第201期：玉米-豆粕型日粮中有机铁源的化学特性及其对肉仔鸡的相对生物利用率
论文ID
原名：The chemical characteristics of organic iron sources and their relative bioavailabilities for broilers fed a conventional corn–soybean meal diet.
译名：玉米-豆粕型日粮中有机铁源的化学特性及其对肉仔鸡的相对生物利用率作者：L. y. Zhang,*†2 L. Lu,*2 L. y. Zhang,* and X. G. Luo*3
完成单位：
*Mineral Nutrition Research Division, Institute of Animal Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, P . R. China：
†Wulanchabu Vocational College, Wulanchabu, 012000, Inner Mongolia Autonomous Region, P . R. China
期刊：J Anim Sci.
影响因子：2.092
发表时间：2016-03-11
1、摘要
通过极谱分析和在缓冲液（pH = 5和pH = 2）和去离子水中的溶解度对24种有机铁源进行评价。有机铁来源包括6个Fe蛋氨酸络合物，10个铁-甘氨酸络合物、1个铁-赖氨酸络合物、4个铁蛋白盐和3个铁-氨基酸络合物（Fe-AA）。各种铁源在化学特性差异很大，且螯合强度（Qf）从弱配合物（Qf值=1.08）到强配合物（Qf值=8590）。
试验共选取1170只1日龄AA雄性肉鸡，采用4×3因子处理（4个铁源×3个铁添加水平）+ 1个不添加铁的对照，共分为13个处理，每个处理6个重复（n=15）。饲粮处理包括玉米-豆粕基础日粮（对照组；55.8 mg Fe/kg）和基础日粮添加20、40或60 mg Fe/kg硫酸铁（FeSO4·7H2O）；螯合强度弱的Fe-Met （Fe-Met W；Qf = 1.37；14.7%的铁）；螯合强度中等的铁蛋白（Fe-Prot M；Qf = 43.6；14.2%的铁）；或具有极强螯合强度的铁蛋白（Fe-Prot ES；Qf = 8590；10.2%的铁）。本试验测定了7、14和21日龄肉鸡的生长性能、铁浓度、血液学指标以及组织中2种含铁酶活性和基因表达。
结果表明：14 d血浆转铁蛋白饱和度和7、14d 骨铁、7、14、21d肝脏铁、14 d肾铁、21d肝脏和7、21d肾脏的琥珀酸脱氢酶活性；14d肾脏和心脏过氧化氢酶mRNA水平；21d，肝脏和肾脏中琥珀酸脱氢酶mRNA水平随铁添加量的增加呈线性升高（P < 0.05）。而不同铁源的生物利用度仅在21d肝脏和肾脏中琥珀酸脱氢酶mRNA水平存在差异（P < 0.05）。根据21日龄肝脏或肾脏琥珀酸脱氢酶基因表达水平与日粮铁摄入量的多元线性回归的斜率比，Fe- Met W、Fe- Prot M和Fe- Prot ES相对于硫酸铁（100%）的生物利用率分别为129% （P = 0.18）、164 %（P < 0.003）和174%（P < 0.001）或102% （P= 0.95）、143%（P = 0.09）和174%（P < 0.004）。这些结果表明，有机铁源的相对生物利用度与其Qf值密切相关，Qf值越大的有机铁源的相对生物利用度越高。
2、试验设计
3、结果与分析
表1：1-21日龄肉仔鸡基础日粮的组成（以饲料为基础）
表2：1-21日龄肉鸡日粮中的铁浓度
表3：实时PCR扩增的引物序列
3.1 有机铁源中铁和AA含量
表4：有机铁源的化学特性
表5：有机铁源中AA含量（%）
有机铁源中的总铁含量变化很大，从10.2%到20.1%不等，三价铁含量在0至5.66%之间变化（表4），这可能会影响其生物利用度。总AA浓度和单一AA含量也因有机铁源而异（表5）。Fe-Prot 2中的总AA含量最高，为57.86%，Fe-Gly 2中最低，为20.77%。6种Fe-Met中的蛋氨酸含量高于其他有机铁源中的含量，Fe-Lys中的Lys含量也是如此。这可能与制造铁产品时用作配体的成分有关。根据摩尔比=（AA总浓度/AA分子量）/（Fe浓度/Fe原子量）计算摩尔比。AA在Fe-Prot和Fe-AA中的平均分子量为128 Da。大多数配体与Fe的摩尔比在1:1左右，只有2种有机Fe源（Fe- Prot 2和Fe- Lys）的摩尔比在2:1左右。
