飼喂有機微量元素對蛋雞生產(chǎn)性能、蛋殼質(zhì)量和蛋殼超微結(jié)構(gòu)的影響

生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雞蛋必須增強對蛋雞生產(chǎn)性能和蛋殼質(zhì)量影響因素的了解，因為蛋殼質(zhì)量缺陷可導(dǎo)致蛋雞行業(yè)的顯著損失。據(jù)估計，因蛋殼質(zhì)量相關(guān)問題導(dǎo)致的雞蛋損失率達10 %～15 %。礦物質(zhì)營養(yǎng)和添加劑等方法被認為可改善蛋殼質(zhì)量。

蛋雞日糧的礦物質(zhì)大多數(shù)是無機來源，如氧化物、硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽，有機礦物元素也已進入市場，它們更容易為家禽吸收和保持，減少微量元素排放，從而減少潛在的環(huán)境污染。

AAFCO在2001提出了有機礦物質(zhì)的概念，金屬離子與有機化合物分子通過化學鍵連接，形成獨特的結(jié)構(gòu)，不但穩(wěn)定性較好，同時也具有較高的生物利用率。但由于微量元素來源和添加水平不同，導(dǎo)致家禽日糧中添加有機微量元素的實際效果仍存在爭議。

微量元素是蛋雞日糧中必需的營養(yǎng)素，它們參與包括骨骼和蛋殼生成在內(nèi)的正常生長發(fā)育過程。鋅是碳酸酐酶抑制劑的一種輔助因子，參與蛋殼形成；錳是參與糖胺聚糖和糖蛋白合成的酶激活劑，有助于蛋殼有機基質(zhì)的形成；銅是賴氨酰氧化酶的組成部分，對蛋殼膜中膠原蛋白的生成很重要。

蛋殼包括有機成分和無機成分。有機成分由殼膜、乳錐、蛋殼基質(zhì)以及液膜組成。無機成分由碳酸鈣晶體組成，從里到外的蛋殼層包括乳頭層（內(nèi)）、海綿層（中）和表面晶體層。蛋殼結(jié)構(gòu)在一定程度上是因晶體生長期間相鄰晶核對空間競爭所致。微量元素是蛋殼合成中的酶成分，并在蛋殼形成期間直接與鈣晶體相互作用，從而影響蛋殼質(zhì)量。不過，據(jù)文獻報道，添加有機礦物質(zhì)仍然存在爭議。部分研究人員發(fā)現(xiàn)，有機和無機來源的鋅、錳和銅對雞蛋質(zhì)量的影響沒有差異。

微量元素鋅、錳和銅會影響蛋殼的有機基質(zhì)，從而影響到蛋殼的機械性能。構(gòu)成有機基質(zhì)的殼膜可在蛋殼內(nèi)形成纖維強化網(wǎng)，有助于防止雞蛋破碎。與蛋殼抗破碎有關(guān)的問題非常復(fù)雜，可能與有機和無機成分之間的相互作用有關(guān)。因此，對蛋殼進行超微結(jié)構(gòu)評估可更深入了解蛋殼組織。

本研究的目標是評估日糧添加無機和有機微量元素對47～62周齡產(chǎn)蛋母雞生產(chǎn)性能、蛋殼質(zhì)量以及蛋殼超微結(jié)構(gòu)的影響。

1 材料與方法

1.1 蛋雞

試驗在巴西巴拉那馬林加州立大學試驗農(nóng)場進行。360羽47～62周齡的海蘭W36蛋雞飼養(yǎng)在集蛋籠（1 m×0.5 m）中，每重復(fù)為一籠8羽母雞。蛋雞自由采食和飲水，在開始試驗前按照體重和產(chǎn)蛋量進行標準化（即將飼養(yǎng)蛋雞按體重調(diào)整在平均體重的5 %SD范圍）。只選擇產(chǎn)蛋的母雞，并進行14 d的適應(yīng)。每天光照17 h，逐日記錄舍內(nèi)最低和最高平均溫度，分別為17.4 ℃和26.5 ℃，相對濕度平均為37.6 %（最低）和84.6 %（最高）。

1.2 試驗日糧

試驗采用完全隨機化設(shè)計，9個處理、5個重復(fù)，每個重復(fù)8羽蛋雞。無機微量元素來源為硫酸錳（31 %）和硫酸鋅（94 %）、氧化銅（24 %）。有機微量元素來源為鋅蛋白鹽（150 000 mg/kg）、錳蛋白鹽（150 000 mg/kg）和銅蛋白鹽（100 000 mg/kg）。處理分組見表1，對照日糧不添加錳、鋅和銅。試驗日糧根據(jù)產(chǎn)蛋階段的現(xiàn)有行業(yè)標準配制。飼料組分比例和試驗日糧計算值見表2。基礎(chǔ)日糧在垂直混合機中混合，然后與不同來源的適量礦物質(zhì)混合，獲得試驗日糧。

