朱年华 刘伶俐 张维军
碱式氯化铜大都以蚀刻废液为原料,通过除杂、结晶等一系列反应生产而成。碱式氯化铜具有不溶于水、吸潮性低,可减少饲料中营养成分的破坏,生物学效价高等特点,因而在饲料中可作为一种新铜源用以替代硫酸铜(Cromwell等,1998;李红雪等,2004)。由于碱式氯化铜对环保行业和饲料工业的可持续发展有重要意义,国内外对碱式氯化铜在动物生产中的应用效果和作用机理进行了大量的研究。
1 碱式氯化铜对饲料中营养成分的作用
1.1 碱式氯化铜替代硫酸铜能降低饲料中维生素的损耗
大量报道认为,硫酸铜因其吸潮性和氧化性,极易引起饲料(尤其是预混料)贮存和加工过程中维生素等营养成分的破坏,用等铜浓度的碱式氯化铜替代后对维生素破坏性较小。PARC研究所(1997)监测含有硫酸铜和碱式氯化铜的肉鸡粉料制粒后维生素A损失率分别为8.54%和3.07%、维生素D3损失率分别为1.02%和0.87%、维生素E损失率分别为11.82%和3.28%、核黄素损失率分别为6.11%和1.79%。Luo等(2005)报道,添加同量碱式氯化铜和硫酸铜的肉鸡日粮在常温保存21 d后,维生素E含量由(36.3±0.31) mg/kg分别下降至(29.7±0.28) mg/kg和(21.7±0.31) mg/kg(碱铜组和硫酸铜组VE损失率分别为18.2%和40%),并且碱式氯化铜处理组鸡的血浆和肝维生素E含量明显高于硫酸铜处理组,说明在商品饲料中用碱式氯化铜作为铜源替代硫酸铜有利于饲料中维生素的稳定。
1.2 碱式氯化铜提高饲料中植酸酶的稳定性
Liu等(2005)以五水硫酸铜或碱式氯化铜的形式添加于含植酸酶的试验日粮中,于40 ℃储存21 d,每隔一周对样品进行一次酶活力分析,发现添加碱式氯化铜日粮的酶活性明显高于(P<0.05)对照组或添加硫酸铜的日粮,说明碱式氯化铜能更有效地减少在饲料储存过程中对植酸酶的氧化。此外,Sefa等(2005)报道,碱式氯化铜能改善饲料中黄曲霉毒素造成血铜、血清蛋白和饲料转化率的影响。可见碱式氯化铜对饲料中营养物质损失较少。
2 碱式氯化铜在动物消化道内消化吸收与代谢
2.1 碱式氯化铜在单胃动物体内的消化与代谢
碱式氯化铜不溶于水,易溶于中性盐和酸性溶液,能在消化道中溶解并被消化吸收或作用于肠道。在猪、鸡的高铜日粮(150~400 mg/kg)中碱式氯化铜替代硫酸铜后,血液铜增加并不明显,但肝铜含量增加明显(Luo等,2005),如以血液铜和肝铜为评价指标,以硫酸铜的生物效价为100%,碱铜生物学效价为106%~128%(Miles等,1998;Luo等,2005)。在低铜的肉牛日粮中碱铜的生物学效价为132%(以血浆铜)、118%(血浆铜兰蛋白)和196%(肝铜)(Spears等,2004)。而在添加低铜的猪、鸡日粮(<35 mg/kg)条件下碱铜的生物学效价尚未见报道。
有关碱式氯化铜中铜的表观消化率和粪铜排放量也有报道,早期Spears(1995)的代谢试验证明,猪饲喂碱式氯化铜,体内铜的存留比硫酸铜更多。王若军等(2001)在断奶仔猪日粮中添加165 mg/kg硫酸铜、碱式氯化铜和有机铜,碱式氯化铜组试验猪粪铜排泄量少,表观消化率高于硫酸铜组(P<0.05)。郑春田等(2007)测定了生长猪饲料中添加含铜200 mg/kg的碱式氯化铜和硫酸铜,其粪中铜含量碱式氯化铜比硫酸铜组下降了9.32%(硫酸铜和碱铜分别为955和866 mg/kg)。浣长兴(2004)研究在生长猪日粮中添加165 mg/kg碱式氯化铜替代等量硫酸铜后粪铜由(735.84±19.82) mg/kg下降到(695±11.36) mg/kg,铜的表观消化率由4.47%提高到6.31%。而Zhai等(2006)测定结果中饲喂添加相同含铜量的碱式氯化铜和硫酸铜日粮的猪粪铜排放量差异不显著。
2.2 碱式氯化铜在反刍动物消化道的吸收
碱式氯化铜尤其能提高反刍动物消化道中铜的吸收利用率,这是因为碱式氯化铜有助于更好的保持铜的状态,不溶于pH值呈中性的瘤胃液中,不会像硫酸铜那样以硫代钼酸盐的形式被排泄到体外,有利于在后段消化道中的消化吸收,具有过瘤胃功能。
2.3 碱式氯化铜肠道结构和微生物作用的研究
Arias等(2006)通过试验研究硫酸铜、碱铜和抗生素对肉鸡肠道生理结构的影响发现:硫酸铜影响十二指肠基底层淋巴细胞(LPL)和间上皮细胞(IEL)数量和隐窝深度,而碱铜影响空肠和回肠LPL和IEL数量,说明CuSO4在肠道近端更为有效,其能分解为Cu2+和SO42-,而SO42-可与十二指肠中H+结合;而碱铜在空肠和回肠更为有效,因为自碱铜分解而来的Cl-,要么与单价阳离子(K+、Na+或P+)结合,要么参与Na+/K+泵,使Cu得以在肠道远端起作用。而日粮中添加抗生素(杆菌肽和洛克沙胂)可能对整个小肠段均有影响。
