張一鳴　孫效名　萬　丹　舒緒剛　印遇龍　吳　信*

(1.中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，湖南省畜禽健康養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點實驗室，長沙410125；2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院 廣州510225；3.廣州天科生物科技有限公司，廣州510800)

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二肽螯合鐵對仔豬生長性能、血清鐵和抗氧化指標(biāo)的影響

張一鳴1孫效名1萬丹1舒緒剛2,3印遇龍1吳信1*

(1.中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，湖南省畜禽健康養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點實驗室，長沙410125；2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院 廣州510225；3.廣州天科生物科技有限公司，廣州510800)

本試驗旨在研究二肽螯合鐵對仔豬生長性能、血清鐵和抗氧化指標(biāo)的影響。選取40日齡健康三元雜交仔豬80頭，隨機(jī)分為對照組和試驗組2個組，每組4個重復(fù)，每個重復(fù)10頭豬。對照組和試驗組飼糧中的鐵添加量均為180 mg/kg(以鐵計)，對照組僅添加硫酸亞鐵，試驗組僅添加二肽螯合鐵。試驗期21 d。結(jié)果表明，與對照組相比，試驗組平均日增重(ADG)提高了10.37%(P>0.05)，料重比(F/G)降低了5.59%(P<0.05)；試驗組血清鐵含量顯著高于對照組(P<0.05)，血清鐵蛋白和血紅蛋白含量高于對照組(P>0.05)；試驗組血清超氧化物歧化酶(SOD)活性顯著高于對照組(P<0.05)，血清丙二醛(MDA)含量顯著低于對照組(P<0.05)。由此可見，二肽螯合鐵可明顯促進(jìn)仔豬生長，改善仔豬體內(nèi)鐵代謝狀況，增強(qiáng)仔豬抗氧化能力。

二肽螯合鐵；血紅蛋白；抗氧化；仔豬

鐵是動物生長發(fā)育必需的微量元素之一，是血紅蛋白和肌紅蛋白的必需組成成分，在機(jī)體的許多生物化學(xué)反應(yīng)中起著重要的作用。缺鐵會導(dǎo)致仔豬貧血、生長緩慢、對疾病的抵抗力降低。氨基酸螯合鐵是近年來國內(nèi)外發(fā)展較快的第3代鐵源添加劑，其接近于動物體內(nèi)天然形態(tài)的鐵元素補(bǔ)充劑，具有生物效價高、吸收率高、化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及利于環(huán)保等特點[1]，是當(dāng)前國內(nèi)研制開發(fā)應(yīng)用的熱點。研究表明，小肽和游離氨基酸的吸收相互獨(dú)立，互不干擾。而且2者在小腸內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)吸收機(jī)制不同，小肽的吸收是通過小肽轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)的，具有產(chǎn)電性，由pH梯度所驅(qū)動，所以具有耗能低、速度快、載體不易飽和等優(yōu)點；氨基酸是通過鈉耗能的主動轉(zhuǎn)運(yùn)方式吸收。雖然同是通過轉(zhuǎn)運(yùn)吸收，但小肽滲透壓相對低，載體的數(shù)量與轉(zhuǎn)運(yùn)能力相對好于氨基酸[2]。因此，二肽螯合鐵可能比單一氨基酸螯合鐵的吸收速度高、吸收率高。目前，國內(nèi)外關(guān)于二肽螯合鐵鮮有報道，因此，本試驗研究了二肽螯合鐵對仔豬生長性能、血清鐵和抗氧化指標(biāo)的影響，旨在為其在仔豬飼糧中的應(yīng)用提供理論參考。

1　材料與方法

1.1試驗材料

二肽螯合鐵，配體是氨甲酰甘氨酸，由中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所合成(專利公開號：CN102093467A)，含鐵量14.9%，螯合率84%；硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)，分析純，中國醫(yī)藥(集團(tuán))上海化學(xué)試劑公司。

