董冬華 張桂國 楊維仁 劉法孝 張 亮

鐵是母豬營養(yǎng)中最重要的微量礦物元素之一。缺鐵會嚴重影響母豬機體的正常代謝及抗氧化性能。與硫酸亞鐵(FeSO4)相比，氨基酸螯合鐵的化學(xué)穩(wěn)定性和流動性好，具有較高的生物學(xué)效價，并能改善機體的貧血和免疫功能等［1－3］。關(guān)于鐵源在豬生產(chǎn)中的研究報道較多，例如有機鐵可通過胎盤有效的傳遞給仔豬［4－5］，提高初生仔豬體內(nèi)鐵貯，并提高母豬乳汁鐵含量［4，6］;但是研究結(jié)果并不一致，也有報道證實，以血紅蛋白(hemoglobin，HGB)為指標，豬對蛋氨酸鰲合鐵的利用率明顯低于飼料級FeSO4［7］。有關(guān)鐵營養(yǎng)研究大多集中在斷奶仔豬飼糧中添加不同鐵源對鐵營養(yǎng)狀況的影響或母豬飼糧中添加鐵對初生仔豬的影響［8－10］，但不同添加水平的無機鐵和有機鐵對母豬鐵營養(yǎng)狀況的系統(tǒng)研究尚未見報道。甘氨酸與血紅素有相似的結(jié)構(gòu)，在血紅素的合成中有重要的作用，在理論上它作為鐵元素向靶細胞輸送的載體具有特異性［8］。故本試驗選用甘氨酸鐵(Fe-Gly)作為有機鐵源，生產(chǎn)中常用的一水合硫酸亞鐵(FeSO4·H2O)作為無機鐵源。本試驗以妊娠后期母豬(產(chǎn)前28天至分娩)為研究對象，研究飼糧添加不同水平Fe-Gly和FeSO4·H2O對母豬血液理化指標、初乳鐵和胎盤鐵及抗氧化性能的影響，為母豬鐵源的選擇和母豬飼糧生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

飼料級 Fe-Gly:鐵含量為14.75%，甘氨酸含量為 22.37%。

飼料級FeSO4·H2O:鐵含量為29.84%。

1.2 試驗動物與設(shè)計

選取3～4胎次、預(yù)產(chǎn)期前28天“長×大”二元雜交母豬45頭，隨機分為9組，每組5個重復(fù)，每個重復(fù)1頭母豬。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧(不額外添加鐵制劑);試驗組在基礎(chǔ)飼糧的基礎(chǔ)上分別添加 50、80、110、140 mg/kg(以鐵計)的 Fe-Gly 和FeSO4·H2O。

1.3 飼糧組成

基礎(chǔ)飼糧的配制參考NRC(1998)［11］各種營養(yǎng)素的推薦需要量?；A(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

1.4 飼養(yǎng)管理

試驗?zāi)肛i飼喂于同一豬舍，豬舍為水泥地面，每欄1頭，試驗期間母豬定量飼喂，每日飼喂2次(06:00和16:00)，母豬飼喂量從預(yù)產(chǎn)期前28天的 2.8 kg/d，每 5 天增加 0.2 kg，直至預(yù)產(chǎn)期前 4天增至 3.6 kg/d，預(yù)產(chǎn)期前 3 天飼喂 3.4 kg/d，試驗期間平均飼喂量為3.2 kg/d，自由飲水，其他如免疫、消毒、衛(wèi)生等常規(guī)程序按豬場相關(guān)制度進行。

1.5 測定指標與方法

1.5.1 血液指標

母豬分娩后，耳緣靜脈采血，取2 mL血液于含有乙二胺四乙酸(EDTA)的采血管內(nèi)，4℃保存，4 h內(nèi)測定血液生理指標;取15 mL血液置于含有促凝劑的離心管中，3 000 r/min下離心10 min分離血清，－20℃凍存，待測血清生化及抗氧化性能指標。

1.5.1.1 血液生理指標

紅細胞(RBC)計數(shù)、HGB含量、紅細胞壓積(HCT)采用全自動血液分析儀(KX－21，希森美康，日本)進行測定。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Compositions and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.5.1.2 血液生化指標

血清鐵(SI)含量和血清總鐵結(jié)合力(TIBC)根據(jù)試劑盒(南京建成生物工程研究所)進行測定。血清鐵蛋白(SF)含量用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測，用R＆D公司生產(chǎn)的試劑盒進行測定。操作按試劑盒說明書進行。

