朱 敏，楊 攀，王華凱，馬永喜

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100193）

維生素是畜禽必需的微量養(yǎng)分[1]，是畜禽維持生長(zhǎng)、發(fā)育、健康和繁殖等重要功能的關(guān)鍵要素。維生素主要以輔酶、抗氧化劑和激素前體的形式參與體內(nèi)代謝的生化反應(yīng)，是三羧酸循環(huán)以及其他代謝途徑的必需物質(zhì)（圖1）[2]。畜禽對(duì)維生素的需要量較小，但如果維生素供給不足會(huì)引起畜禽的維生素缺乏癥，通常需要添加額外的維生素以補(bǔ)充飼料中的維生素，從而滿足畜禽的維生素需求。因此，確定影響畜禽維生素需要量的因素十分重要。

1 維生素的需要量

隨著畜牧場(chǎng)的規(guī)?；图s化發(fā)展，畜禽容易受到維生素的影響。龍建華等[3]報(bào)道，與不添加維生素B12相比，飼料中添加0.015 mg/kg 維生素B12使五龍鵝的平均日增重增加3.75%。穆琳琳等[4]報(bào)道，與不添加維生素B2相比，飼料中添加20.0 mg/kg 維生素B2后水貂的耗料增重比降低了24.95%。因此，美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)（NRC）基于預(yù)防畜禽臨床缺乏癥的需要量制定出飼料中維生素的推薦添加量[5]，包括豬（NRC，2012）、家禽（NRC，1994）、肉牛（NRC，2016）和肉羊（NRC，2007）等。但NRC 的推薦量沒(méi)有考慮到維生素在畜禽體內(nèi)某些方面的功能[6]。如維生素E 能增強(qiáng)畜禽對(duì)疾病的抵抗力。Teige 等[7]研究表明，在人工感染豬痢疾密螺旋體的豬中，每天飼喂200 mg 維生素E 能顯著降低豬的腹瀉數(shù)量。此外，母豬飼喂高于NCR 推薦量的維生素能顯著提高繁殖性能。Driz 等[8]報(bào)道，與飼喂NRC 推薦量相比，母豬飼喂高于NRC 推薦量2～7 倍的維生素，其窩產(chǎn)仔數(shù)提高0.1 頭、斷奶仔數(shù)提高0.2 頭、斷奶仔豬體重提高1.1 kg。因此，最佳維生素需要量可使畜禽達(dá)到最佳的生長(zhǎng)速度、飼料利用率和健康狀況（圖2）[5]。

2 影響畜禽維生素需要量的因素

2.1 畜禽因素

2.1.1 畜禽的品種和生理階段 現(xiàn)代畜禽育種技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)需求的多樣化使畜禽的品種得以增加。不同品種的畜禽對(duì)維生素的需求有較大差異。Stahly 等[9]報(bào)道，瘦肉生長(zhǎng)指數(shù)高的生豬對(duì)維生素的需要量高于瘦肉生長(zhǎng)指數(shù)低的生豬。我國(guó)雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)（NY/T33—2004）對(duì)成年蛋雞和種雞維生素A 的推薦量分別為8 000 IU/kg和10 000 IU/kg，維生素D3的推薦量分別為1 600 IU/kg和2 000 IU/kg，維生素E 的推薦量分別為5 IU/kg 和10 IU/kg。同一品種畜禽對(duì)維生素的需求會(huì)受不同條件的影響有一定差異，如光照模式、飼養(yǎng)密度、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度和飼料的物理化學(xué)特性等。Luecke 等[10]研究表明，飼料中含有9.13 mg/kg 泛酸已經(jīng)可以滿足約50%生長(zhǎng)豬的生長(zhǎng)，而剩余生長(zhǎng)豬則需要超過(guò)9.13 mg/kg 泛酸，但少于13.5 mg/kg 泛酸。另外，不同生理階段的畜禽對(duì)維生素需要量也有一定差異。如幼年時(shí)期畜禽對(duì)維生素的需要量既要滿足維持需要也要滿足組織生長(zhǎng)需要；成年時(shí)期畜禽對(duì)維生素的需要量主要包含維生素需要和生產(chǎn)需要等。

