时间:2024-05-23
邓奇风,高凤仙
(湖南农业大学动物科学技术学院,湖南长沙410128)
蛋氨酸是动物生长所必需的氨基酸,参与动物体内80种以上的生化反应,包括体内活性物质合成、促进细胞增殖等,并具有重要的营养价值。锌是动物体所必需的微量元素之一,可以通过催化调节机制,在机体稳态、细胞增殖和凋亡、免疫功能和慢性疾病中发挥重要作用 (Chasapis等,2012)。蛋氨酸锌是蛋氨酸与无机锌在特定条件下形成的金属螯合物,具有蛋氨酸与锌的双重营养功能,是一种高效、环保的新型微量元素添加剂。与无机锌相比,蛋氨酸锌具有生物学效价高、适口性好、毒副作用小等特征。国内外大量研究表明,蛋氨酸锌应用于动物生产中具有改善动物生产性能、增强机体免疫力和抗应激能力等作用(王希国等,2002)。
锌在体内的主要吸收部位是十二指肠、空肠和回肠,胃中极少吸收。无机锌进入消化道后形成离子态的锌,而离子态的锌几乎不能通过这些可吸收部位的肠内膜细胞膜,只能通过形成锌受体(转运体)、螯合的锌、细胞内的泡囊形成等途径被细胞摄取(Cousins,1979)。蛋氨酸锌本身能通过肠内膜细胞膜,从而在锌营养的应用上节能提效。
蛋氨酸锌结构中锌离子经配位键结合趋于中性,这既避免了锌与胃酸及饲料中植酸、脂肪、纤维等形成难溶难消化物质,还能降低其他无机离子或拮抗物对锌的影响(Krebs,2000)。因此,蛋氨酸锌能增加锌到达肠上皮刷状缘的数量,从而提高锌的吸收利用率。Liu等(2014)利用X射线荧光检测不同锌源到达小肠刷状缘锌离子数量证明了这一点。蛋氨酸锌在体内吸收形式类似于氨基酸或小肽的吸收机制 (Ammerman和Luo,1996),大量研究倾向于蛋氨酸锌在体内是完整吸收机制,其能稳定存在于动物肠道内 (Guo等,2001;Cao等,2000)。
2.1 促生长机理 蛋氨酸锌的促生长作用主要表现在三个方面:一是蛋氨酸锌适口性好,易于吸收,其不经任何形式变化可直接被小肠黏膜上皮细胞吸收进入血液。蛋氨酸锌不仅消除了无机锌适口性差,还能减少锌吸收过程的能耗作用。锌也能改善机体消化机能和食欲,其作用机制可能是锌通过味觉素引起口腔黏膜上皮的结构和功能变化(庞全海等,2002)。二是蛋氨酸锌能提高锌的利用率,进而提高酶的活性。锌是体内许多酶的合成成分,广泛参与核酸和蛋白质代谢,适量的锌营养对动物有促生长作用,如显著提高猪的日增重、降低料肉比等(王飞和龚月生,2007)。三是蛋氨酸锌能提高蛋白质的利用率,与维生素配伍使用,减少金属元素对维生素的破坏,提高饲料中维生素A和维生素C的存留率(廖建敏,2009)。由此可见,蛋氨酸锌在动物生产中对动物生长具有很好的促进作用。
2.2 提高抗病力机制 蛋氨酸锌在提高动物免疫力方面具有明显的特征,一方面,由于锌参与免疫系统的形成与调节,对免疫细胞的增殖、转录和信号传导等都有影响,同时锌还与补体反应,适量的锌能促进补体的联级释放,从而加强机体的防御能力。因此,动物补充锌能有效提高其免疫性能。Bao等(2007)研究发现,除参与免疫系统的形成,锌还能调节NF-κB(一个转录因子蛋白家族)信号通道的激活,从而诱导相关基因转录。还有研究表明,蛋氨酸锌能提高动物体液免疫和细胞免疫机能,提高动物的抗病力,对动物免疫性能发挥具有调节作用(Moghaddam 和 Jahanian,2009)。另一方面,蛋氨酸锌能有效缓解动物受到的应激影响,主要通过加强动物体内酶的激活,促进食欲,提高蛋白质、维生素等营养成分的吸收与利用效率等。此外,蛋氨酸锌表现出一定的药用功能,Andrieu(2008)认为,有机铜、锌、硒能降低乳房炎的发病率,减少动物蹄病的发生。蛋氨酸锌还能降低仔猪腹泻率,减少鸡腿部疾病的发生率,对蛋鸡球虫病的治疗有积极作用(Saenmahaya等,2010;方俊,2003)。
3.1 促生长作用 蛋氨酸锌的促生长作用主要表现为提高动物生长速度、改善饲料利用率。在肉仔鸡日粮中添加蛋氨酸锌的试验组与添加硫酸锌的对照组相比,试验组能显著提高肉仔鸡生长速度,并提高饲料利用率(虞泽鹏和吴晋强,2002)。高惠林(2007)研究发现,蛋氨酸锌能显著提高桃源鸡平均日增重,降低料肉比,饲喂效果优于氧化锌组。Wedekind等(1992)研究认为,相对于硫酸锌和氧化锌,肉鸡饲喂蛋氨酸锌可提高其日增重、改善饲料报酬。在肉鸡生产中,蛋氨酸锌的适宜添加量为 60~ 80 mg/kg(崔艳红等,2009)。 此外,蛋氨酸锌在乳鸽生产上的应用也较多,虽大部分研究是针对蛋氨酸锌提升乳鸽的免疫性能,但蛋氨酸锌对乳鸽的生产性能也有影响。韩飞等(2004)给乳鸽口服蛋氨酸锌结果表明,日添加0.8 mg蛋氨酸螯合锌制剂可显著促进乳鸽增重,且在1~24日龄平均日增重极显著高于对照组(P<0.01)。
