孫詩雨李文栓魯佳妮李曉軍臺培東
(1.中國科學院沈陽應用生態研究所/中國科學院污染生態與環境工程重點實驗室,遼寧 沈陽 110016;2.中國科學院大學,北京 100049;3.河套學院,內蒙古 巴彥淖爾 015000;4.農牧交錯帶功能農業關鍵技術研發院士專家工作站,內蒙古 鄂爾多斯 017000;5.沈陽建筑大學市政與環境工程學院,遼寧 沈陽 110168)
硒資源在自然界的分布有明顯的地帶性,高硒區與低硒區往往相間分布。從我國的東北地區到西南地區,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區也與低硒帶相吻合。據調查,約有72%的區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,富硒農產品的開發日益受到人們的重視,利用食品補硒成為健康、安全改善硒營養狀況的有效途徑。
正常狀態下,人和動物體內代謝保持平衡是機體一直維持穩定狀態的基礎,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定狀態。硒是一種抗氧化、延緩衰老的物質,在人和動物體內主要以硒蛋白發揮作用,或是與維生素C、維生素E協同作用,通過清除體內多余的自由基,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,在哺乳動物體內已經發現并提取出30余種硒蛋白,其主要功能整理如表1。

表1 動物體內主要存在的硒蛋白及其分布與功能
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淋巴細胞的轉化率及血清中的IL-2水平,而且添加富硒酵母的效果更優。Panousis等[21]發現,飼料硒水平調節到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。
硒是一種能維持人體細胞功能和結構完整的重要物質。機體發育過程中缺硒會導致硒酶的活性降低,無法產生足夠的能量保證機體的正常運行,從而影響機體正常發育。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,對機體發育期生長造成顯著影響。及時補硒能夠降低外界應激反應對禽類機體造成的系統功能紊亂,維持機體穩態平衡,從而改善其生長性能。
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合物質,消除機體內的有毒金屬離子,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、中樞神經系統等器官組織的侵害,起到清除機體內毒素的作用。
進入機體內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。機體能夠自身調節代謝平衡,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硒中毒現象。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,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)、羊(3~50mg·kg-1飼料干物質)、牛(3~5mg·kg-1飼料干物質)、豬(3~4mg·kg-1飼料干物質)。當硒控制在3~4mg·kg-1飼料干物質范圍時,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,就會降低雞的采食量從而影響雞的正常生長和蛋雞的產蛋性能,死亡率提高。
飼料補硒會對雞體生化指標和產品品質產生影響,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錄水平等;蛋雞受影響指標多關注生產性能、蛋品質、蛋中硒含量水平等多方面。
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,目前關于補硒與雞生長性能的相關性仍不明確。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生顯著影響。吳端欽等[23]同樣發現,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,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胸肌、肝臟及腎臟的硒水平,且這種積累不受硒形態的顯著影響。
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,隨著進入機體內的硒濃度的增加,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的硒營養水平是否達到健康標準。如今已發現并提取分離出超過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是人們最先發現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的硒均能顯著提高雞只體內血清、肝臟和肌肉中的GPX活性。
3.2.1 生產性能
添加不同來源硒的飼料對蛋雞生產性能的影響特征并不一致。雞基礎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蛋性能。胡華鋒等[24]研究卻發現,投加酵母硒對羅曼蛋雞的生產性能有明顯提高。這些研究結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
蛋品質衡量指標主要包括外在品質、蛋白和蛋黃品質。蛋重、蛋形指數、蛋殼質量是影響蛋外在品質的主要因素,而且主要以蛋殼質量為衡量指標。堅硬的蛋殼能夠有效保護雞蛋內部物質被外界環境破壞,能防止病原體侵入,還能保持蛋殼內部與外部空氣的流動交換,保持雞蛋內部維持一定的溫度和濕度。蛋殼的品質可通過蛋殼的強度、厚度和顏色進行判斷。蛋白和蛋黃的品質是衡量蛋品質好壞的主要指標,其中蛋白可以從蛋白高度、蛋白指數及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。向飼料中添加富硒益生菌雖然不會對蛋品質產生顯著影響,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于無機硒。
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。我國生產的稻谷除供應人民口糧之外,各地糧庫均會有一定規模的儲量,且會根據國內和世界糧食需求進行不斷的調整更新,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價值表(2021年第32版)》所提供數據,結果見表2,發現稻谷和糙米的干物質、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。糙米的干物質含量、粗蛋白、鈣等營養成分都優于玉米,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,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品稻糠進行替代,則能在保障家禽健康生長、生產富硒產品的同時,提高稻糠等含硒農副產品的附加值,助力鄉村振興。

表2 玉米與稻谷、糙米主要營養成分比較