圖1 部分維生素參與的代謝反應(yīng)[2]

圖2 飼料維生素水平與畜禽反應(yīng)的相互關(guān)系[5]

2.1.2 畜禽的健康狀況 畜禽健康狀態(tài)會(huì)影響畜禽對(duì)某些或者全部維生素的攝取。如畜禽應(yīng)激和疾病狀況會(huì)降低采食量。在應(yīng)激條件下，額外補(bǔ)充抗壞血酸有助于緩解家禽[11-12]和豬[13]的應(yīng)激反應(yīng)；日糧中添加維生素E和B 族維生素混合物可在28 d 內(nèi)顯著提高應(yīng)激牛犢的增重率和飼料轉(zhuǎn)化率[14]，且補(bǔ)充B 族維生素通常會(huì)減少牛犢的應(yīng)激反應(yīng)[15]。無(wú)論維生素來(lái)源于飼料原料還是由微生物合成，消化道疾病或寄生蟲(chóng)病均會(huì)減少腸道對(duì)維生素的吸收，如會(huì)減少維生素K 的吸收[16]，并增加維生素K 的需要量。因此，需要根據(jù)畜禽的健康狀態(tài)調(diào)整飼料中維生素的添加量以滿足畜禽對(duì)維生素的需求。

2.2 藥物與飼料中的組分 一些藥物（如抗生素）會(huì)改變腸道菌群和抑制某些維生素的合成，需要提高飼料中維生素添加量來(lái)滿足畜禽對(duì)維生素的需要量。Nelson等[16]研究表明，在肉雞腸道中磺胺類藥物可能會(huì)抑制肉雞維生素K 的微生物合成。同時(shí)，飼料組分可能會(huì)影響畜禽對(duì)維生素吸收。如由于脂溶性維生素的吸收途徑與脂肪吸收途徑類似，脂溶性維生素的吸收受飼料中脂肪含量的影響；飼料中的鉛會(huì)增加雛雞對(duì)核黃素的需要量[17]。此外，隨著作物的遺傳特性、處理和儲(chǔ)存、種植方法和谷物副產(chǎn)品的變化，飼料原料中的維生素含量也會(huì)發(fā)生變化。Palagina 等[18]研究表明，隨著幾十年種植技術(shù)的變化，甜菜中的泛酸含量從50～110 mg/kg降至1～4 mg/kg。

2.3 維生素穩(wěn)定性 維生素作為具有生物活性的生物化學(xué)物質(zhì)，通常對(duì)物理和化學(xué)因素十分敏感，其穩(wěn)定性極易受儲(chǔ)存環(huán)境、維生素的產(chǎn)品形式、微量元素、維生素之間的相互作用、飼料中其他組分以及飼料加工工藝的影響。

2.3.1 儲(chǔ)存環(huán)境 維生素在飼料或預(yù)混料中的穩(wěn)定性受多種儲(chǔ)存環(huán)境的影響，如溫度、濕度、水分和光照等（表1）[19-22]。不同維生素具有不同的物理化學(xué)性質(zhì)，因此對(duì)外界環(huán)境因素的敏感程度也不同。多數(shù)的物理化學(xué)反應(yīng)都需要水作為反應(yīng)媒介，水分可能是影響維生素穩(wěn)定性最主要的因素[23]。飼料中的水分一部分來(lái)自飼料原料，另一部分是在儲(chǔ)存、加工階段中從外界環(huán)境中吸收的水分。水分通過(guò)軟化維生素上的基質(zhì)和噴霧干燥形式的涂層[24]，使維生素暴露于氧氣和其他破壞性化學(xué)成分中。此外，據(jù)Coelho 等[25]報(bào)道，維生素B1和維生素B6極易受到酸性條件影響，維生素B12極易受到強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和光等因素影響。