3.2 有机铁源的溶解度和螯合性质
如表4所示：在PH值为2.0时，有机铁源的溶解度超过80%，除了Fe Met 6、Fe Gly 8和Fe Prot 4，它们分别只有76.7%、61.4%和44.5%的可溶性。铁源在PH5.0缓冲液中的溶解度低于PH2.0，这表明PH和配体影响铁源的溶解力。去离子水的溶解度在22.8 ~ 100%之间变化，可能与载体材料的不溶性有关。以Qf值表示的有机铁产物的螯合强度从1.08变化到8590。Qf值为1.08 ~ 8.18的6种Fe-Met产物（Fe-Met 1、Fe-Met 3 ~ 6、Fe-Met 2或Fe-Met W）、10种Fe-Gly （Fe-Gly 1 ~ 10）、1种Fe-Lys （Fe Lys）、1种Fe-AA （Fe-AA 2）和1种Fe-Prot （Fe-Prot 4）的螯合强度均较弱；2个有机Fe-AA（Fe-AA 1和Fe-AA 3）和2个Fe-Prot（Fe-Prot 1或Fe-Prot M和Fe-Prot 3）具有中等螯合强度，Qf值分别为24.6、15.7、43.6和55.1；1个Fe-Prot（Fe-Prot 2或Fe-Prot ES）的Qf值为8590，具有极强的螯合强度。
3.3 肉鸡试验
表6：日粮铁源和水平对1-21日龄肉鸡生长性能的影响
生长性能数据如表6所示：在每个试验期间，饲喂对照饲料和饲喂添加铁源饲料的肉鸡的ADG、ADFI和G：F没有显著差异（P>0.05）。铁源、添加的铁水平及其相互作用均不影响每个试验期间的ADG、ADFI和G：F（P≥0.07）。
表7：日粮铁源和水平对肉鸡第7、14和21天血红蛋白（Hb）、红细胞压积（Hct）、血浆铁（PI）、总铁结合能力（TIBC）和转铁蛋白饱和度（TS）的影响
血液学指标数据如表7所示：与对照组肉鸡相比，饲喂添加铁的日粮的肉鸡在第7天和第14天具有更高的Hb（P<0.05），在第7和第21天具有更大的Hct。然而，在第21天Hb没有差异（P>0.05）；铁源或铁源与添加的铁水平之间的相互作用对第7天、第14天和第21天的Hb、Hct、PI、TIBC和TS没有影响（P>0.30）。添加的铁含量对第7和第14天的PI和第14日的Hct和TS有影响（P<0.04），但对第21天PI、第7和21天的Hct和TS以及每个采样时间点的Hb和TIBC没有影响（P>0.11）。随着日粮铁水平的增加，只有第14天的TS线性增加（P<0.03）。
表8：日粮铁源和水平对第7、14和21天肉鸡骨骼、肝脏、肾脏和心脏铁浓度的影响
组织铁沉积数据见表8：与对照组相比，各采样时间点骨中铁含量和7、21日龄肝脏中铁含量均显著升高（P < 0.05）。试验第14天，对照饲粮与铁添加饲粮在各采样时间点的肝脏及肾脏和心脏中铁浓度无显著差异（P > 0.05）。在第7、14和21天，铁源或铁源与添加铁水平的相互作用对骨骼、肝脏、肾脏和心脏中的铁浓度无影响（P > 0.11）。添加铁水平对7、14日龄骨铁有影响（P < 0.05）；各采样时间点对21 d时骨铁、7 d和21 d时肾铁和心脏铁均无影响（P > 0.13）。随着饲粮铁含量的增加，7和14日龄骨铁含量显著增加；7、14、21日龄肝脏铁和14 d龄肾铁呈线性增加（P < 0.04）。
表9：饲粮铁来源和铁水平对第7和第21天肉仔鸡肝脏、肾脏和心脏过氧化氢酶活性的影响
表9中列出了CAT活性数据：饲喂对照组饲料的肉鸡和饲喂添加铁源饲料的肉鸡之间组织的CAT活性没有差异（P>0.05）。铁源、添加的铁水平及其相互作用对7日龄和21日龄时肝脏、肾脏和心脏的CAT活性均不影响（P≥0.10）。
表10：饲粮铁来源和铁水平对第7和21天肉仔鸡肝脏、肾脏和心脏琥珀酸脱氢酶（SDH）活性的影响
SDH活性数据如表10所示。与对照组肉鸡相比，在7日龄和21日龄时，饲喂添加铁日粮的肉鸡肾脏中的SDH活性更高（P<0.05）。然而，在第7天和第21天，饲喂对照饲料的肉鸡与饲喂添加铁饲料的肉鸡之间的肝脏SDH活性和心脏SDH活性没有差异（P>0.05）。铁源或铁源与添加的铁水平之间的相互作用对7日龄或21日龄肝脏和肾脏以及21日龄心脏中的SDH活性没有影响（P>0.45）。添加铁水平影响（P<0.004）第7天和第21天的肾脏SDH活性和第21天肝SDH活性，但对第7天的肝脏SDH活性以及第21天心脏SDH活性没有影响（P>0.80）。第21天肝脏和第7天、第21天肾脏的SDH活性随着日粮铁水平的增加而线性增加（P<0.004）。在目前的研究中，第7天心脏中的SDH活性太低，无法检测到。
