索菲婭 馬秋剛 張建云 趙麗紅 計 成

(1.山西省運城市畜牧獸醫(yī)發(fā)展中心，運城 044000；2.中國農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，動物營養(yǎng)學國家重點實驗室，北京 100193)

近年來，為降低生產(chǎn)成本，提高蛋雞生產(chǎn)經(jīng)濟效益，蛋雞淘汰周齡從傳統(tǒng)意義上的72周齡延長至80周齡，甚至延長至100周齡。研究表明，隨著蛋雞日齡的增長，蛋殼的厚度會呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢[1]，這是因為老齡蛋雞抗氧化能力減弱和免疫系統(tǒng)衰退導致[2]。鐵是蛋雞維持生產(chǎn)所必需的微量元素之一，其參與機體中包括物質(zhì)的運輸及儲存、抗氧化和免疫等多種代謝活動。天然飼料原料中含有一定量的鐵，為了達到蛋雞的最佳生產(chǎn)效益，生產(chǎn)中多補充外源鐵來促進蛋雞的生產(chǎn)性能。長期以來，在飼糧中添加外源鐵主要是以無機鐵為主，且無機鐵主要是硫酸亞鐵，但由于無機鐵化學性質(zhì)不穩(wěn)定，生物利用率低，由此導致成本加大[3-4]，這些弊端使得有機鐵研究重要性日益凸顯，而有機鐵主要為氨基酸鐵絡合物。氨基酸鐵絡合物中的鐵以配位體氨基酸或小肽形式被小腸吸收，不經(jīng)過消化，直接進入機體[5-6]，因此在蛋雞體內(nèi)生物學利用率高，有利于提高生產(chǎn)性能和蛋殼品質(zhì)。研究表明，用有機微量元素代替無機微量元素能夠改善海蘭褐蛋雞產(chǎn)蛋后期蛋殼的超微結構，提高蛋殼強度[7]。甘氨酸作為分子質(zhì)量最小的氨基酸，與鐵形成絡合物，成為養(yǎng)殖動物飼料所需要的重要微量元素添加劑，其可提供鐵元素和氨基酸雙重營養(yǎng)，促進鐵元素消化吸收；其在胃酸中的穩(wěn)定性較無機鐵高，可減少對維生素的破壞作用，延長飼料的保質(zhì)期，因此成為新型鐵添加劑的研究熱點[8-9]。研究表明，相對于其他形式的鐵，甘氨酸鐵更容易被吸收利用[10-11]。目前，關于甘氨酸和鐵對蛋雞生產(chǎn)性能和蛋殼品質(zhì)的研究有了一定報道，但結果不一。曲湘勇等[12]研究發(fā)現(xiàn)，相比于75 mg/kg無機鐵，45 mg/kg有機鐵可顯著提高蛋雞產(chǎn)蛋率，并顯著降低料蛋比，且在蛋品質(zhì)上無顯著差異。曹盛豐等[13]研究發(fā)現(xiàn)，復合氨基酸鐵、賴氨酸鐵、蛋氨酸鐵和硫酸亞鐵對蛋雞生產(chǎn)性能和蛋品質(zhì)無顯著影響。向榮等[14]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加50 mg/kg硫酸亞鐵和甘氨酸亞鐵對京紅1號商品蛋雞生產(chǎn)性能無顯著影響，甘氨酸亞鐵可顯著提高產(chǎn)蛋率。唐圣果等[15]在飼糧中分別添加400、600和800 mg/kg的甘氨酸亞鐵，結果表明，從第3周開始，各試驗組產(chǎn)蛋率均顯著高于對照組，不同水平甘氨酸亞鐵對蛋殼厚度、蛋形指數(shù)和淡黃色澤均無顯著影響。目前，關于甘氨酸和鐵對家禽蛋殼品質(zhì)，尤其是對蛋殼物理結構的影響鮮有報道。因此，本試驗通過比較甘氨酸、無機鐵、甘氨酸-無機鐵以及甘氨酸鐵絡合物對京紅1號蛋雞產(chǎn)蛋后期生產(chǎn)性能和蛋殼品質(zhì)的影響，重點是對蛋殼品質(zhì)的影響，以期獲得甘氨酸和鐵的最適添加形式。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用無機鐵為一水合硫酸亞鐵(FeSO4·H2O)，購自國內(nèi)某飼料添加劑公司，其中鐵含量為32.94%；甘氨酸，購自國內(nèi)某飼料添加劑公司，其中甘氨酸含量為99.6%；甘氨酸鐵絡合物，購自國內(nèi)某飼料添加劑公司，其中鐵含量不低于17%，甘氨酸含量不低于21%。