2.3.2 維生素的產(chǎn)品形式 目前用于飼料的各種維生素添加劑的物理和化學(xué)形式通常與自然界中的形式不同（表2）[25]。通常情況下，商業(yè)化維生素產(chǎn)品的穩(wěn)定性優(yōu)于天然維生素。Grant 等[26]報(bào)道，天然抗壞血酸容易被水分、微量元素和飼料加工工藝等破壞，但商業(yè)化抗壞血酸可以防止抗壞血酸被破壞。這可能是由于抗壞血酸的乙酸部分消除抗壞血酸的氧化特性。維生素極易被破壞，但通過(guò)化學(xué)方法可合成不易被破壞的形式，如維生素A 和維生素E 的酯化形式、維生素B1和維生素B6的鹽酸鹽形式、泛酸的鈣鹽形式等。維生素也可以通過(guò)物理方法提高其穩(wěn)定性。Champagne 等[27]報(bào)道，將維生素或維生素的微小液滴包裹在穩(wěn)定脂肪或明膠中，形成小珠粒，可以阻止大部分維生素與空氣接觸。因此，商業(yè)化維生素產(chǎn)品可以通過(guò)化學(xué)方法或者物理方法提高維生素的穩(wěn)定性。

表1 外部條件對(duì)維生素穩(wěn)定性的影響

表2 在不同條件下的維生素平均月?lián)p失率[25] %

2.3.3 微量元素 微量元素能夠加速維生素的損失[28]，這可能是由于預(yù)混料中的金屬或非金屬元素在離子狀態(tài)下會(huì)催化活性氧產(chǎn)生。李馬龍等[29]報(bào)道，Cu2+、Zn2+和Fe2+對(duì)維生素穩(wěn)定性影響最大。Coelho 等[25]報(bào)道，游離的金屬離子、硫酸鹽、碳酸鹽和氧化物對(duì)預(yù)混料中維生素穩(wěn)定性的影響依次下降（表3）。另外，無(wú)機(jī)微量元素預(yù)混料中維生素的穩(wěn)定性低于有機(jī)微量元素預(yù)混料中維生素的穩(wěn)定性。在儲(chǔ)存120 d 后，與無(wú)機(jī)微量元素復(fù)合預(yù)混料相比，有機(jī)微量元素預(yù)混料維生素A、維生素K、維生素B12、維生素B1和維生素B6的損失率出現(xiàn)顯著或極顯著降低（表4）[30]。周俊華等[31]報(bào)道，預(yù)混料儲(chǔ)存120 d 后，無(wú)機(jī)微量元素預(yù)混料中的維生素月均損失率（5%）大于有機(jī)微量元素預(yù)混料中的維生素月均損失率（2.5%）。這可能是由于有機(jī)微量元素的特殊結(jié)構(gòu)使其分子內(nèi)電荷趨于中性，既可以防止磷酸、植酸等與金屬離子形成難溶物質(zhì)，又可以防止不溶性膠體的吸附作用，減少金屬離子對(duì)維生素的破壞作用[28]。

2.3.4 不同維生素的相互作用 維生素間也會(huì)互相影響穩(wěn)定性。Shurson 等[30]研究顯示，在貯存120 d 后，復(fù)合多維的損失率普遍低于單項(xiàng)維生素（表4）。趙君梅等[32]研究顯示，預(yù)混料中的膽堿極易影響維生素C 的穩(wěn)定性。這可能是因?yàn)槟憠A有強(qiáng)吸濕性[29]，導(dǎo)致維生素C 的穩(wěn)定性降低。此外，維生素B1（鹽酸硫胺素或硝酸硫胺素）的商業(yè)形式呈弱酸性，泛酸的商業(yè)形式（泛酸鈣或者泛酸鈉）呈弱堿性，二者發(fā)生反應(yīng)會(huì)使得維生素B1和泛酸均失活。