1.2試驗設(shè)計

選擇40日齡健康“杜×長×大”三元雜交仔豬80頭，在保育圈適應(yīng)4 d后，空腹稱重。將試驗豬根據(jù)體重隨機(jī)分為2個組，對照組為硫酸亞鐵組，試驗組為二肽螯合鐵組，每組4個重復(fù)，每個重復(fù)10頭仔豬。開始正式試驗后，分別喂給相應(yīng)的飼糧：對照組在基礎(chǔ)飼糧上添加488 mg/kg硫酸亞鐵(鐵含量180 mg/kg)，試驗組添加932 mg/kg二肽螯合鐵(鐵含量180 mg/kg)。試驗期為21 d。

基礎(chǔ)飼糧配制參考NRC(2012)標(biāo)準(zhǔn)，其組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1　基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1)預(yù)混料為每千克飼糧提供 The premix provided the following per kg of the diet: 喹乙醇 olaquindox 50 mg，抗氧化劑 antioxidant 200 mg，VA 5 512 IU，VD32 200 IU，VE 66.1 IU，VB1222.76 mg，核黃素 riboflavin 5.5 mg，泛酸 pantothenic acid 13.8 mg，煙酸 nicotinic acid 30.3 mg，Mn (as manganese sulfate) 60 mg，Cu (as copper sulfate) 50 mg，Zn (as zinc sulfate) 100 mg，I (as potassium iodide) 0.30 mg，Co (as cobalt carbonate hydrate) 1 mg，Se (as sodium selenite) 0.30 mg。

2)計算值 Calculated values。

1.3飼養(yǎng)管理

試驗在新疆天康畜牧生物技術(shù)股份有限公司繁育基地進(jìn)行，采用群飼。試驗用豬飼養(yǎng)在保育欄內(nèi)，消毒、免疫等其他管理按照常規(guī)進(jìn)行。試驗開始前先用乳豬料飼喂4 d，然后分別飼喂試驗飼糧開始試驗。在試驗期間，每天07:00、12:00和18:00飼喂，在保證沒有消化不良的前提下自由采食，每次飼糧添加量以吃飽后槽內(nèi)略有余料為度，人工飼喂，自由飲水，并記錄每天的采食量。若出現(xiàn)重度腹瀉或者疾病及時治療或淘汰。

1.4樣品采集與處理

在試驗第21天稱重，每圈隨機(jī)抽取2頭仔豬前腔靜脈采血。每頭仔豬采血2份，一份置于裝有抗凝劑的離心管中；另一份置于沒有抗凝劑的10 mL離心管中，4 ℃靜置過夜，離心制備血清，分裝于EP管中，-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.5測定指標(biāo)與方法

生長性能：分別與試驗第1和21天空腹稱重，計算每頭仔豬平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)和料重比(F/G)。

血清鐵含量和總鐵結(jié)合力用Beckman CX4全自動生化分析儀測定。血清鐵蛋白含量采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)進(jìn)行測定。血清血紅蛋白含量用血細(xì)胞全自動分析儀測定。

超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、總抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(malonaldehyde,MDA)含量采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的試劑盒測定。

1.6數(shù)據(jù)處理及分析

數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，組間比較用獨(dú)立樣本t檢驗，P<0.05為差異顯著。

2　結(jié)果與分析

2.1二肽螯合鐵對仔豬生長性能的影響

由表2可見，在飼糧中添加二肽螯合鐵，促進(jìn)了仔豬的生長。與對照組相比，試驗組仔豬平均日增重提高了10.37%(P>0.05)，料重比下降了5.59%(P<0.05)。

2.2二肽螯合鐵對仔豬血清鐵指標(biāo)的影響

由表3可見，與對照組相比，試驗組血清鐵含量提高了11.26%(P<0.05)；鐵蛋白和血紅蛋白含量分別提高了9.02%和1.45%，總鐵結(jié)合力降低了2.06%，但都沒有顯著差異(P>0.05)。

表2　二肽螯合鐵對仔豬生長性能的影響

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，相同或無字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。