1.2 試驗設計

選取58周齡健康的京紅1號蛋雞450只，隨機分為5個組，每組6個重復，每個重復15只雞。對照組飼喂玉米-雜粕型基礎飼糧，基礎飼糧參照北京華都峪口禽業(yè)有限公司提供的產(chǎn)蛋后期蛋雞營養(yǎng)水平和NY/T 33—2004《雞飼養(yǎng)標準》配制，其組成及營養(yǎng)水平見表1；基礎飼糧中添加60 mg/kg無機鐵，使得基礎飼糧中鐵含量為269.30 mg/kg。試驗組分別飼喂在基礎飼糧的基礎上添加105 mg/kg甘氨酸(甘氨酸組)、85 mg/kg無機鐵(無機鐵組)、105 mg/kg甘氨酸+85 mg/kg無機鐵(甘氨酸-無機鐵組)以及含85 mg/kg鐵和105 mg/kg甘氨酸的甘氨酸鐵絡合物(甘氨酸鐵絡合物組)的飼糧。試驗預試期14 d，正試期21 d。

表1 基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) %

續(xù)表1項目 Items含量 Content蛋氨酸 Met0.42蛋氨酸+半胱氨酸 Met+Cys0.71鈣 Ca3.53總磷 TP0.52有效磷 AP0.32鐵 Fe/(mg/kg)269.30

4)鐵為實測值，其余為計算值。Fe was a measured value, while the others were calculated values.

1.3 飼養(yǎng)管理

飼養(yǎng)試驗在中國農(nóng)業(yè)大學涿州試驗基地進行。雞舍為全封閉式，縱向負壓通風，環(huán)境溫度控制在18～28 ℃。采用3層階梯式籠養(yǎng)，粉料飼喂，雞只自由采食和飲水。

1.4 檢測指標及方法

1.4.1 生產(chǎn)性能

正試期每天撿蛋1次，記錄雞只數(shù)、死淘數(shù)、產(chǎn)蛋數(shù)、不合格蛋數(shù)和產(chǎn)蛋量；每周結料1次，記錄剩余料量。計算產(chǎn)蛋率、平均蛋重、日產(chǎn)蛋重、平均日采食量和料蛋比，計算公式如下：

產(chǎn)蛋率(%)=100×試驗期產(chǎn)蛋數(shù)/存欄蛋雞飼養(yǎng)日只數(shù)；平均蛋重(g)=試驗期產(chǎn)蛋總重/產(chǎn)蛋總數(shù)；日產(chǎn)蛋重(g)=試驗期產(chǎn)蛋總重/(試驗天數(shù)×存欄蛋雞數(shù))；料蛋比=總耗料量/總產(chǎn)蛋量。

1.4.2 蛋殼品質(zhì)

正試期每2天收集1次雞蛋，按每個重復每次隨機選取15枚接近重復平均重的雞蛋(不包括畸形、粗糙或破裂蛋)，檢測蛋殼強度、蛋殼厚度、蛋形指數(shù)和蛋殼比例。蛋殼強度采用蛋殼強度測定儀(Egg Force Reader，Orka Teachnology Ltd.)測定；蛋殼厚度采用蛋殼厚度測定儀(ESTG-1，Orka Teachnology Ltd.)測定；蛋形指數(shù)采由游標卡尺測量，并用蛋殼寬度/蛋殼長度值表示。

