飼料級氧化錳之錳,對肉雞之生物有效性
摘 要: 利用288隻有羽毛性特徵之日齡Cobb雞,作一試驗,研究無機錳源之相對生物有效性。供試雞任食一種基本的玉米-黃豆粉飼料(飼養基礎82.5 ppm Mn),或基本飼料輔助試藥級MnSO4、H2O、MnO或飼料級氧化物A、B或C之1,000、2,000或3,000 ppm Mn,經21日。利用骨及腎之Mn濃度,估計生物有效性。錳源及水準對雞效能沒有影響,自所有來源之飼料錳的骨及腎之吸收為直線(P<0.01)。據骨錳濃度之多次直線迴歸斜率,試藥級MnO及飼料級MnO A:B及C之相對生物有效性,與100%之MnSO4相較,各別為81.9±6.0,93.1±6.7,75.0±3.6及70.3±5.7;據腎Mn濃度,各別為85.7±7.9,68.0±7.5,52.2±4.2及53.0±7.3。 一、前 言 對肉雞輔助錳特別重要,因玉米及黃豆粉之基本飼料,缺乏Mn,除非輔助無機源或富錳飼料。穀類及其副產物的錳濃度,有很大差異(1987 Mertz)。玉米之錳很低(4∼5 ppm),黃豆粉依加工方法,含有27∼46 ppm (1984 NRC)。NRC (1984)推薦,對6週齡成長雞,要60 ppm Mn,這也表示,雖有很多飼料組成分,含有相當量之Mn,但組成分之成分,可能干涉其吸收(1986a Halpin及Baker)。Mn源之相對生物有效性,端賴於錳存在之化學型,飼料級氧化錳之組成,也曾發現有不同(1971 Watson),在高飼料錳水準與數種組織之錳吸收間之相關,曾當作研究測Mn源之有效性(1983b Southern及Baker;1984a Black)。這些研究表示,在反應飼料錳之組織Mn吸收,是成直線,且提供一測定錳源之相對生物有效性之方法。作下列之研究,利用組織Mn吸收作反應之準則,與試藥級之無毒性、高飼料錳水準之MnSO4相較,估計無機源之相對生物有效性。
二、原料及方法
以3×5因素配置處理之完全逢機設計加以對照,利用288隻日齡、有羽毛性特徵之cobb公雞作試驗,此基本飼料為一種玉米-黃豆粉飼料(82.2 ppm Mn,分析之飼養基礎,表1),配合使適合或超過在6週齡之雞營養需求量(1984 NRC),每一處理分配每欄6隻之3重複欄。處理包括試藥級源之MnSO4、H2O(紫色結晶粉末)及MnO(綠粒)及3種飼料級氧化錳,各取名為FGMnOA、B及C,以0、1,000、2,000或3,000 ppm Ma水準,添加於基本飼料,犧牲玉米澱粉,試驗飼料Mn含量,以化學分析查證。
供試雞逢機分配於48欄,有升降之不鏽鋼地板及不鏽鋼飲水器、餵料器、分隔、邊端彈簧負載門之溫度自控電之兩Petersime育雛器,供試雞飼養於24時一定時期,並允許任食接近飼料及自來水(C1 ppm Mn),供試雞給與試驗飼料經21日,在試驗結果,計算每欄之飼料攝取,並記錄個別體重。供試雞以頸脫節宰殺、去除右脛及雙腎,並個別冷凍於塑膠袋,供作礦物質分析。
表一 雞 之 基 本 飼 料 的 組 成
組 成 物 | 量 ( 飼 養 基 礎 ) % |
碎黃玉米 去皮黃豆粉48.5%cp玉米油 磷酸氫鈣1石灰 加碘食鹽 Dl-甲硫氨酸 微量成分2 玉米澱粉3計 化學組成 乾物質% cp% ME Kcal/kg Mn ppm |
55.08 37.29 2.50 1.72 1.01 0.40 0.25 0.50 1.25 100.00 87.3 23.0 3,000 82.5 |
1.:含有22%鈣及18.5%P。在乾燒灰並溶於HC1後,以火焰原子吸收分光光度計使用術(AAS),測定Mn源之鈣、鎂、鋼、鐵、鋅及錳,及飼料及組織之錳。也利用AAS測定錳源及骨之鉛。使標準與所需之巨大元素及酸濃度配合,並自NBS之標準參考原料,有含括樣品,以比色法測定錳源及飼料之磷(1954 Harris及Popat),在100 ml水、0.4%HCl (0.12N),2%檸檬酸,及中性檸檬酸銨(1970 Wetson)及磁感受性(1971 Watson),0.1g之每一種錳源,37℃,1小時一定攪拌後,測定相對之溶解性,並獲得X光繞射靶式。 