PARC研究所(1999)通过体外试验证明:与硫酸铜(100%)相比,碱式氯化铜对嗉囔霉菌病(Crop Mycosis)抵抗力和球虫损害(Coccidial lesions)的相对效果分别为135%和151%;在抑制大肠杆菌(E. Coli)、沙门氏菌(Salmonella)和结肠弯曲菌(Camplobacter)生长上,碱式氯化铜比硫酸铜效果更显著。最近,Pang等(2009)通过传统培养和凝胶梯度电泳(PCR-DGGE)分析肉鸡回肠菌群多态型发现,碱铜和硫酸铜都没改变回肠粘膜和食糜的优势菌群数量,但碱铜显著增加了回肠粘膜菌群的相似系数,说明碱铜能改变肠道菌群的结构,虽然该试验并没有因此带来生产性能的提高,但能使肠道有害菌数量减少。
2.4 碱式氯化铜对血液生化指标的影响
碱铜添加水平为150 mg/kg时有提高血清白蛋白含量的趋势。促生长剂量的铜可以通过刺激消化道黏膜,使血浆白蛋白(ALB)因摄入蛋白质量增加而合成增加,且机体在摄入充足的营养物质的情况下,猪维持体温和生命活动时,ALB作为营养储备,流入代谢途径的量减少,因而导致含量增加。通常认为尿素氮含量降低意味着蛋白质沉积增加(张苏江等,2003)。高凤仙等(2007)研究表明,碱铜和硫酸铜都能显著提高生长猪血清铜蓝蛋白活性,降低尿素氮含量,且两种铜源间没有显著差异,而对血清白蛋白、总蛋白含量没有影响。
3 碱式氯化铜在动物生产中的应用
3.1 碱式氯化铜对生长猪的促生长作用

自Cromwell等(1998)报道,碱式氯化铜与硫酸铜对断奶仔猪有同样促生长效果(150 mg/kg碱式氯化铜比200 mg/kg的硫酸铜更有效)以来,国内外对碱铜在动物生产上做了大量研究。PARC(1997)研究报道,用125和188 mg/kg铜进行试验,来自碱式氯化铜的铜比任何水平的硫酸铜提高增重的效果都显著并改善饲料效率。Zhai等(2006)和侯杰等(2008)在生长猪日粮中添加等量(200 mg/k)的碱铜和硫酸铜,前者能显著提高生长猪日增重和改善料肉比(P<0.05)。表1对近年来碱式氯化铜替代硫酸铜在生长猪中的试验报告进行了汇总,从生长性能(生长速度和料肉比)方面看,碱铜具有用量更少、效果更好的优势。
3.2 碱式氯化铜在家禽中的应用
Liu等(2005)对4个铜水平(65、130、195和260 mg/kg)的线性回归分析表明,当以蛋重为指标时,碱铜相对于硫酸铜的生物学效价为134%。Ammerman等研究了硫酸铜和碱式氯化铜作为肉仔鸡的铜源,不论饲喂何种铜源,肝铜浓度和日粮铜水平呈线性相关。Miles等(1998)用肉仔鸡进行了42 d的饲养试验,向玉米-豆粕型基础日粮中以硫酸铜和碱式氯化铜的形式添加0、200、400和600 mg/kg铜,体增重和饲料转化率在添加超过400 mg/kg铜水平时不再有变化,两种形式铜源在日粮中添加600 mg/kg铜时,采食量、生长性能和饲料转化率都很差。以硫酸铜的生物利用率为100%,碱式氯化铜的相对生物利用率为112%。王彩玲等(2007)报道,在肉杂鸡日粮中添加120 mg/kg的碱式氯化铜能获得较高的采食量和增重。
3.3 碱式氯化铜在水产饲料中应用
硫酸铜具有高水溶性,在水中溶解度超过90%,水产饵料在水中悬浮时可导致大量铜丢失,降低饲料中铜的含量,并对水体造成严重污染。而碱式氯化铜难溶于水,水产饵料在水中悬浮时铜的丢失少,对水体的污染小。所以,碱式氯化铜在水产饵料中使用大大优于硫酸铜(许英梅等,2009)。
4 结语
近年来的研究表明,碱式氯化铜作为饲料添加剂具有对营养成分(维生素)破坏性弱,经动物消化后存留量多、表观消化率高、生物学利用率高等特点,在动物肠道内能改善肠道黏膜结构和微生物平衡、降低有害微生物数量、改善动物生长速度和饲料转化率,且具有用量少、效率高,减少环境污染、有利于保护环境,符合畜牧业可持续发展政策,因而具有广阔的应用前景。
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(编辑:沈桂宇,)
朱年华,长沙兴加生物技术有限公司,410011,长沙市五一大道235号湘域中央1栋1017。
刘伶俐、张维军,江西农业大学动物科技学院。
收稿日期:2009-07-09
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