非血質(heme)鐵對豬之功能
長久以來，均認為鐵對子豬的發育是重要的。子豬對鐵不足之反應極為強烈之主要理由為成長速度快，出生時既有鐵相當不足之狀態。通常，仔豬的體重於生後3週齡止，為出生時體重之4∼5倍，至8週齡約達8倍，因此必需要足夠量的鐵。為加以證實，以表1加以探討。
表一 仔 豬 給 與 鐵 對 3 週 齡 仔 豬 之 影 響
鐵 給 與 群 |
鐵 未 給 與 群 |
|
供試仔豬數 3週齡時體重增加之比例(g／生時體重100g) 體內鐵量(mg／體重100g) 血中鐵濃度(mg／血液100g) 肝臟內無機鐵濃度(mg／肝臟100g) |
3 492.00 3.66 31.50 9.50 |
3 420.00 1.56 15.00 1.72 |
子豬給予鐵之後，體重增加17％。鐵為製造形成豬體之數億細胞所需重要代謝酵素之必須成分。母庸贅言，鐵最廣被認知之功能為在呼吸所擔任之角色。亦把在氧送入所有體細胞，維持生命方面之作用，但僅此尚未充分說明鐵對子豬生長之功能。尚有一方面為含非血質鐵酵素之作用。最近之研究，認為鐵參與體細胞中DNA及RNA主成分嘌呤(purine)之合成。DNA與RNA為新細胞蛋白之合成成分，由於這個關係，鐵對動物生長可說相當重要。產生鐵不足之情況時，血紅素、肌紅蛋白等之鐵的血質機能不易立刻受影響，最初受影響的為非血質鐵參與之生長機能。嘌呤之生成遲延結果，阻害新蛋白質之生成，影響生長速度。
初期之研究，顯示由妊娠母豬至胎兒之鐵的胎盤移動不充分，鐵不足的標準治療法為1∼3日齡仔豬以dextran鐵100mg行肌肉注射，但以後之研究則並非完全如此。如在攝取之蛋白質分解出之胺基酸(peptide)上懸垂鐵之情況，即螯合之情況，如表2所示，鐵由腸之吸收呈有意義之增強。
表二 胺基酸螯合物與其他結合形態別之銅、鎂、鐵、鋅吸收性之比較
碳酸鹽 |
胺基酸螯合物 |
硫酸鹽 |
胺基酸螯合物 |
氧化物 |
胺基酸螯合物 |
|
銅的吸收 鎂的吸收 鐵的吸收 鋅的吸收 |
1 1 1 － |
5.8 1.8 3.6 － |
1 1 1 1 |
4.1 2.6 3.8 2.3 |
1 1 1 － |
3.0 － 4.9 3.9 |
使用放射性同位素之後的研究，如表3所示，螯合物之鐵不但代謝增加，而且移行也增強。此方面及其他方面之研究，顯示特別是在妊娠後期，螯合化之鐵在胎盤之移動增強。調查1胎之胎兒時，得知妊娠後期之數週間，胎兒對蛋白質及鐵之需求量高。實際如表4所示，發育中的胎兒其50％以上之生長，是在妊娠後期的1／3期間。因此給與妊娠母豬胺基酸螯合之鐵時，由於胎兒之需求量增加與螯合化鐵之代謝增加，而使鐵的胎盤移動增加。實際如表5所示，為由實際動物之放射性同位素實驗而確認之假說。
表三 59Fe硫酸亞鐵與胺基酸螯合之移行分布比較
身體部位 |
硫酸第一鐵 |
胺基酸螯合鐵 |
吸收比率(倍) (螯合物硫酸鹽) |
心 臟 肝 臟 腳 肌 肉 腦 腎 臟 睪 丸 血 清 紅 血 球 全 血 糞 便 尿 |
63 136 2 31 2 20 700 724 1,355 302,400 490 |
151 243 54 130 327 109 1,797 2,076 4,215 214,000 370 |
2.4 1.8 27.0 4.2 163.5 5.5 2.6 2.8 3.1 0.7 0.8 |
表四 胎 兒 ( 8 頭 ) 之 體 重 之 體 成 分 之 變 化
妊娠週齡 |
總 體 重(g) |
粗蛋白質(g) |
灰 分(g) |
鈣(g) |
磷(g) |
鐵(mg) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 |
99 366 787 1,354 2,062 2,909 3,891 5,005 6,251 7,625 9,127 10,755 12,507 14,385 16,384 18,504 |
1.5 8.5 23 47 83 130 191 265 356 462 585 726 886 1,065 1,263 1,483 |
0.06 0.6 2 5 10 18 30 45 66 92 125 165 213 269 335 411 |
0.0002 0.005 0.036 0.14 0.40 0.96 2.0 3.8 6.6 10.9 17.1 26 38 54 74 101 |
0.002 0.028 0.12 0.36 0.82 1.61 2.8 4.7 7.2 10.6 15.1 21 28 37 47 60 |
0.82 4.2 11 22 37 57 82 113 149 191 239 294 355 423 499 581 |
波蘭中國種之母豬與公豬合併計算。
試驗飼料供給量為使妊娠母豬每日能增重454∼568克。
表五 鐵 之 吸 收 移 行 與 蓄 積
胺基酸螯合鐵 |
硫 酸 鐵 (FeSO4) |
增 減 比 率 (比FeSO4為100) |
|
母體之維持用量 母體由糞便中之排泄量 母體由尿之排泄量 移行至胎兒量 |
70.4％ 24.4％ 5.0％ 0.2*％ |
42.7％ 29.6％ 27.7％ 0** |