3.2 影响产蛋性能及蛋壳质量 关于蛋氨酸锌影响蛋鸡产蛋性能及蛋壳质量的试验结论不尽相同,但总体上表现为一种提高趋势。孙德成等(1995)通过饲喂35周龄产蛋正常的迪卡鸡发现,饲喂蛋氨酸锌的试验组总产蛋量和产蛋率分别比对照组提高21.02%和12.8%,料蛋比和软蛋率极显著低于对照组,蛋壳厚度和蛋壳强度显著高于对照组,哈夫单位提高6.29%(P>0.05)。许甲平等(2012)、Jackson 和 Zhong(1997)利用不同品种蛋鸡进行试验也得出蛋氨酸锌能显著提高蛋鸡产蛋性能的结论。张亚男等(2013)、Moreng等(1992)研究也表明蛋氨酸锌可在一定程度上改善蛋壳质量,提高蛋品质。而高峰等(2007)研究认为,在300日龄伊莎蛋鸡日粮中分别添加50 mg/kg蛋氨酸锌、氧化锌,发现蛋氨酸锌对产蛋性能与蛋壳品质有提高趋势,但两者之间无显著差异,与Lim和Paik(2003)研究结果相似。在蛋氨酸锌影响受精蛋方面,李玉清等(2008)研究表明,微量元素螯合物能提高受精蛋孵化率和入孵蛋孵化率,显著降低破蛋率。麻常胜等(2013)发现在蛋鸡日料中添加有机微量元素,能有效提高种蛋受精率、孵化率、见雏率等,延长产蛋高峰期。总体来说,蛋氨酸锌能提高家禽产蛋性能及蛋壳质量,对种鸡生产性能有积极意义。
3.3 增强免疫与抗应激能力 蛋氨酸锌能增强家禽的免疫性能,缓解应激对生产性能正常发挥的影响。成廷水等(2004)研究氨基酸锌对蛋鸡免疫及抗氧化功能的调节作用发现,氨基酸锌能增强细胞免疫能力和组织抗氧化功能,使蛋鸡抗病力及抗应激能力提高。杨人奇和呙于明(2003)、赵波(2003)通过蛋鸡饲养试验也发现,蛋氨酸锌能降低产蛋鸡死亡率,并显著提高蛋鸡抗体水平,如IgG、IgM水平和T淋巴细胞转化率(TLR)等。适量的蛋氨酸锌还能维持肠道微生态平衡,缓解不利菌群对家禽组织器官的影响。易力等(2008)研究表明,在乳鸽日粮中添加适当浓度(2 mg/mL)的蛋氨酸锌有利于肠道菌群的微生态平衡,但添加过多,对肠道菌群具有一定的抑制作用,试验组免疫器官指数和α-醋酸萘酯酶试验的阳性率均高于对照组,并能有效减缓乳鸽母源抗体滴度下降速率,这与Kidd等(1994)用火鸡进行的试验结果相似。Hamidi和Pourreza(2009)通过用球虫感染肉仔鸡的研究表明,在肉仔鸡日粮中添加60 mg/kg蛋氨酸锌能减少因球虫导致的肠道损伤,并发现肠上皮淋巴细胞数量显著增多。
蛋氨酸锌在抗应激方面的应用主要集中于蛋鸡低钙应激及热应激,Kienholz等 (1992)研究表明,日粮中添加1 g/kg的蛋氨酸锌,有利于缓解产蛋后期蛋鸡低钙应激及热应激,还能提高蛋鸡换羽期的成活率;添加2 g/kg的量时有利于蛋鸡应激体况恢复。朱国生(2003)研究表明,在高温形成的热应激条件下,日粮中添加一定量的蛋氨酸锌能提高蛋鸡抗应激能力,增强食欲,并提高蛋壳品质。
3.4 减少重金属污染 由于化工业及养殖业的快速发展,土壤及水体资源重金属污染越发严重。蛋氨酸锌代替无机锌,不仅能提高锌的吸收率,还能降低粪中锌的含量。陆娟娟等(2011)用蛋氨酸螯合铁、铜、锰、锌等替代一部分无机锌发现,氨基酸螯合微量元素能提高肉鸡生产性能,降低粪中微量元素含量。郭福存等(2007)研究发现,有机微量元素能显著减少矿物质的排泄量。由此可看出,蛋氨酸锌是一种环保型微量元素添加剂。
蛋氨酸锌在家禽生产中的应用效果较为明显,不仅具有很好的营养价值,还具有较多的生理功能。蛋氨酸锌提高了锌的利用率,能使家禽的生产性能得到提高。同时,还能降低粪中锌的排出量,减少环境污染。可见,蛋氨酸锌在动物生产上的应用会越来越广泛。目前关于蛋氨酸锌在动物生产上的应用研究较多,但蛋氨酸锌的作用机理、检测方法及最佳添加剂量等还需要更深入的研究。
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