孫詩雨李文栓魯佳妮李曉軍臺培東

(1.中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所/中國科學(xué)院污染生態(tài)與環(huán)境工程重點實驗室，遼寧 沈陽 110016；2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.河套學(xué)院，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000；4.農(nóng)牧交錯帶功能農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)院士專家工作站，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000；5.沈陽建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110168)

硒資源在自然界的分布有明顯的地帶性，高硒區(qū)與低硒區(qū)往往相間分布。從我國的東北地區(qū)到西南地區(qū)，存在著一條低硒地帶，有約3億的人口生活在低硒帶及缺硒帶，家畜家禽缺硒癥的高發(fā)區(qū)也與低硒帶相吻合。據(jù)調(diào)查，約有72%的區(qū)縣所種植的作物處于缺硒范圍，人和動物長期攝入這些低硒糧食和飼料會嚴重影響健康，面臨著罹患克山病、白肌病等多種疾病的威脅。所以，富硒農(nóng)產(chǎn)品的開發(fā)日益受到人們的重視，利用食品補硒成為健康、安全改善硒營養(yǎng)狀況的有效途徑。

1 硒的生物學(xué)功能

1.1 抗氧化功能

正常狀態(tài)下，人和動物體內(nèi)代謝保持平衡是機體一直維持穩(wěn)定狀態(tài)的基礎(chǔ)，這種平衡一旦被打破，大量的自由基將無法被及時清除，易引發(fā)心血管、高血壓、肝硬化、癌癥等疾病。為了防止這種情況，身體通過自身的抗氧化機制來維持身體的穩(wěn)定狀態(tài)。硒是一種抗氧化、延緩衰老的物質(zhì)，在人和動物體內(nèi)主要以硒蛋白發(fā)揮作用，或是與維生素C、維生素E協(xié)同作用，通過清除體內(nèi)多余的自由基，從而達到保護細胞完整性，提高機體抗氧化能力的目的。目前，在哺乳動物體內(nèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并提取出30余種硒蛋白，其主要功能整理如表1。

表1 動物體內(nèi)主要存在的硒蛋白及其分布與功能

1.2 調(diào)節(jié)機體免疫力功能

適量硒攝入可以顯著提高動物機體免疫力。人和動物機體的免疫能力會由于硒缺乏而降低，及時補充硒可以增強T淋巴細胞對致病細菌的吞噬能力，并使嗜血細胞活力明顯增加，從而達到增強機體免疫力的效果。雞飼料中添加適量(0.3mg·kg-1和0.6mg·kg-1)亞硒酸鈉，可明顯改善35日齡雛雞自然殺傷細胞(NK)的活力，提高21日齡、34日齡及49日齡雛雞外周淋巴細胞的轉(zhuǎn)化率。亞硒酸鈉及富硒酵母作為飼料硒添加劑均能提高蛋雞外周血液中T淋巴細胞的轉(zhuǎn)化率及血清中的IL-2水平，而且添加富硒酵母的效果更優(yōu)。Panousis等[21]發(fā)現(xiàn)，飼料硒水平調(diào)節(jié)到0.45mg·kg-1可以有效降低大腸桿菌對雞的致死率，當硒含量控制在0.1～0.8mg·kg-1時，其抗體效能與硒水平呈正相關(guān)。

1.3 促生長功能

硒是一種能維持人體細胞功能和結(jié)構(gòu)完整的重要物質(zhì)。機體發(fā)育過程中缺硒會導(dǎo)致硒酶的活性降低，無法產(chǎn)生足夠的能量保證機體的正常運行，從而影響機體正常發(fā)育。除此之外，缺硒還會引起甲狀腺激素代謝的特異性變化，使得機體分泌的生長激素不足，對機體發(fā)育期生長造成顯著影響。及時補硒能夠降低外界應(yīng)激反應(yīng)對禽類機體造成的系統(tǒng)功能紊亂，維持機體穩(wěn)態(tài)平衡，從而改善其生長性能。

1.4 解毒功能

硒具有一定的解毒能力，其作用機理是硒具有負電性，可以結(jié)合帶有正電性的有毒金屬離子，從而生成金屬與硒蛋白的復(fù)合物質(zhì)，消除機體內(nèi)的有毒金屬離子，緩解機體的中毒情況，以達到排毒、解毒的目的。此外，硒還對重金屬有很好的吸附力，可以有效防止鎘等重金屬對肝臟、腎臟、中樞神經(jīng)系統(tǒng)等器官組織的侵害，起到清除機體內(nèi)毒素的作用。