利用SAS (1982)之GLM方法,藉適合下列之多次直線迴歸模式,估計斜率:γ=Bo+B1n1+B2x2+B3x3+B4x4+B5x5,此地γ=組織錳濃度、x1∼x5=添加之每一種錳源的飼料錳ppm,利用Kempthorne及Allmaras 1965所述之誤差仲延法(enr-orpro gagation)法,估計斜率及其標準誤。此標準誤之結果公式,同於Finnegory (1978)之方程式7.67,利用一種包括來源及飼料錳濃度,作主要效果及其交互作用之模式,藉變異(1982 SAS)分析,分析骨及腎錳濃度資料;以Duncans (1955)複距檢定分開差異。 三、結果與討論2.;每kg飼料供給之維生素A棕櫚酸鹽,6,600lv;維生素D3 2,200lv;M- enadrone dimethyl pyrinidinol busulfite 2.2mg;riboflavin 4.4mg;冷酸13mg;菸鹼酸40mg;氯化膽鹼500mg;維生素B12 0.022mg;生物素1mg;ethoxyquin 125mg;Mn 60 mg;Fe 75mg;Cu 6mg;Zn 36mg;碘1.1mg;硒0.1mg。
3.:以犧牲等量之玉米澱粉,添加Mn源。
4.:以飼養基礎;計算CP及ME (1984NRC);分析測定Mn。
分析錳源(表2、3)、試藥級硫酸錳及氧化錳,各別含有31.4及73.0% Mn,而飼料級氧化錳含有45.6∼64.2% Mn,以飼養基礎表示錳濃度,沒有補償水分或燃燒損失,試藥級錳源很少污染礦物質,但飼料級錳含有其他礦物質。雖然飼料級氧化物A之鉛濃度,較多於其他來源,但利用50ppm Mn水準之推薦輔助,對總飼料僅捐助0.023 ppm Pb,此量頗少於NRC (1980)確立之最大耐量水36 ppm Pb。
表二 Mn 源 之 化 學 組 成
Mn 源 |
Mn1 |
Fe |
Cn |
Zn |
Ca |
Mg |
P |
Pb |
──────────%──────────── |
||||||||
MnSO4、H2O RG MnO RG MnO AFG MnO BFG MnO CFG |
31.4 73.0 64.2 45.6 58.1 |
ND 0.001 2.494 1.154 2.607 |
ND ND 0.012 0.006 0.043 |
0.004 ND 0.141 0.052 0.042 |
ND ND 1.51 1.69 0.43 |
0.002 0.001 1.453 0.977 0.169 |
ND ND ND ND |
ND ND 0.0295 0.0083 0.0029 |
1:在1:1 (V/V) HCl:HNO3 之飼養源回流經4小時後之分析值。 2:RG=試藥級,FG=飼料級。 3:ND=沒有以分析法測定。表三 Mn 源 物 理 性
Mn 源 |
+302 | -30+100 | -100 | 磁感受性 |
X 光 繞 射 解 說 |
────────────%──────────────── |
|||||
MnSO4 RG MnO RG MnO AFG MnO BFG MnO CFG |
3.5 0.0 0.1 0.0 1.6 |
36.0 35.0 86.0 23.1 23.2 |
60.5 65.0 13.9 76.9 75.2 |
4.8 57.5 89.6 99.8 91.3 |
MnSO4、H2O MnO MnO MnO;微量碘石 MnO;很少量之Mn3O4(3) |
以X光繞射檢查Mn源,顯示試藥級源及飼料級氧化物兩者有高純度。飼料級氧化物B及C含有除MnO外,能影響Mn生物有效性之其他化合物。其他含Mn化合物,可能較少溶解性,因此比MnO較少有效性,且其他組成可能化學構造安定,也會降低有效性。只有氧化錳源有磁感受性,且這點似乎與鐵污染有關聯,雖然其可能也與沒有分析之鈷或鎳有關聯。飼料級氧化錳A比其他錳源,有較多比率之較大顆粒。