In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

表3　二肽螯合鐵對斷奶仔豬血清鐵指標(biāo)的影響

2.3二肽螯合鐵對仔豬血清抗氧化指標(biāo)的影響

由表4可知，與對照組相比，試驗組血清MDA含量降低了26.55%(P<0.05)，SOD活性提

高了21.40%(P<0.05)，T-AOC差異不顯著(P>0.05)。

表4　二肽螯合鐵對仔豬血清抗氧化指標(biāo)的影響

3　討　論

二肽螯合鐵是在氨基酸螯合鐵基礎(chǔ)上開發(fā)的新型的螯合物產(chǎn)品，迄今為止國內(nèi)外鮮有關(guān)于二肽螯合鐵的研究報道。李永富等[3]采用肽螯合鐵作為補(bǔ)鐵劑，研究妊娠和泌乳母豬以及乳豬，發(fā)現(xiàn)肽螯合鐵比硫酸亞鐵能夠更有效地進(jìn)入母乳，增加乳汁中的鐵含量。Zhang等[4]采用大鼠缺鐵模型，發(fā)現(xiàn)二肽螯合鐵能顯著改善缺鐵大鼠體內(nèi)鐵代謝。本試驗則是通過采用二肽螯合鐵完全替代飼糧中的硫酸亞鐵，首次研究其對斷奶仔豬生長性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)二肽螯合鐵能改善斷奶仔豬的生長性能，降低料重比，促進(jìn)斷奶仔豬的生長，這與前人關(guān)于氨基酸螯合鐵能促進(jìn)斷奶仔豬的生長性能的研究結(jié)果[5-7]基本一致。

鐵是血紅蛋白、肌紅蛋白、細(xì)胞色素氧化酶和過氧化物酶等的組成成分，與機(jī)體紅細(xì)胞生成和抗氧化狀態(tài)息息相關(guān)。血紅蛋白和血清鐵蛋白是反映體內(nèi)鐵貯備的特異性指標(biāo)，也是評價仔豬鐵狀況的主要指標(biāo)，與肝臟鐵含量存在顯著性相關(guān)[8]。仔豬體內(nèi)的血紅蛋白含量在100 g/L以上比較適宜，低于80 g/L時則表現(xiàn)為貧血[9]。試驗報道，飼糧中添加氨基酸螯合鐵能明顯改善仔豬體內(nèi)鐵狀況，顯著提高血清鐵、血紅蛋白含量[10]。本試驗結(jié)果表明，與對照組相比，飼糧中添加二肽螯合鐵顯著提高了仔豬血清鐵含量，提高了仔豬體內(nèi)的鐵儲備，血清鐵蛋白、血紅蛋白含量升高，總鐵結(jié)合力下降，表明二肽螯合鐵能一定程度上改善仔豬體內(nèi)鐵代謝。在本試驗中，與對照組相比，試驗組除了血清鐵含量顯著升高外，血清鐵蛋白、血紅蛋白含量和總鐵結(jié)合力并沒有顯著差異，究其原因可能在于，動物體內(nèi)有嚴(yán)格的鐵吸收調(diào)控機(jī)制，當(dāng)飼糧中的鐵滿足了體內(nèi)的需要時，鐵調(diào)素-膜鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(hepcidin-ferroportin1)鐵調(diào)控軸和鐵反應(yīng)元件/鐵調(diào)節(jié)蛋白(IRE/IRP)系統(tǒng)會相應(yīng)的作用于小腸上段鐵吸收代謝蛋白，下調(diào)小腸吸收鐵的含量，減少了膜鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)的小腸細(xì)胞基底膜鐵轉(zhuǎn)運(yùn)和巨噬細(xì)胞的鐵輸出，從而減少血清鐵含量，降低血清轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度，維持體內(nèi)鐵穩(wěn)態(tài)[11]。因此，在本試驗中，試驗組和對照組血紅蛋白的含量都接近100 g/L，處于正常的適宜范圍內(nèi)，因此二肽螯合鐵組和硫酸亞鐵組血清鐵、總鐵結(jié)合力、血紅蛋白沒有顯著的差異。