表11：饲粮铁来源和铁水平对第7、14和21天肉仔鸡肝脏、肾脏和心脏过氧化氢酶（CAT）mRNA水平的影响
CAT mRNA水平数据见表11。与对照组相比，铁添加组第14天肾脏CAT mRNA水平显著升高（P < 0.05）。对照组与铁添加组在各采样时间点的肝脏和心脏CAT mRNA水平及第7和21天肾脏CAT mRNA水平无显著差异（P >0.05）。铁源或铁源与添加的铁水平之间的相互作用对7、14和21日龄肝脏、肾脏和心脏中的CAT mRNA水平没有影响（P>0.15）。添加的铁含量影响第7和14日龄心脏和第14日龄肝中的CAT mRNA水平（P<0.05），但对第7和21日肝中的CAT mRNA水平无影响（P>0.10）。随着饲粮铁水平的升高，14日龄肝脏和心脏中CAT mRNA水平线性升高（P < 0.04），7日龄心脏中CAT mRNA水平线性降低（P < 0.05）。
表12：饲粮铁来源和铁水平对第7、14和21天肝脏、肾脏和心脏中琥珀酸脱氢酶（SDH）mRNA水平的影响
SDH mRNA水平数据见表12。在各采样时间点，对照组饲粮与铁添加组饲粮的肉鸡肝脏、肾脏和心脏SDH mRNA水平无显著差异（P > 0.05）。铁源、添加铁水平及其相互作用对第7天和第14天的肝脏和肾脏以及所有采样时间点的心脏SDH mRNA水平均无影响（P > 0.11）。第21天，铁源和添加铁水平均影响肝脏和肾脏SDH mRNA水平（P < 0.04），但在上述2个指标上铁源与添加铁水平无交互作用（P > 0.14）。第21天，饲粮中添加Fe- Prot ES或Fe- Prot M均显著高于添加FeSO4的饲粮（P < 0.05），且FeSO4与Fe-Met W或3种有机铁源之间无显著差异（P > 0.05）。第21天，Fe-Prot ES饲粮肾脏SDH mRNA水平显著高于FeSO4或Fe-Met W饲粮（P < 0.05）。
表13：血浆转铁蛋白饱和度（TS）、组织铁浓度、琥珀酸脱氢酶（SDH）活性、过氧化氢酶（CAT）和SDH mRNA水平与每日日粮铁摄入量的多元线性回归分析
表14：基于血浆转铁蛋白饱和度（TS）、组织铁浓度、琥珀酸脱氢酶（SDH）活性、过氧化氢酶（CAT）和SDH mRNA水平的多元线性回归的铁的相对生物利用度值
根据每日日粮分析铁摄入量计算回归（表13）。在第14天血浆TS；第7天和第14天的骨铁中；在第7天、第14天和第21天的肝脏Fe中；第14天肾Fe；在第21天肝脏和第7天和第21天肾脏中的SDH活性；第7天心脏和第14天肝脏和肾脏中CAT mRNA水平的多元线性回归关系显著（P<0.04）；因此，根据每日日粮分析铁摄入量估算相对生物利用度值（表14）。然而，铁源之间斜率的差异仅在21日龄肉仔鸡肝脏和肾脏中的SDH mRNA水平中检测到（P<0.05）。当对FeSO4的反应设定为100%时，21日龄或102日龄的肝脏SDH mRNA的Fe Met W、Fe Prot M和Fe Prot ES的估计相对生物利用度分别为129（P=0.18）、164（P<1.003）和174%（P<0.001），21日龄时肾脏SDH mRNA表达分别为143%（P=0.09）和174%（P<0.004）。当根据21日龄时的肝脏SDH mRNA水平估计相对生物利用度时，Fe Prot ES的斜率大于Fe Met W或硫酸铁的斜率（P<0.05），Fe-Prot-M的斜率大于硫酸铁的斜率（P<1.05），并且Fe Prot M和Fe Prot ES、Fe Prot M和Fe Met W之间或Fe Met W和硫酸铁之间没有差异（P>0.05）。当根据21日龄时肾脏SDH mRNA水平估计相对生物利用度时，Fe Prot ES的斜率大于Fe-Met-W或硫酸铁的斜率（P<0.05），且Fe Prot M与其他铁源之间无差异（P>0.05）。
4、结论
综上所述，仅在第21天肉鸡肝脏和肾脏中SDH mRNA的表达量足以敏感地评价铁源的生物利用度。且有机铁源的相对生物利用度与其Qf值密切相关，Qf值越大的有机铁源的相对生物利用度越高。需要进行更多的研究，以验证螯合强度作为更广泛的有机铁源的生物利用度估计指标的使用。
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