1.4.3 蛋殼超微結構

正試期第7天、第14天和第21天從測完蛋品質(zhì)的雞蛋中選取6枚雞蛋，去除內(nèi)容物和殼膜，室溫下干燥，分別裝在自封袋中用于電鏡觀察。取每枚蛋殼的中間部位的橫斷面、外表面、內(nèi)表面粘在觀測臺上，用EIKO IB-5型離子濺射鍍膜儀噴鍍，再用KYKY-1000B型掃描電子顯微鏡觀察，拍照，用Image-Pro Plus 6.0測定有效乳突厚度。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)利用Excel 2016進行初步整理匯總，采用SPSS 18.0軟件的one-way ANOVA程序進行分差分析，并用Duncan氏法進行多重比較，試驗結果以“平均值±標準誤”的形式表示，P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 甘氨酸和鐵及其絡合物對產(chǎn)蛋后期蛋雞生產(chǎn)性能的影響

由表2可知，各試驗組蛋雞日產(chǎn)蛋重均顯著高于對照組(P<0.05)；甘氨酸-無機鐵組蛋雞平均日采食量顯著高于其他4組(P<0.05)；不同組間蛋雞產(chǎn)蛋率、平均蛋重和料蛋比均無顯著差異(P>0.05)。

表2 甘氨酸和鐵及其絡合物對產(chǎn)蛋后期蛋雞生產(chǎn)性能的影響Table 2 Effects of glycine and iron and their complex on performance of laying hens in late laying period

2.2 甘氨酸和鐵及其絡合物對產(chǎn)蛋后期蛋雞蛋殼品質(zhì)和蛋成分的影響

由表3可知，甘氨酸鐵絡合物組和甘氨酸-無機鐵組的蛋殼厚度顯著高于其他組(P<0.05)；不同組間蛋殼強度、蛋形指數(shù)以及蛋殼和蛋黃比例均無顯著差異(P>0.05)。

表3 甘氨酸和鐵及其絡合物對產(chǎn)蛋后期蛋雞蛋殼品質(zhì)和蛋成分的影響Table 3 Effects of glycine and iron and their complex on eggshell quality and egg composition of laying hens in late laying period

2.3 甘氨酸和鐵及其絡合物對產(chǎn)蛋后期蛋雞蛋殼超微結構的影響

2.3.1 蛋殼橫斷面掃描電鏡超微結構

由圖1可見，甘氨酸鐵絡合物組和甘氨酸-無機鐵組蛋殼橫斷面致密度和平整性較好，乳突排列緊密，晶體層和柵欄層較為致密；而對照組、甘氨酸組和無機鐵組蛋殼致密性較差，乳突排列不緊密，晶體層和柵欄層疏松無規(guī)則。

由表4可知，正試期第7天和第14天，各組蛋殼橫斷面有效乳突厚度沒有顯著差異(P>0.05)；正試期第21天，無機鐵組蛋殼橫斷面有效乳突厚度顯著高于甘氨酸組、甘氨酸-無機鐵組以及甘氨酸鐵絡合物組(P<0.05)，對照組蛋殼橫斷面有效乳突厚度顯著高于甘氨酸組(P<0.05)。

表4 甘氨酸和鐵及其絡合物對蛋殼橫斷面有效乳突厚度的影響Table 4 Effects of glycine and iron and their complex on effective mastoid thickness in eggshell cross section

2.3.2 蛋殼外表面掃描電鏡超微結構

由圖2可見，與對照組相比，甘氨酸絡合物組和甘氨酸-無機鐵組蛋殼外表面裂紋較少，無機鐵組蛋殼外表面疑似有鐵鹽結晶堆積。

圖2 蛋殼外表面掃描電鏡超微結構Fig.2 Ultramicrostructure of eggshell external surface scanned by electron microscope (200×)

2.3.3 蛋殼內(nèi)表面掃描電鏡超微結構

由圖3可見，甘氨酸鐵絡合物組和甘氨酸-無機鐵組蛋殼內(nèi)表面纖維紋路清晰，層次分明有序，各纖維排列緊密；對照組、甘氨酸組和無機鐵組蛋殼內(nèi)表面纖維排列疏松，多碳酸鈣晶體，有明顯洞痕。

圖3 蛋殼內(nèi)表面掃描電鏡超微結構Fig.3 Ultramicrostructure of eggshell inner surface scanned by electron microscope (200×)

