仔雞日糧按0.25mg/kg分別添加有機(jī)硒（蛋氨酸硒）和無機(jī)硒（NaSeO3）進(jìn)行飼養(yǎng)試驗。結(jié)果表明，有機(jī)硒組的采食量、飼料轉(zhuǎn)化率和死亡率分別為3730克，1.71%和3.5%，而無機(jī)硒組分別為3825克，1.79%和4.5%，死亡率下降1%。Janyk（1998）給母豬日糧添補(bǔ)Sel─Plex50硒酵母能提高牛奶中的硒含量，其中母豬奶中硒含量提高44%，牛奶中硒含量提高300%，這樣可以使仔畜從母奶中得到更多的硒。 畜禽產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)化是養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的必然趨勢，要實現(xiàn)畜禽產(chǎn)品優(yōu)化首先要做到飼料和飼料添加劑的優(yōu)質(zhì)化。近10年來，由于畜禽產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)污染日趨嚴(yán)重，通過飼料污染畜禽產(chǎn)品的惡性事件連續(xù)發(fā)生，如1992年英國“瘋牛病（BSE）”,當(dāng)年病牛3.6萬頭，并波及整個歐洲，引起恐懼，肉牛養(yǎng)殖業(yè)瀕臨破產(chǎn)，造成巨額經(jīng)濟(jì)損失。此后，臺灣、香港又發(fā)生“李氏桿菌污染豬肉”事件。還有比利時雞和雞蛋二惡英（強(qiáng)致癌物）污染，超過常規(guī)800～1000倍，后證實是因為飼料受到廢機(jī)油的污染。 在我國畜牧業(yè)生產(chǎn)中，一方面由于濫用抗生素添加劑或飼喂霉變飼料或化學(xué)添加劑（如瘦肉精），另一方面由于工業(yè)“三廢”污染環(huán)境以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用各種農(nóng)藥，使得畜禽產(chǎn)品污染日益嚴(yán)重。首先，在農(nóng)藥污染方面，根據(jù)近10年的調(diào)查，豬肉、雞肉、雞蛋中六六檢出率60%～100%，超標(biāo)率87%，超標(biāo)9倍以上者居多；滴滴涕（DDT）檢出率100%，超標(biāo)率74%，超標(biāo)6.5倍居多。我國雞肉中DDT平均含量0.008～0.061mg/kg，雞脂肪中為0.534～2.5mg/kg，豬脂肪中為0.820～6.785mg/kg，牛奶中為0.05～0.16mg/kg，魚肉中0.5～2.0mg/kg，因此，人體脂肪中DDT含量已達(dá)1.4～2.0mg/kg。在重金屬污染方面，汞、鉛、砷、鎘等經(jīng)污染水源和土壤后，為植物所吸收而富集到農(nóng)副產(chǎn)品中，最終危害人類健康。某地有一個金屬冶煉廠，其廢水鎘污染灌溉水，水中鎘平均含量0.67mg/kg，農(nóng)田土壤達(dá)11.09%，稻谷為1.13mg/kg，玉米為0.77mg/kg，結(jié)果使當(dāng)?shù)鼐用矜k的攝入量高出世界衛(wèi)生組織（WHO）。提高的允許量的10～20倍，嚴(yán)重危害畜禽及人類健康。大量抗生素和激素的使用，使細(xì)菌的耐藥性大大增強(qiáng)，使真菌、霉菌大量生長，污染畜禽產(chǎn)品。霉菌污染率達(dá)89.4%，飼料中黃曲霉毒素B1(AFTB1)測定最高達(dá)0.031mg/kg，平均0.027mg/kg，這是一種強(qiáng)烈致癌物質(zhì)，最終受害的還是人類自己。 有機(jī)硒飼料可以提高動物免疫力，增強(qiáng)抗病能力，硒能拮抗重金屬毒害元素鎘、汞、鉛、砷的毒害作用，對黃曲霉毒素有解毒作用，使其降解，失去致癌作用而迅速排除體外，還可對某些細(xì)菌毒素，如鐮刀菌毒素有解毒作用。使用有機(jī)硒飼料不必添加抗生素和激素，采用恩施高硒區(qū)的富硒綠色中草藥制備飼料和添加劑則更具抗病助生長作用，是環(huán)保型、天然有機(jī)、富硒綠色產(chǎn)品、受益者不僅是畜禽動物，人類更是最終受益者。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
附 表： | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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