1.5.1.3 血清抗氧化性能測定

血清中谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性、總抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量均采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的試劑盒測定，具體測定方法均按試劑盒說明書進行。

1.5.2 鐵貯測定

初乳鐵含量:母豬分娩后1 h內(nèi)采集母豬初乳5 mL，－20℃凍存，待測乳汁鐵含量。

胎盤鐵含量:母豬分娩時，取母豬胎盤－20℃凍存，待測胎盤鐵含量。

參照 GB/T 13885—2003［12］的方法處理樣品并定容，同時分別用超純水和鐵標準液做空白對照和標準參照物對照，利用原子吸收分光光度計(TAS－990)測定初乳和胎盤中鐵含量。

1.6 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)采用SAS 9.2統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，差異顯著性采用Duncan氏法進行多重比較，并對不同鐵添加梯度的處理效應(yīng)進行一次線性和二次回歸分析。P＜0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鐵源及水平對母豬血液生理指標的影響

不同鐵源及水平對母豬血液生理指標的影響見表2。與對照組相比，添加鐵制劑顯著提高了母豬RBC計數(shù)和 HGB含量(P＜0.05)，并有提高HCT的趨勢(P=0.062)。與 FeSO4·H2O 組相比，添加Fe-Gly有提高母豬HGB含量的趨勢(P=0.098)。母豬RBC計數(shù)、HGB含量和HCT均隨Fe-Gly和FeSO4·H2O的添加水平的升高而呈線性和二次增加(P＜0.05)。

表2 不同鐵源及水平對母豬血液生理指標的影響Table 2 Effects of different iron sources and levels on physiological indices of sows

2.2 不同鐵源及水平對母豬血液生化指標的影響

不同鐵源及水平對母豬血液生理指標的影響見表3。與對照組相比，添加鐵制劑顯著提高了母豬 FE 和 SI含量(P＜0.05)，降低 TIBC(P＜0.05)。與FeSO4·H2O組相比，F(xiàn)e-Gly組顯著提高了母豬SI含量(P＜0.0 5)，降低了母豬TIBC(P＜0.05)，同時還有提高 FE含量的趨勢(P=0.052)。母豬 FE和 SI含 量 均 隨 Fe-Gly和FeSO4·H2O的添加水平的增加而呈線性和二次增加(P＜0.05);同時TIBC呈線性和二次降低(P＜0.05)。

表3 不同鐵源及水平對母豬血液生化指標的影響Table 3 Effects of different iron sources and levels on blood biochemical index of sows

2.3 不同鐵源及水平對母豬抗氧化性能的影響

不同鐵源及水平對母豬抗氧化性能的影響見表4。與對照組相比，添加鐵制劑顯著提高了母豬血清 T-AOC、GSH-Px 和 SOD 活性(P＜0.05)，降低MDA 含量(P＜0.05)。與 FeSO4·H2O 組相比，F(xiàn)e-Gly組顯著提高了母豬血清T-AOC、GSHPx和 SOD 活性(P＜0.05)。母豬血清 T-AOC、GSH-Px和SOD活性隨Fe-Gly添加水平的增加而呈線性和二次增加(P＜0.05)。隨FeSO4·H2O的添加水平的增加，母豬血清T-AOC呈線性和二次升高(P＜0.05)，同時SOD活性呈線性線性升高(P＜0.05)，并有呈二次升高的趨勢(P=0.054);GSH-Px活性有線性升高趨勢(P=0.065)。MDA含量隨鐵添加水平的增加呈線性和二次降低(P＜0.05)。

表4 不同鐵源及水平對母豬抗氧化性能的影響Table 4 Effects of different iron sources and levels on serum antioxidant properties of sows

2.4 不同鐵源及水平對母豬初乳和胎盤鐵含量的影響

不同鐵源及水平對母豬初乳和胎盤鐵的影響見表5。與對照組相比，添加鐵制劑顯著提高了母豬初乳鐵和胎盤鐵含量(P＜0.05)。與 FeSO4·H2O組相比，F(xiàn)e-Gly組顯著提高了母豬的初乳鐵含量和胎盤鐵含量(P＜0.05)。對Fe-Gly組，初乳鐵和胎盤鐵含量均隨鐵添加水平的增加呈線性和二次增加(P＜0.05)。對 FeSO4·H2O 組，只有初乳鐵含量隨鐵添加水平的增加呈線性和二次增加(P＜0.05)。