3 討 論

3.1 甘氨酸和鐵及其絡合物對產(chǎn)蛋后期蛋雞生產(chǎn)性能的影響

產(chǎn)蛋后期蛋雞因抗氧化能力減弱和免疫系統(tǒng)衰退，導致產(chǎn)蛋性能下降[16]，進而對微量元素需求量提高。鐵對蛋雞維持正常生產(chǎn)性能具有重要作用。根據(jù)我國蛋雞飼養(yǎng)標準(2004)，0～8周齡蛋雞鐵的需要量為80 mg/kg，9～18周齡及以后階段蛋雞鐵的需要量為60 mg/kg。根據(jù)NRC(1994)家禽營養(yǎng)需要，對于褐殼系來航蛋雞，0～6周齡鐵添加量為75 mg/kg，6周齡及以后鐵添加量為56 mg/kg。缺鐵會影響雞體的免疫力和生長發(fā)育[17]，最終影響其生產(chǎn)性能，實際生產(chǎn)中添加量偏高。張利環(huán)等[18]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加30和60 mg/kg鐵(硫酸亞鐵)對27周齡海蘭褐蛋雞的產(chǎn)蛋率、平均日采食量和料蛋比均無顯著影響，但顯著提高平均蛋重。屠友金等[19]研究發(fā)現(xiàn)，相比較于硫酸亞鐵，甘氨酸亞鐵、納米硫酸亞鐵并沒有顯著影響羅曼蛋雞的生產(chǎn)性能，但添加80 mg/kg的甘氨酸鐵，產(chǎn)蛋率和飼料轉(zhuǎn)化率有提高的趨勢。耿彥強等[20]研究表明，在76 mg/kg無機鐵飼糧中進一步添加33 mg/kg甘氨酸亞鐵能顯著降低蛋雞平均日采食量，對產(chǎn)蛋率、日產(chǎn)蛋量無顯著影響。本研究中，鐵的添加量為85 mg/kg，結果表明不同鐵源對京紅1號蛋雞產(chǎn)蛋率、平均蛋重和料蛋比均無顯著影響，試驗組的日產(chǎn)蛋量顯著高于對照組，表明添加甘氨酸、無機鐵、甘氨酸-無機鐵及其絡合物能改善蛋雞日產(chǎn)蛋量，且各試驗組之間無顯著差異，這可能與甘氨酸和鐵添加量有關。此外，甘氨酸-無機鐵組蛋雞的平均日采食量顯著高于其他組，而甘氨酸鐵絡合物組卻沒有表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，這可能是由于甘氨酸鐵絡合物產(chǎn)品絡合強度不夠，適口性并沒有比其他組高。

A：對照組 control group；B：甘氨酸組 Gly group；C：無機鐵組 inorganic iron group；D：甘氨酸-無機鐵組 Gly-inorganic iron group；E：甘氨酸鐵絡合物組 Gly chelated iron group。下圖同 the same as below。圖1 蛋殼橫斷面掃描電鏡超微結構Fig.1 Ultramicrostructure of eggshell cross section scanned by electron microscope (200×)

3.2 甘氨酸和鐵及其絡合物對產(chǎn)蛋后期蛋雞蛋殼品質(zhì)和蛋成分的影響

產(chǎn)蛋后期隨著蛋雞子宮部內(nèi)膜細胞的再生能力下降、礦化過程異常，使得蛋殼鈣沉積異常，造成蛋殼強度降低，蛋殼比重下降[1]。鐵通過參與體內(nèi)物質(zhì)運輸及存儲、機體供能等多種代謝活動，對提升蛋殼質(zhì)量具有重要意義。不同形態(tài)的鐵在機體內(nèi)的吸收轉(zhuǎn)化效率也有所不同。唐圣果等[15]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加甘氨酸亞鐵對蛋殼厚度、蛋形指數(shù)、哈氏單位和淡黃色澤無顯著影響。李業(yè)明[21]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加甘氨酸亞鐵，蛋殼強度有上升趨勢。Sarlak等[22]研究表明，飼糧添加硫酸亞鐵和甘氨酸亞鐵顯著增加蛋殼強度。本研究結果顯示，不同組間京紅1號蛋雞的蛋殼強度、蛋形指數(shù)以及蛋殼和蛋黃比例無顯著差異，這與上述結果基本一致。甘氨酸鐵絡合物組和甘氨酸-無機鐵組的蛋殼厚度顯著高于其他組，蛋殼強度有上升趨勢，這表明只添加甘氨酸或只添加無機鐵均無法滿足蛋雞的生產(chǎn)需要，而甘氨酸鐵絡合物組和甘氨酸-無機鐵組之間并沒有顯著差異，可能是與甘氨酸鐵絡合物絡合強度有關。