2 生產(chǎn)性能和蛋殼質(zhì)量

以28 d為一個間隔記錄日采食量（g/羽/d）、飼料轉(zhuǎn)化率（千克飼料/打雞蛋和千克飼料/千克雞蛋）、產(chǎn)蛋率（%）、蛋損率（%）。日產(chǎn)蛋量以產(chǎn)蛋率（%）乘以平均蛋重（g）再除以100計算，變量均以每個重復(fù)均值表示（n=8羽蛋雞）。蛋損（%）包括破損、裂紋、有孔或薄殼蛋。

在每個28 d間隔結(jié)束時，連續(xù)3 d評估如下指標：平均蛋重、蛋白高度、蛋比重、蛋殼質(zhì)量比和蛋殼厚度。對每個試驗單元中所有完好的雞蛋逐個稱重（0.01 g），然后采用鹽水漂浮法測定蛋比重。在測定蛋比重后，每個試驗單元取3枚雞蛋樣品，測定蛋白高度，并計算哈氏單位。

洗滌蛋殼并在室溫下干燥72 h，使用精密電子天平稱重（0.001 g）。計算蛋殼質(zhì)量比。在稱量蛋殼后，使用數(shù)字式千分儀測定每個蛋殼中央部位3個點的蛋殼厚度。在每個間隔期第28天，每個重復(fù)取3枚雞蛋，使用質(zhì)構(gòu)儀測定蛋殼抗壓能力。

3 蛋殼超微結(jié)構(gòu)

在試驗的最后一天（62周齡），每個重復(fù)隨機收集2枚雞蛋。打破雞蛋并洗滌蛋殼，分離并保存赤道部位樣本。將樣品浸入6 %的次氯酸鈉、4.12 %氯化鈉和0.15 %氫氧化鈉溶液中，除去殼膜。然后按照Radwan等介紹的方法在水中洗滌蛋殼，室溫干燥48 h。每個雞蛋制備2個蛋殼樣本（0.5 m2），使用島津SS-550進行掃描電鏡分析。其中一個樣本用于分析蛋殼內(nèi)表面，另外一個用于評估橫截面。將樣本粘到鋁制支撐物上，以金進行金屬化，然后在電子顯微鏡下進行分析。對于內(nèi)表面分析，每個樣本放大50倍，得到乳頭數(shù)/mm2和3個掃描圖像。

蛋殼橫斷面分析中測定海綿層厚度（μm），乳頭層厚度、以及總厚度（海綿層+乳頭層）。計算每層厚度相對于總厚度值的比例。

4 統(tǒng)計分析

采用SAS統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。使用回歸法分析微量元素添加劑量和來源的影響。

5 結(jié)果與討論

蛋雞日糧中添加不同劑量的錳、鋅和銅，其生產(chǎn)性能指標和蛋品質(zhì)回歸分析結(jié)果見表3。微量元素來源和添加水平之間沒有互作（P>0.05）。產(chǎn)蛋周期與微量元素來源之間、與添加量之間也沒有相互影響。添加微量元素錳、鋅和銅對產(chǎn)蛋性能、采食量、飼料轉(zhuǎn)化率、蛋比重以及哈氏單位沒有影響。

蛋重與錳、銅和鋅含量呈現(xiàn)二次效應(yīng)（P<0.05），但與來源無關(guān)。蛋殼厚度也為二次效應(yīng)，取決于微量元素的添加水平（P<0.05）。微量元素來源對蛋殼厚度具有明顯影響，有機微量元素具有更大的蛋殼厚度。微量元素蛋白鹽是通過蛋白質(zhì)水解獲得，水解產(chǎn)物中含有氨基酸混合物和長度不等的小肽。以這種方式形成穩(wěn)定的螯合物可保護微量元素在消化過程中不發(fā)生化學反應(yīng)，通過胃腸道到達吸收部位期間保持這些物質(zhì)的溶解性。因此無機和有機形式的微量元素合并使用可能更具優(yōu)勢。

通過肽和氨基酸途徑吸收并運輸微量元素，可增加消化期間的穩(wěn)定性，提高生物利用率提高。不過盡管有機微量元素吸收增加，但在本研究中未觀察到對生產(chǎn)性能的影響，而是觀察到可能對蛋殼形成具有直接影響。錳、鋅和銅添加量增加使得蛋損率線性下降（P<0.01）、蛋殼強度線性增加（P<0.05），表明形成的蛋殼質(zhì)量更佳。