3 討論

3.1 不同鐵源及水平對母豬血液生理指標的影響

HCT與HGB是反映機體貧血狀況敏感的指標［13］。前人關(guān)于飼糧中添加鐵制劑對血液生理指標的研究主要是針對仔豬進行，并有研究表明隨氨基酸螯合鐵添加水平的增加，斷奶仔豬HCT和HGB 含量呈線性增加［14－15］，但是對母豬血液生理指標影響的研究很少。本研究發(fā)現(xiàn)，在飼糧中添加鐵制劑，可顯著提高母豬RBC計數(shù)和HGB含量，同時Fe-Gly的效果要優(yōu)于FeSO4·H2O，這與Wei等［8］的研究一致。這可能是因為無機鐵易受pH影響，在pH＞3.0時，無機鐵將變?yōu)椴蝗苄曰衔铮?4］，但是氨基酸螯合鐵的穩(wěn)定性強，分子質(zhì)量小，可完整通過消化道黏膜被吸收。本研究中，添加含鐵80 mg/kg的Fe-Gly或110 mg/kg的FeSO4·H2O時，對母豬 RBC計數(shù)、HGB含量和HCT的效果基本一致，同時高劑量FeSO4·H2O(含 鐵 140 mg/kg)和 Fe-Gly(含 鐵 110和140 mg/kg)并不能顯著提高母豬的HGB含量和HCT，這可能是與機體的穩(wěn)態(tài)機制有關(guān)，機體可通過肝臟及其他組織器官調(diào)節(jié)鐵水平［14］。一般認為，當(dāng)機體HGB含量為100 g/L時，可以認為機體鐵含量充足;為80 g/L時，瀕臨貧血邊緣;低于70 g/L時認為動物已經(jīng)貧血［16］。在本試驗條件下，當(dāng)Fe-Gly和FeSO4·H2O的添加水平(以鐵計)分別為80和110 mg/kg時，母豬HGB含量均超過100 g/L，以HGB含量為判據(jù)，可認為此時母豬的鐵貯富足，已滿足母豬的需要，過量添加只會增加成本和污染環(huán)境。

表5 不同鐵源及水平對母豬初乳鐵和胎盤鐵含量的影響Table 5 Effects of different iron sources and levels on iron content in colostrum and placenta of sows

3.2 不同鐵源及水平對母豬血清生化指標的影響

FE、SI、TIBC是反映豬機體鐵狀況和生長發(fā)育狀況的重要指標［17－18］，同時 TIBC越高，體內(nèi) SI含量越低［19］。本研究中，母豬飼糧中添加鐵制劑，顯著提高了母豬FE和SI含量，降低了TIBC。這與石文艷［9］研究發(fā)現(xiàn)一致。氨基酸螯合鐵可顯著提高母豬血液SI含量，降低TIBC。本研究中在相同的鐵添加水平下，F(xiàn)e-Gly效果優(yōu)于FeSO4·H2O，這表明Fe-Gly更能改善母豬的鐵營養(yǎng)狀況。這可能是因為無機鐵需要借助輔酶與氨基酸或其他物質(zhì)形成螯合鹽后才能被吸收，而氨基酸螯合鐵是機體吸收金屬離子的主要形式，可直接被機體吸收，并且避免了同其他礦物元素之間的吸收競爭［16］，從而提高了氨基酸螯合鐵的生物學(xué)效價［2，20］。

3.3 不同鐵源及水平對母豬抗氧化性能的影響

機體內(nèi)鐵含量可顯著影響機體的抗氧化能力。鐵元素可通過機體酶促抗氧化系統(tǒng)，清除體內(nèi)代謝產(chǎn)生的強氧化劑超氧陰離子自由基(O2－·)的歧化產(chǎn)物過氧化氫(H2O2)及有機過氧化物，并維護抗氧化酶系催化反應(yīng)得以正常進行［21］。鐵攝取不足，會增大對應(yīng)激的敏感度，降低動物的抗氧化能力［22］。GSH-Px和SOD可反映體內(nèi)自由基反應(yīng)的動態(tài)變化及組織損傷情況，是機體抗氧化系統(tǒng)中重要的酶，而MDA則是一種具有很強生物毒性的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的代謝產(chǎn)物，其變化可反映肝臟組織內(nèi)脂質(zhì)過氧化情況;同時對T-AOC的測定，能夠全面地評價動物機體的抗氧化狀態(tài)。前人關(guān)于鐵對GSH-Px活性影響的報道并不一致，有研究表明，給小鼠定期定量注射右旋糖酐鐵，血清GSH-Px活性隨鐵含量的增加而顯著降低［23］;同時也有研究表明，血清中 GSH-Px活性隨鐵含量的增加而升高［24－25］。本研究表明，母豬血清GSH-Px活性均隨鐵添加水平的增加而升高，這可能與所選用的試驗動物以及鐵添加水平的不同有關(guān)。馮國強等［26］報道，肉仔雞飼糧中添加120及160 mg/kg甘氨酸亞鐵顯著提高了肉仔雞血清SOD活力，降低了MDA含量。本研究結(jié)果表明，添加鐵制劑可顯著提高母豬血清T-AOC和SOD活 性，降 低 MDA含 量，且 Fe-Gly和FeSO4·H2O添加水平(以鐵計)分別為 80和110 mg/kg時，血清T-AOC和MDA含量達顯著水平。這表明，添加鐵制劑可改善母豬的抗氧化性能，但Fe-Gly效果優(yōu)于FeSO4·H2O。