硫酸錳(表4)為100%可溶性,且所有其他氧化錳不易溶於水,而只有飼料級氧化物C,可溶於0.4%HCl,低於100%。所有錳源完全溶於2%檸檬酸。以前曾報告MnO在水中之低溶解性(1970、1971Watson;1984a Black;1987 Henry)。Black (1984a)及Henry (1987)有報告,在2%檸檬酸中,同樣之試藥級MnO之不完全溶解性,及Watson (1970、1971)有報告,飼料級氧化錳之不溶解性。氧化錳B及C較少溶解於中性檸檬酸銨,且這些來源最少有效性。先前曾有報告,在中性檸檬酸銨之溶解性與Mn源之相對生物有效性之間的密切相關(1970、1971 Watson;1984 Black;1987 Henry)。
表四 Mn 源 之 相 對 溶 解 性
Mn 源 2 |
H2O |
0.4%HCl |
2%檸 檬 酸 |
中性檸檬酸銨 |
───────────%───────────── |
||||
MnSO4 RG MnO RG MnO AFG MnO BFG MnO CFG |
100 0.14 0.09 0.14 0.25 |
100 100 100 100 83 |
100 100 100 100 100 |
100 100 100 68 93 |
1:自每一種溶液在37℃ 1小時一定攪拌。 2:RG=試藥級。FG=飼料級。飼料處理對平均每日飼料攝取(X+SE,39.3±0.24 g),平均每日增重(24.7±0.2 g)或飼料轉換(1.60±0.01 g/g),沒有效果(P>0.10)。同樣,Black (1984a、b)報告,在一試驗,當供試雞給與含有添加1,000、2,000或4,000 ppm試藥級硫酸錳、氧化錳或碳酸錳之Mn飼料,經22日,或在另一試驗,給與含有添加試藥級氧化錳之Mn 1,000,2,000或3,000 ppm Mn C飼料,經21日,對效能沒有效果,但Black (1985)報告,在更後之試驗,供試雞給與試藥級硫酸錳之Ma 3,000 ppm,經21日時,每日飼料攝取減少。同樣,Southern及Baker (1983a)發現,自孵化後8∼22日,給與硫酸錳之Mn 3,000 ppm之雞,增重降低。 飼料錳源及水準,對骨灰及腎之錳濃度的效果,摘要於表5。由於處理之骨灰或腎重%,沒有差異(P>0.10)。利用火焰之AAS,骨灰中沒有檢出鉛。據燒灰方法及設備敏感度,在骨灰中之最小鉛的檢出量約為12 ppm。當飼料Mn之所有Mn源,自0至1,000,2,000及3,000 ppm添加時,骨Mn濃度以很直線方式,各別自4.6增至30.8,55.5及84.4 ppm (骨灰重基礎),各別之腎Mn濃度為9.3、16.7、及28.9 ppm (乾基),Mn源也影響骨及腎Mn濃度。給與對照,飼料級MnOC,飼料級MnOB,試藥級MnO,飼料級MnOA及MnO4之雞,平均骨Mn濃度,各別有4.6e、48.8d、52.5cd、56.0bc、62.5ab及66.3a ppm〔沒有相同文字之平均數,有顯著差(P<0.05)〕。給與含有對照,飼料級MnOC、B、A,試藥級MnO及MnSO4之飼料雞,平均腎濃度各別為9.3e、19.6d、20.3cd、25.4b及28.4a ppm (P<0.05)。骨及腎Mn濃度對飼料濃度之多次直線迴歸,很適合直線模式(各別R2=0.761及0.670)。代表給與硫酸錳及飼料級MnOA之雞的骨方程式的斜率,較大於代表給與飼料級MnOB或C之雞,試藥級MnO之斜率比居間。腎會產生比骨(R2=0.630)較低之斜率及較不適合多次直線迴歸模式。給與試藥級Mn源雞之腎方程式的斜率,較大於飼料級Mn源雞(P<0.05)。飼料級MnO之斜率,較大於MnOB之斜率(P<0.05)。給與MnOC雞之斜率,同於給與MnOA及B之雞。 表五 Mn 源 及 飼 料 Mn 濃 度 對 骨 及 腎 Mn 濃 度 之 效 果
Mn 源 1 |
添 加 Mn | 骨Mn(灰分基礎)2 | 腎 Mn (乾 基) 2 |
────────── ppm ────────── | |||
對 照
MnSO4 RG MnSO4 RG MnSO4 RG MnO RG MnO RG MnO RG MnO AFG MnO AFG MnO AFG MnO BFG MnO BFG MnO BFG MnO CFG MnO CFG MnO CFG 集 計SE變異源,統計之顯著性 錳 源(S) 水 準(L)S×L |