3.3 甘氨酸和鐵及其絡合物對蛋殼超微結構的影響

蛋殼質(zhì)量是衡量蛋品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標之一，而蛋殼質(zhì)量是由蛋殼的物理結構決定。蛋殼由內(nèi)及外包含6層，分別為內(nèi)殼膜(內(nèi)外2層)、乳突層、柵欄層、晶體層和外殼膜[23-24]。關于各結構層對蛋殼質(zhì)量的影響已有大量研究。有研究認為，蛋殼質(zhì)量由柵欄層決定[25]，乳突層起抗裂紋擴展性的作用，乳突排列緊密、厚度越小，則蛋殼抗裂紋擴展性越強，蛋殼越不容易斷裂[26]。周光玉[27]研究發(fā)現(xiàn)，高強度組蛋殼的乳突排列更緊密，外表面網(wǎng)狀結構密集。不過，這些研究都集中在蛋殼物理結構的表觀觀察，而對蛋殼結構進行量化則會更直觀，也更具說服力。Bain[26]于2005年提出有效乳突厚度的概念，即從乳突單元到內(nèi)殼膜邊緣的距離。熊歡[28]采用乳突有效厚度對蛋殼結構進行量化，結果發(fā)現(xiàn)蛋殼強度隨有效乳突層的變厚而減小。

產(chǎn)蛋后期蛋雞因抗氧化能力減弱和免疫系統(tǒng)衰退，導致產(chǎn)蛋性能下降，鐵通過參與機體中包括物質(zhì)的運輸及儲存、抗氧化和免疫等多種代謝活動，提高蛋雞產(chǎn)蛋后期產(chǎn)蛋性能，改善蛋殼質(zhì)量。鐵的添加有無機鐵和有機鐵2種形式，無機鐵結構不穩(wěn)定，在機體內(nèi)利用率低，因此，生產(chǎn)上通過添加有機鐵來提高蛋雞蛋殼品質(zhì)。甘氨酸因分子量小，易與鐵結合而被合成鐵添加劑應用到生產(chǎn)實踐[29]。Qiu等[7]研究表明，用有機微量元素代替無機微量元素能夠改善海蘭褐蛋雞產(chǎn)蛋后期蛋殼的超微結構，提高蛋殼強度。本研究結果表明，甘氨酸鐵絡合物組和甘氨酸-無機鐵組蛋殼橫斷面有效乳突厚度顯著低于無機鐵組，表明甘氨酸鐵絡合物組和甘氨酸-無機鐵組的蛋殼不容易斷裂，各組間蛋殼強度雖無顯著差異，但此結果與蛋殼厚度的研究結果一致。此外，甘氨酸鐵絡合物組和甘氨酸-無機鐵組蛋殼內(nèi)表面纖維紋路主次分明，層次分明有序，各纖維排列緊密，表明蛋殼易碎程度降低；而其他3組蛋殼內(nèi)表面纖維排列疏松，下層纖維少，使得蛋殼被架空，因此蛋殼厚度較薄。

4 結 論

在本試驗條件下，飼糧添加甘氨酸、無機鐵、甘氨酸和無機鐵簡單混合物以及甘氨酸鐵絡合物對蛋雞生產(chǎn)性能沒有負面效應；飼糧添加含85 mg/kg鐵和105 mg/kg甘氨酸的甘氨酸-無機鐵或甘氨酸鐵絡合物能改善京紅1號蛋雞蛋殼品質(zhì)。