2 硒的代謝與毒性分析

進入機體內(nèi)的硒主要通過糞便和尿液排出體外，極少量的硒也會通過排汗散失。機體能夠自身調(diào)節(jié)代謝平衡，使得進入機體中的硒與排出體外的硒的量呈動態(tài)平衡，保護機體免于硒中毒威脅。

硒毒性較強，安全范圍窄，補硒時一旦處理不當極易出現(xiàn)硒中毒現(xiàn)象。如果飼料或作物中的硒超標，那么這些硒就會隨著食物鏈進入到動物體內(nèi)，極易造成動物硒中毒，嚴重的還會患上克山病。硒中毒分為急性中毒和慢性中毒，當動物吸收攝入的硒水平超過500mg·kg-1，就會發(fā)生急性或亞急性中毒；而當動物長期吸收攝入的硒水平超過5mg·kg-1，就會發(fā)生慢性中毒。禽畜飼料中可投加硒的最大限制量：禽類(2～5mg·kg-1飼料干物質(zhì))、羊(3～50mg·kg-1飼料干物質(zhì))、牛(3～5mg·kg-1飼料干物質(zhì))、豬(3～4mg·kg-1飼料干物質(zhì))。當硒控制在3～4mg·kg-1飼料干物質(zhì)范圍時，雞的生長情況沒有受到顯著影響；一旦超過5mg·kg-1飼料干物質(zhì)，就會降低雞的采食量從而影響雞的正常生長和蛋雞的產(chǎn)蛋性能，死亡率提高。

3 硒源及其水平差異對雞體生化指標和產(chǎn)品品質(zhì)的影響

飼料補硒會對雞體生化指標和產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生影響，其中肉雞受影響指標主要包括生長性能、血漿及組織中的硒含量、組織含硒酶或蛋白基因轉(zhuǎn)錄水平等；蛋雞受影響指標多關(guān)注生產(chǎn)性能、蛋品質(zhì)、蛋中硒含量水平等多方面。

3.1 對肉雞生長特性和產(chǎn)品品質(zhì)的影響

3.1.1 生長性能

受所投加的硒源種類、水平及其喂飼的雞品種、日齡等因素影響，目前關(guān)于補硒與雞生長性能的相關(guān)性仍不明確。Oliveira等[22]研究表明，硒的添加并不能提高雞只的生長性能；向雞飼料中添加0.3mg·kg-1的亞硒酸鈉和酵母硒對1～21日齡和22～42日齡雞的生長性能沒有產(chǎn)生顯著影響。吳端欽等[23]同樣發(fā)現(xiàn)，向飼料中分別加入0.2mg·kg-1的亞硒酸鈉、酵母硒和諾維硒均沒有明顯影響AA肉雞的平均日采食量及其生長性能。但也有研究表明，飼糧中添加不同水平的有機硒可以改善禽類的生長性能。

3.1.2 血漿及組織硒含量

禽類血液及其主要器官組織的硒水平與飼糧中的硒水平緊密相關(guān)，在雞飼料中添加0.1～0.5mg·kg-1的硒，能顯著提高雞只血清及其體內(nèi)胸肌、肝臟及腎臟的硒水平，且這種積累不受硒形態(tài)的顯著影響。

3.1.3 血漿及組織含硒酶活性

硒是形成血清和肝臟、腎臟等器官組織中多種硒蛋白的中心物質(zhì)，隨著進入機體內(nèi)的硒濃度的增加，含硒酶的活性也隨之提高，因此分離提取并測定出禽類的血清及其肝腎等組織中的硒酶活性，可以反映出禽類體內(nèi)的硒營養(yǎng)水平是否達到健康標準。如今已發(fā)現(xiàn)并提取分離出超過30種的硒蛋白，其中以谷胱甘肽過氧化物酶(GPXs)、硫氧還蛋白還原酶(TRs)和碘甲腺原氨酸脫碘酶(IDs)3大含硒酶家族為主。GPX是人們最先發(fā)現(xiàn)并提取出來的硒蛋白，具有抗氧化活性，能夠幫助清除人體和動物體內(nèi)多余的有害自由基，保護細胞的完整性。GPX的活性是衡量禽類是否缺硒的一個重要指標。飼料中加入DL-硒代蛋氨酸、亞硒酸鈉、酵母硒和納米硒等不同形態(tài)的硒均能顯著提高雞只體內(nèi)血清、肝臟和肌肉中的GPX活性。