3.4 不同鐵源及水平對母豬初乳鐵和胎盤鐵含量的影響

氨基酸螯合鐵的吸收是以一種易于穿透胎盤的方式進行的，在妊娠母豬飼糧中添加氨基酸螯合鐵后，可顯著增加胎盤和胎兒鐵含量［16，27］。有研究報道在妊娠母豬分娩前1個月，蛋氨酸螯合鐵能迅速通過胎盤并向仔豬轉(zhuǎn)移，增加仔豬鐵貯［5］，提高母乳中的鐵含量［28］，這與本研究的結(jié)果一致。但是 Robbins等［29］研究認為，妊娠母豬飼糧鐵源并不能影響乳汁鐵含量，這可能是由鰲合鐵的品質(zhì)和母豬鐵營養(yǎng)狀況等的不同所致。本試驗結(jié)果表明，無機鐵對胎盤鐵含量無顯著影響，這與Spruill等［30］報道一致，這說明氨基酸螯合鐵具有更強的穿過胎盤屏障的能力，使機體更有效地利用鐵制劑，從而改善仔豬鐵營養(yǎng)狀況。

4 結(jié)論

①本試驗條件下，妊娠母豬飼糧中添加Fe-Gly和FeSO4·H2O均可不同程度改善母豬鐵營養(yǎng)狀況及抗氧化性能;添加Fe-Gly對母豬初乳鐵、胎盤鐵、SI含量、TIBC和抗氧化性能等的效果優(yōu)于添加FeSO4·H2O。

②以母豬HGB含量為標準，綜合本試驗研究結(jié)果，母豬適宜的Fe-Gly和FeSO4·H2O添加水平(以鐵計)分別為80和110 mg/kg。

［1］ PETERS J C，MAHAN D C.Effects of neonatal iron status，iron injections at birth，and weaning in young pigs from sows fed either organic or inorganic trace minerals［J］.Journal of Animal Science，2008，86(9):2261－2269.

［2］ HERTRAMPF E，OLIVARESM.Iron amino acid chelates［J］.International Journal for Vitamin and Nutrition Research，2004，74(6):435－443.

［3］ ASHMEAD H D.The absorption and metabolism of iron amino acid chelate［J］.Archivos Latinoamericanos de Nutrición，2001，51(Suppl.1):13－21.

［4］ ASHMEAD H D.Nutrition of the high-producing first parity sow［C］//Proceedings of theⅩⅦ ANAPORC Symposium.Spain:Santiago de Compostela，1996.

［5］ SVOBODA M，F(xiàn)ICEK R，DRABEK J.Evaluation of the efficacy of iron polymaltose complex in the prevention of anaemia in piglets［J］.Bulletin of the Veterinary Institute in Pulawy，2008，52:119－123.

［6］ WANG JP，KIM I H.Effects of iron injection at birth on neonatal iron status in young pigs from first-parity sows fed delta-aminolevulinic acid［J］.Animal Feed Science and Technology，2012，178(3/4):151－157.

［7］ LEWIS A J，MILLER P S，WOLVERTON C K.Bioavailability of iron in iron methionine for weanling pigs［J］.Journal of Animal Sciences，1995，73(Suppl.1):172.

［8］ WEI K Q，XU Z R，LUO X G，et al.Effects of iron from an amino acid complex on the iron status of neonatal and suckling piglets［J］.Asian-Australasian Journal of Animal Sciences，2005，18(10):1485－1491.

［9］ 石文艷.氨基酸螯合鐵預(yù)防仔豬貧血的效果研究［D］.碩士學(xué)位論文.石河子:石河子大學(xué)，2005.