表3 微量元素的不同形態(tài)對(duì)預(yù)混料中維生素穩(wěn)定性影響[25] %

表4 在120 d 儲(chǔ)存期間維生素和維生素微量元素預(yù)混料的維生素活性月均損失[30] %

2.3.5 飼料中的其他組分 飼料包含著載體或稀釋劑，載體可分為無(wú)機(jī)載體和有機(jī)載體。載體可以平衡飼料中不同組分間的影響[33]。如稻殼表面粗糙，孔徑分布均勻[34]，能有效吸附維生素，保護(hù)維生素免受損失；不飽和植物油有助于飼料組分粘附在載體表面，消除靜電[35]，能減少對(duì)維生素的破壞。但載體的理化性質(zhì)直接影響維生素預(yù)混料的穩(wěn)定性。朱金娥[36]研究表明，麥飯石、石粉、玉米粉和脫脂米糠的預(yù)混料儲(chǔ)存1 個(gè)月，其中維生素A 的存留率依次為94.12%、80.31%、88.26% 和93.85%；相比其他3 種載體，麥飯石的預(yù)混料維生素A 的損失最低，這可能是麥飯石吸附性強(qiáng)，能有效吸附維生素A，降低維生素A 的損失。同時(shí)，不同載體具有不同的吸濕性[37]，從而對(duì)維生素穩(wěn)定性的影響也有不同。此外，載體自身含水量、pH 也對(duì)維生素穩(wěn)定性有較大影響[29]。飼料存在的一些抗維生素因子也會(huì)影響維生素的穩(wěn)定性。如大豆中的脂肪氧化酶能破壞維生素A[38]，飼料中的硫胺素酶和抗生物素蛋白分別破壞維生素B1和生物素[39]。

2.3.6 飼料加工工藝 混合、制粒和膨化等飼料加工工藝對(duì)維生素的穩(wěn)定性會(huì)造成一定程度影響（表5）[40]。在混合過(guò)程中，摩擦?xí)茐谋Ｗo(hù)維生素的涂層，造成維生素的損失[40]。在制粒過(guò)程中，摩擦、壓力、溫度、濕度和調(diào)質(zhì)時(shí)間是影響維生素穩(wěn)定性的主要因素[40]。摩擦和壓力使維生素分子暴露于氧化還原反應(yīng)中，溫度和濕度為氧化還原反應(yīng)提供了條件，調(diào)質(zhì)時(shí)間延長(zhǎng)了氧化還原反應(yīng)以及其他相關(guān)反應(yīng)。相比顆粒飼料，維生素A、維生素D3、維生素K3、抗壞血酸和硫胺素在粉狀飼料中表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性[24]。在膨化過(guò)程中，摩擦、壓力、溫度、濕度和氧化還原反應(yīng)是維生素穩(wěn)定性的主要影響因素[40]。Riaz 等[41]報(bào)道，由于維生素處于高溫（120～170℃）、高壓（30～100 kg·f/cm2）和潮濕（30% RH）條件下，膨化可能是破壞維生素最嚴(yán)重的加工過(guò)程。

因此，由于受到飼料加工工藝因素的影響，維生素穩(wěn)定性受到很大影響，需要進(jìn)行針對(duì)性研究，提出對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償方案，以保證畜禽生產(chǎn)性能的穩(wěn)定性。

表5 不同加工工藝對(duì)維生素穩(wěn)定性的影響程度[40]

3 展 望

綜上，畜禽維生素的需要量受多種因素影響。畜禽對(duì)維生素的需要量少但作用大，且不能被其他物質(zhì)所替代。但目前畜禽維生素需要量的影響因素研究尚未完全清楚，尤其是在外界條件下飼料中維生素的穩(wěn)定性。雖然目前維生素產(chǎn)品比未加工的維生素產(chǎn)品具有顯著優(yōu)勢(shì)，可以有效提高維生素的穩(wěn)定性。但在復(fù)雜的外部條件下，沒(méi)有任何產(chǎn)品形式可以提供無(wú)限的保護(hù)。因此，系統(tǒng)研究維生素在不同儲(chǔ)存條件下以及飼料加工過(guò)程中的穩(wěn)定性，對(duì)于畜禽維生素的需求具有現(xiàn)實(shí)意義。