0 1,000 2,000 3,000 1,000 2,000 3,000 1,000 2,000 3,000 1,000 2,000 3,000 1,000 2,000 3,000 |
9.6 32.5 66.7 99.8 27.4 55.1 82.3 33.3 56.1 96.3 31.0 52.3 73.0 29.7 47.2 49.8 0.90 P<0.01 P<0.01 P<0.01 |
9.3 20.4 29.7 35.4 15.8 27.2 33.0 15.3 22.3 28.9 17.3 20.6 22.8 14.5 19.3 24.9 0.32 P<0.01 P<0.01 P<0.01 |
1:RG=試藥級;FG=飼料級。 2:每一數據代表18隻雞給與21日之個別樣品平均數。藉多次直線迴歸方程式之斜率比,可得估計之相對生物有效性。當試藥級硫酸錳之斜率,置於等於100%時,據骨Mn濃度,對試藥級MnO及飼料級MnOA、B及C,相對之生物有效性質,各別為81.9±6.0,93.1±6.7,75±3.6及70.3±5.7。據腎Mn濃度,各別之生物有效性為85.7±7.9,65.0±7.5,52.2±4.2及53.0±7.3%。自骨及腎之估計,產生不同之Mn源級序,隨後利用以100%標準化之硫酸錳,可自骨及腎Mn之平均相對值,估計相對生物有效性指數。得到試藥級MnO及飼料級MnOA、B及C,各別之相對生物有效性指數,為83.8,80.6,63.6及61.6%。 在本研究,對試藥級氧化物,得自骨及腎的84%之平均相對生物有效性指數。此值較高於先前對此Mn源所報告之數值。用於本研究及稍早之試驗原料,係購自單一情況,但使用時,沒有記錄自每一瓶之批數,不過可假定,係得自同一批。Black (1984a)有報告,依據直線迴歸斜率及多次直線迴歸斜率,對同樣之試藥級MnO,平均相對值72.5%,且平均組織增加超過對照之骨及肝Mn。但此結果之部份差異,可以分析不同組織解釋。對骨及腎之Mn生物分析,曾顯示比肝更敏感(1984,1985 Black;1986 Henrg)。據Henrg (1986)報告,藉組合直線迴歸,多次直線迴歸測定。與硫酸錳相較,試藥級MnO有平均66%有效性,且組織(骨、腎及肝)Mn增加超過對照。但此試驗係以玉米澱粉取代部份之玉米的Mn缺乏基本飼料,添加傳統之飼料Mn添加物(40∼120 ppm)。 本研究之結果表示,骨及腎Mn吸收,與高飼料Mn水準呈直線,提供Mn生物鑑定之目的方法。試藥級硫酸錳最有效,其次為試藥級MnO及飼料級MnO,飼料級MnOB及C,較少可溶性(雖較小顆粒),且含有MnO以外之成分,此點可能使其變較少有效性。 表六 基 於 骨 及 腎 Mn 濃 度 之 Mn 源 的 相 對 生 物 有 效 性
組織 |
Mn 源 |
迴歸係數(斜率±SE) | 相對值(±SE) | 信 任 界 限1 | |
骨2
腎4 |
MnSO4 RG3 MnO RG MnO AFG MnO BFG MnO CFG MnSO4 RG MnO RG MnO AFG MnO BFG MnO CFG |
0.0316 ± 0.002 0.0259 ± 0.002 0.0295 ± 0.002 0.0238 ± 0.001 0.0222 ± 0.002 0.00891±0.0008 0.00764±0.0008 0.00606±0.0008 0.00465±0.0005 0.00472±0.0008 |
a bc ab c c a b b c c |
100 81.9±6.0 93.1±6.7 75.0±3.6 70.3±5.7 100 85.7±7.9 68.0±7.5 52.2±4.2 53.0±7.3 |
65∼ 99 94∼112 65∼ 85 54∼ 86 64∼108 47∼ 89 40∼ 64 32∼ 73 |
a∼c:有不同文字之斜率,有顯著(P<0.05)。 1:相對值之95%信任界限。 2:迴歸方程式之截距Bo為3.65;R2:0.761。 3:RG:試藥級;FG:飼料級。 4:迴歸方程式之截距Bo為10.30;R2:0.630。
飼料營養雜誌(84~91)
90年.第十一期─海 鷗
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