3.2 硒對蛋雞生產(chǎn)的影響

3.2.1 生產(chǎn)性能

添加不同來源硒的飼料對蛋雞生產(chǎn)性能的影響特征并不一致。雞基礎(chǔ)飼料中加入亞硒酸鈉、酵母硒、B-Traxim Se和富硒麥芽并沒有顯著提高雞的產(chǎn)蛋性能。胡華鋒等[24]研究卻發(fā)現(xiàn),投加酵母硒對羅曼蛋雞的生產(chǎn)性能有明顯提高。這些研究結(jié)果的差異可能是由所投加的硒源種類、水平及蛋雞的品種等多種因素影響造成的。

3.2.2 蛋品質(zhì)

蛋品質(zhì)衡量指標主要包括外在品質(zhì)、蛋白和蛋黃品質(zhì)。蛋重、蛋形指數(shù)、蛋殼質(zhì)量是影響蛋外在品質(zhì)的主要因素，而且主要以蛋殼質(zhì)量為衡量指標。堅硬的蛋殼能夠有效保護雞蛋內(nèi)部物質(zhì)被外界環(huán)境破壞，能防止病原體侵入，還能保持蛋殼內(nèi)部與外部空氣的流動交換，保持雞蛋內(nèi)部維持一定的溫度和濕度。蛋殼的品質(zhì)可通過蛋殼的強度、厚度和顏色進行判斷。蛋白和蛋黃的品質(zhì)是衡量蛋品質(zhì)好壞的主要指標，其中蛋白可以從蛋白高度、蛋白指數(shù)及pH、新鮮度指標(HU)等多個方面進行衡量判斷；蛋黃則可以通過蛋黃色澤、高度與直徑之比等方面反映出雞蛋的質(zhì)量。已有研究表明，在飼料中加入硒可以增強HU和GPX的活性，能顯著改善蛋品質(zhì)。向飼料中添加富硒益生菌雖然不會對蛋品質(zhì)產(chǎn)生顯著影響，但對儲存7d的雞蛋有明顯延緩其HU下降的趨勢。

3.2.3 雞蛋硒含量

外源硒的添加能夠顯著提高雞蛋中硒的含量。雞基礎(chǔ)飼料中分別添加亞硒酸鹽、硒酵母、富硒益生菌和B-Traxim Se均顯著提高雞蛋的富硒水平，且加入有機硒的效果要明顯優(yōu)于無機硒。

4 富硒飼料的開發(fā)前景

水稻是我國的主糧作物，是我國保障糧食安全的重要支撐組分。我國生產(chǎn)的稻谷除供應(yīng)人民口糧之外，各地糧庫均會有一定規(guī)模的儲量，且會根據(jù)國內(nèi)和世界糧食需求進行不斷的調(diào)整更新，定期投放到市場上一些過期稻谷。查閱《中國飼料成分及營養(yǎng)價值表(2021年第32版)》所提供數(shù)據(jù)，結(jié)果見表2，發(fā)現(xiàn)稻谷和糙米的干物質(zhì)、粗蛋白與玉米差距不大。稻谷的粗纖維較玉米偏多，可促進禽畜等動物的消化。糙米的干物質(zhì)含量、粗蛋白、鈣等營養(yǎng)成分都優(yōu)于玉米，但粗纖維較低，不利于動物的消化吸收。因此，可以考慮向飼糧中加入適當配比的稻谷和糙米，這樣既能滿足動物每日所需營養(yǎng)，又能促進其消化吸收，提高飼糧利用率。另外，硒作為動物必需生命元素，在飼料加工過程中通常加入無機或者有機的方式補充，如果利用富硒稻米的副產(chǎn)品稻糠進行替代，則能在保障家禽健康生長、生產(chǎn)富硒產(chǎn)品的同時，提高稻糠等含硒農(nóng)副產(chǎn)品的附加值，助力鄉(xiāng)村振興。

表2 玉米與稻谷、糙米主要營養(yǎng)成分比較