鐵是生物體中非正常性氧自由基產(chǎn)生的主要參與者[12]。在病理條件下，鐵蛋白易受到活性氧離子(O2·)的攻擊，使得三價鐵還原為二價鐵，從而使鐵從鐵蛋白中釋放出來，并通過Fenton反應(yīng)產(chǎn)生羥自由基(OH·)[13]，而后者能與任何生物分子以極快的速率發(fā)生反應(yīng)，從而損害生物大分子的活性[14]。此外，過量的鐵也能夠引起活性氧(reactive oxygen species，ROS)的大量產(chǎn)生，當(dāng)產(chǎn)生的ROS含量超過機(jī)體抗氧化的防御能力時，會引起細(xì)胞發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生DNA損傷、脂質(zhì)過氧化、蛋白修飾和其他破壞效應(yīng)[15-18]。然而，二肽螯合鐵的毒理學(xué)試驗結(jié)果表明，二肽螯合鐵不具有致畸致突變性，即使在高劑量下也不會引起大鼠肝、腎等組織損傷，是安全、無毒的物質(zhì)[19]，但其對抗氧化系統(tǒng)的影響尚未報道。機(jī)體通過酶系統(tǒng)與非酶系統(tǒng)產(chǎn)生氧自由基，后者能攻擊生物膜中的多不飽和脂肪酸，引發(fā)脂質(zhì)過氧化作用，并因此形成脂質(zhì)過氧化物，如醛基、酮基、羥基等[20]。因此，本研究通過測定血清中的SOD活性、T-AOC和MDA含量來反映二肽螯合鐵對機(jī)體的氧化-抗氧化狀態(tài)的影響。與對照組相比，飼糧中添加二肽螯合鐵，血清MDA含量顯著降低，SOD活性顯著提高。因此，二肽螯合鐵能增強(qiáng)體內(nèi)抗氧化酶系統(tǒng)活性和自由基清除能力，使脂質(zhì)過氧化物減少，以維持機(jī)體動態(tài)平衡。

4　小　結(jié)

飼糧中添加二肽螯合鐵(含鐵180 mg/kg)可明顯促進(jìn)仔豬生長，提高血清鐵含量，改善仔豬鐵代謝狀況，降低血清MDA含量，提高血清SOD活性，增強(qiáng)仔豬抗氧化能力。

[1]吳信,印遇龍,邢芳芳,等.國內(nèi)外微量元素氨基酸螯合物的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].豬業(yè)科學(xué),2008(3):68-71.

[2]TORRES-FUENTES C,ALAIZ M,VIOQUE J.Iron-chelating activity of chickpea protein hydrolysate peptides[J].Food Chemistry,2012,134(3):1585-1588.

[3]SUN J,LIU D S,SHI R B.Supplemental dietary iron glycine modifies growth,immune function,and antioxidant enzyme activities in broiler chickens[J].Livestock Science,2015,176:129-134.

[4]ZHANG Y Z,SUN X M,XIE C Y,et al.Effects of ferrous carbamoyl glycine on iron state and absorption in an iron-deficient rat model[J].Genes & Nutrition,2015,10:54.

[5]王明鎮(zhèn),劉孟洲.氨基酸螯合鐵對早期斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響[J].中國畜牧獸醫(yī),2007,34(10):14-15.

[6]田萍.蛋氨酸螯合鐵對斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響[J].家畜生態(tài)學(xué)報,2005,26(2):33-35.

[7]胡培,程茂基,江濤,等.甘氨酸鐵對斷奶仔豬生長性能的影響[J].飼料工業(yè),2011,32(13):29-32.

[8]FINAZZI D,AROSIO P.Biology of ferritin in mammals:an update on iron storage,oxidative damage and neurodegeneration[J].Archives of Toxicology,2014,88(10):1787-1802.

[9]NRC.Nutrient requirements of swine[S].11th rev. ed.Washington,D.C.:National Academies Press,2012.

[10]SPEARS J W,SCHOENHERR W D.Efficacy of iron methionine as a source of iron for nursing pigs[J].Journal of Animal Science,1992,70(Suppl.1):243.

[11]孫效名,吳信,印遇龍,等.幼齡動物鐵吸收及其調(diào)控[J].動物營養(yǎng)學(xué)報,2012,24(6):1001-1006.

[13]PEREIRA M C,OLIVEIRA L C A,MURAD E.Iron oxide catalysts:Fenton and Fenton-like reactions—a review[J].Clay Minerals,2012,47(3):285-302.

[14]HALLIWELL B.Antioxidant characterization:methodology and mechanism[J].Biochemical Pharmacology,1995,49(10):1341-1348.