［10］ FANG C L，ZHUO Z，F(xiàn)ANG S L，et al.Iron sources on iron status and gene expression of iron related transporters in iron-deficient piglets［J］.Animal Feed Science and Technology，2013，182(1):121－125.

［11］ 李長忠，張宏福.NRC(1998)第十版豬營養(yǎng)需要量表［J］.國外畜牧學(xué):飼料，1998(3):37－48.

［12］ 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 13885—2003動物飼料中鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉和鋅含量的測定 原子吸收光譜法［S］.北京:中國標準出版社，2004.

［13］ 王明鎮(zhèn).氨基酸螯合鐵對斷奶仔豬生產(chǎn)性能及血液理化指標影響的研究［D］.碩士學(xué)位論文.蘭州:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

［14］ FENG J，MA W Q，XU Z R，et al.Effects of iron glycine chelate on growth，haematological and immunological characteristics in weanling pigs［J］.Animal Feed Science and Technology，2007，134(3):261－272.

［15］ HUEBERS H A，HUEBERS E，CSIBA E，et al.The cadmium effect on iron absorption［J］.American Journal of Clinical Nutrition，1987，45(5):1007－1012.

［16］ AMINE E K，RAYMOND N，HEGATED D M.Biological estimation of available iron using chicks or rats［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1972，20(2):246－251.

［17］ FURUGOURIK.Iron binding substances in the intestinal mucosa of neonatal piglets［J］.The Journal of Nutrition，1977，107(3):487－494.

［18］ ANDERSON T A，F(xiàn)ILER L J，Jr，F(xiàn)OMON S J，et al.Bioavailability of different sources of dietary iron fed to pitman-moore miniature pigs［J］.The Journal of Nutrition，1974，104(5):619－628.

［19］ 上海第一醫(yī)院.醫(yī)用生物化學(xué)［M］.北京:人民衛(wèi)生出版社，1979.

［20］ 周桂蓮.氨基酸螯合鐵的營養(yǎng)作用機理和相對生物學(xué)效價［D］.博士學(xué)位論文.哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2000.

［21］ DAVISC D，F(xiàn)ENG Y.Dietary copper，manganese and iron affect the formation of aberrant crypts in colon of rats administered 3，2'-dimethyl-4-aminobiphenyl［J］.The Journal of Nutrition，1999，129(5):1060－1067.

［22］ ZHANG A S，ANDERSON S A，WANG J H，et al.Suppression of hepatic hepcidin expression in response to acute iron deprivation is associated with an increase of matriptase-2 protein［J］.Blood，2011，117(5):1687－1699.

［23］ 朱航，張守華，雷蕾，等.不同劑量鐵對小鼠肝臟損傷作用的實驗研究［J］.熱帶醫(yī)學(xué)雜志，2007，7(2):129－132.

［24］ 龍玥姣，孫長顥，王朝旭.鐵負荷對大鼠脂質(zhì)過氧化作用影響及抗氧化維生素對其抑制作用［J］.衛(wèi)生研究，2003，32(3):209－211.

［25］ 劉慶華，楊建平，劉延賀，等.鐵過量或缺乏對新生仔豬血清生化指標及肝臟hepcidin mRNA表達量的影響［J］.動物營養(yǎng)學(xué)報，2012，24(5):845－851.

［26］ 馮國強，吳靜，方翠林，等.甘氨酸亞鐵對肉仔雞生產(chǎn)性能和免疫機能及抗氧化指標的影響［J］.中國畜牧雜志，2012，48(11):42－46.

［27］ 王學(xué)梅.母豬飼糧中添加氨基酸螯合鐵預(yù)防仔豬貧血的研究［D］.碩士學(xué)位論文.哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2002.

［28］ ASHMEAD H D，GRAFF D J.Placental transfer of chelated iron［C］//Proceedings of the International Pig Veterinary Society Congress.Mexico，1982:207.

［29］ ROBBINS K R，HENTGES D，PIEME L.Effects of supplemental iron source(inorganic iron or Bin-Plex)on sow and pig performance［C］//LYONST P，JACQUES K A.Proceedings of Alhech’s 25th Annual SymPosium.Nottingham:Nottingham University Press，2003:60－62.

［30］ SPRUILL D G，HAYS V W，CROMWELL G L.Effects of dietary protein and iron on reproduction and iron-related blood constituents in swine［J］.Journal of Animal Science，1971，33(2):376－384.