無論是有機還是無機來源的微量元素均可提高蛋殼強度，這也可能與蛋損下降有關(guān)系。日糧微量元素含量增加應(yīng)與蛋殼膜形成有關(guān)。銅可改善殼膜，鋅和錳參與蛋殼有機和無機化學反應(yīng)，從而具有更優(yōu)質(zhì)的蛋殼。Maciel等也觀察到這種影響，他們發(fā)現(xiàn)，蛋雞日糧添加50 mg/kg的有機鋅、錳和銅，蛋損率下降。蛋損率下降、蛋殼抗破碎性能增強是商品化蛋雞業(yè)中具有經(jīng)濟意義的理想特性。本研究與Ludeen的研究結(jié)果一致，他們觀察到飼喂鋅和錳蛋白鹽的60周齡蛋雞抗碎裂性改善。Paik也報道有機鋅和錳可改善蛋殼強度，鋅對形成蛋殼必需的碳酸酐酶合成具有影響。

62周齡蛋雞飼喂2種來源微量元素日糧的蛋殼超微結(jié)構(gòu)回歸分析結(jié)果見表4。添加微量元素的來源和含量之間沒有相互作用（P>0.05）。在商品化蛋雞日糧中添加錳、鋅和銅對蛋殼乳頭層厚度沒有影響（P>0.05）。

微量元素錳、鋅和銅含量會增加使蛋殼厚度和海綿狀層呈現(xiàn)二次增長（P<0.05），乳頭數(shù)量線性下降（P<0.05）。隨著微量元素添加量的提高，每平方毫米蛋殼乳頭數(shù)量下降。通過掃描電鏡獲得的蛋殼超微結(jié)構(gòu)測定值使得我們可以比較不同來源以及不同劑量的錳、銅、鋅效果。提高蛋殼海綿層厚度很重要，因為蛋殼強度取決于海綿層厚度和該層中方解石晶體的組織狀況。Solomon的研究表明，海綿層的柱結(jié)構(gòu)狀況是蛋殼剛性的主要決定因素之一，因此也是蛋殼強度、蛋殼抗碎性的決定因素。傳統(tǒng)認為，蛋殼抗碎性幾乎完全取決于無機成分特性。蛋殼強度與厚度直接相關(guān)，而海綿層占蛋殼總厚度的約三分之二。因此，海綿層厚度的變化將可能影響蛋殼的抗破碎性，添加錳、鋅和銅的日糧可改善蛋殼質(zhì)量，特別是添加蛋白鹽形式的微量元素。

蛋殼特性取決于微結(jié)構(gòu)和化學成分，蛋殼厚度變化會導(dǎo)致蛋殼性質(zhì)發(fā)生變化。據(jù)認為，添加的錳、鋅和銅作為碳酸酐酶等重要酶的促進劑，可影響蛋殼厚度，參與蛋殼形成。此外，這些有機微量元素在特定時間分泌并滲入輸卵管，并進入蛋殼的特定亞結(jié)構(gòu)部位。例如，蛋白聚糖硫酸鹽是乳頭的主要成分，骨橋蛋白存在蛋殼中，與海綿狀層特定方解石結(jié)晶面有關(guān)；錳會影響蛋白多糖，使形成的蛋殼更厚、抗破裂性能更強。

本研究發(fā)現(xiàn)未添加微量元素或添加最低水平微量元素的處理組中，蛋殼內(nèi)表面乳頭分布是雜亂的，乳頭密度較高的蛋殼會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，從而導(dǎo)致蛋殼強度較差。Van Toledo等的研究觀察到具有高密度乳頭、裂紋和刮痕的蛋殼其內(nèi)表面較為雜亂，抗破碎性能較低。這些證據(jù)表明，不僅蛋殼厚度和質(zhì)量比會影響抗破碎性能，蛋殼中的海綿層厚度和乳頭數(shù)量也會影響蛋殼的抗破碎性能。

根據(jù)本研究，還能夠推斷，添加微量元素對海綿層的形成有影響，可在內(nèi)表面形成更大的乳頭，并改善蛋殼超微結(jié)構(gòu)。

總之，蛋雞日糧中添加錳、鋅和銅不會影響關(guān)鍵的生產(chǎn)性能指標，如產(chǎn)蛋量、采食量和飼料轉(zhuǎn)化率，但確實可改善蛋殼質(zhì)量和超微結(jié)構(gòu)。添加劑量65、60和10 mg/kg或以上的錳、鋅和銅可降低雞蛋損耗，提高蛋殼強度。