[15]董愛蓮,胡玉琳,祁亞賓,等.鐵代謝紊亂和其它致病因素介導(dǎo)的肝氧化損傷及抗氧化保護(hù)策略研究進(jìn)展[J].生物物理學(xué)報,2012,28(4):307-316.

[16]DIXON S J,STOCKWELL B R.The role of iron and reactive oxygen species in cell death[J].Nature Chemical Biology,2014,10(1):9-17.

[17]YIN J,REN W K,WU X S,et al.Oxidative stress-mediated signaling pathways:a review[J].Journal of Food,Agriculture & Environment,2013,11(2):132-139.

[18]CHEN K,YOU J,TANG Y,et al.Supplementation of superfine powder prepared fromChaenomelesspeciosafruit increases endurance capacity in rats via antioxidant and Nrf2/ARE signaling pathway[J].Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine,2014,2014:976438.

[19]WAN D,ZHOU X H,XIE C Y,et al.Toxicological evaluation of ferrous N-carbamylglycinate chelate:acute,sub-acute toxicity and mutagenicity[J].Regulatory Toxicology and Pharmacology,2015,73(2):644-651.

[20]COBBINA S J,CHEN Y,ZHOU Z X,et al.Toxicity assessment due to sub-chronic exposure to individual and mixtures of four toxic heavy metals[J].Journal of Hazardous Materials,2015,294:109-120.

(責(zé)任編輯武海龍)

, associate professor, E-mail: wuxin@isa.ac.cn

Effects of Ferrous N-Carbamylglycinate Chelate on Growth Performance, Serum Iron and Antioxidant Indices of Piglets

ZHANG Yiming1SUN Xiaoming1WAN Dan1SHU Xugang2,3YIN Yulong1WU Xin1*

(1. Key Laboratory of Agro-Ecological Processes in Subtropical Region, Hunan Provincial Engineering Research Center of Healthy Livestock, Institute of Subtropical Agriculture, Chinese Academy of Sciences,Changsha 410125, China; 2. Zhongkai University of Agriculture and Engineering, College of Chemistry and Chemical Engineering, Guangzhou 510225, China; 3. Guangzhou Tanke Bio-Tech Co. Ltd., Guangzhou 510800, China)

The aim of the present study was to investigate the effects of ferrous N-carbamylglycinate chelate (Fe-CGly) on growth performance, serum iron and antioxidant indices of piglets. Eighty piglets (Duroc×Landrace×Large Yorkshire) at 40 days of age were randomly assigned to 2 groups with 4 replicates per group and 10 piglets per replicate. The diets of control group and experimental group all contained 180 mg/kg iron, the diet of control group only supplemented with Fe2SO4·7H2O, and the diet of experimental group only supplemented with Fe-CGly. The experiment lasted for 21 days. The results showed as follows: compared with the control group, the average daily gain (ADG) of experimental group was increased by 10.37% (P>0.05), while the ratio of feed to gain was decreased by 5.59% (P<0.05). The serum iron content of experimental group was significantly higher than those of control group (P<0.05), the serum ferritin and hemoglobin contents of experimental group were higher than that of control group (P>0.05). The serum superoxide dismutase (SOD) activity of experimental group was significantly higher than that of control group (P<0.05), while the malonaldehyde (MDA) content of experimental group was significantly lower than that of control group (P<0.05). Thus, it can be concluded that the Fe-CGly has benefits on improving growth performance, iron metabolism and antioxidant status in piglets.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2016, 28(8)：2551-2555]

ferrous N-carbamylglycinate chelate; hemoglobin; antioxidant; piglets

10.3969/j.issn.1006-267x.2016.08.027

2016-02-04

“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計劃課題(2012BAD39B03)；廣東省中國科學(xué)院全面戰(zhàn)略合作項目(2013B091500095)；廣東省產(chǎn)學(xué)研合作專項(2013B090900007)

張一鳴(1987—)，男， 安徽阜南人，碩士研究生，動物營養(yǎng)專業(yè)。E-mail： 980650585@qq.com

吳信，副研究員，碩士生導(dǎo)師，E-mail: wuxin@isa.ac.cn

S828

A

1006-267X(2016)08-2551-05