165％ 82％ 18％ 4,230％ |
*7.3mcg，42.3c.c.／min(5) **1c.c.／min
使用螯合化礦物質進行野外試驗之基礎研究，如密西根大學Brady等所進行之研究，12頭母豬以含鐵0.85克之胜𡌅蛋白鐵8.5克，在預定分娩前4週每日給與。分娩前一週開始胜𡌅蛋白鐵再增加為17克(鐵1.7克)，出生時每窩仔豬各屠殺1頭，以自動吸光光度計分析肝、脾及骨骼肌肉之胜𡌅蛋白鐵之濃度，其結果列示於表6。
表六 母豬飼料以胜𡌅蛋白鐵強化，對出生時仔豬鐵保持量之影響
| 組 織 內 鐵 濃 度 | 母 豬 飼 料 之 種 類 |
增減比率(以配合飼料區為100) |
|
配 合 飼 料 |
胜𡌅蛋白鐵強化飼料 |
||
| 血 紅 素
量g／dl 血漿鐵濃度μg／dl 肝臟中鐵濃度μg／g 脾臟內鐵濃度μg／g 肌肉內鐵濃度μg／g |
8.2 102 155 105 9.4 |
9.2 112 208 114 9.7 |
112 110 134 109 103 |
※各區均為6頭之平均值。
在北義大利所進行之研究，Cagliero與Cariglio均發現相同之現象。此試驗1群10頭之母豬給與較Brady試驗為少之鐵，並於分娩預定日前21日開始，每日給與螯合鐵5克(鐵0.5克)，試驗組與對照組之仔豬，一半於出生時，另一半於出生後7日屠殺，其結果列如表7所示。
表七 母豬飼料供給螯合鐵時，對仔豬貯藏鐵含量之影響(TORINO 1978)
對 照 區 |
螯合鐵給與區 |
|
母 豬 數 出生活仔數 平均生時體重 生時仔豬之肝臟中鐵含量 生後第7日之仔豬肝臟中鐵含量 |
10頭 102頭 1.256 Kg 641 ppm 252 ppm |
10頭 99頭 1.387 Kg 1,225 ppm 458 ppm |
表7第三項為兩群仔豬出生時之平均體重，螯合鐵給與群之仔豬較對照組重10％。此為在胎兒保有之鐵不充分之情況下，給與母豬螯合鐵時，由表5、6、7推測，由於在蛋白質之生成上，鐵之非血質(heme)，有促進胎兒成長之功能。在義大利以460頭仔豬為對象之研究，亦有同樣之發現。在此試驗，試驗群的母豬，在分娩預定28日前開始每日給與鐵350毫克，由出生至離乳之兩群子豬的平均體重列如表8所示，對照群是以dextran鐵注射。
表八 母 豬 飼 料 供 給 胺 基 酸 螯 合 鐵 對 仔 豬 發 育 之 影 響
對照區(仔豬注射鐵) |
螯 合 鐵 區 |
增減比率(以對照區為100) |
|
| 出生時 2週齡 5週齡 8週齡 |
1.30 kg 4.33 9.44 11.77 |
1.40 kg 4.70 9.79 12.13 |
108 109 104 103 |
(僅活仔豬比較)
出生時體重較大有2大優點。第一之優點如表8所示，從出生到離乳，試驗區之仔豬體重較對照區為重，此為表示仔豬營養攝取較佳之結果。由於胎兒之營養不足或無法利用致營養不良，而延緩了細胞分裂及細胞之增大，並使胎盤及胎兒之成長低下。在如此之子宮環境內發育之仔豬，出生後亦連帶保有此種缺陷的細胞。Widdowson之研究在愛荷華州證實，此研究發現，出生時差454(1磅)的話，離乳時差3,532克(7.78磅)。
螯合鐵對胎兒之營養攝取，顯示優良之利用性與代謝性，此對市場之影響如何？將於另外之研究確認。1群母豬以2.27kg／908kg飼料(0.25％)比例之螯合鐵，在妊娠後期之3週齡之授乳期間中連續給與。於表9說明投與螯合鐵群與投與同量之無機鐵群仔豬出生時之體重差。螯合鐵給與群不僅出生時體重較大，上市體重亦較大。
表九 母豬飼料供給胺基酸螯合鐵對仔豬及肉豬發育之影響
對 照 區 |
母 豬 螯 合 鐵 給 與 區 |
發 育 比 率 (比對照區為100) |
|
出生時平均體重 4週齡時平均體重 9週齡時平均體重 5.5個月齡時平均體重 |
1.34 kg 6.54 20.97 94.66 |
1.43 kg 6.81 22.11 99.74 |
107 104 105 105 |
表十 出生時體重與生存率之關係(愛荷華州立大學)
生時體重 |
仔 豬 數 |
(關係母豬比率) |
生 存 率 |
907克以下 908∼1,089 1,090∼1,315 1,316∼1,542 1,543∼1,769 1,770以上 |
1,035頭 2,367頭 4,197頭 5,012頭 3,268頭 1,734頭 |
( 6％) ( 13％) ( 24％) ( 29％) ( 19％) ( 10％) |
42％ 68％ 75％ 82％ 86％ 88％ |
計 |
17,613頭 |
(100％) |
77％ |
出生體重較大之第2優點為出生時體重較大之仔豬斃死率較低。1948年愛荷華立大學以數胎仔豬為對象進行研究，結果列如表10所示，顯示生存率與仔豬出生體重有直接關係。
此研究確認於妊娠中給與胜𡌅蛋白鐵之母豬所生之體重大之仔豬，生命力增加。表11顯示，由於胎兒攝取鐵，致出生時體重較大，其離乳體重較大，且死亡率亦低。
表十一 鐵 的 補 給 對 仔 豬 之 影 響
| 對 照 區 | 仔豬鐵注射區 | 母豬螯合鐵給與區 | |
出生仔豬數 出生體重 離乳頭數 離乳率 離乳時平均體重(37日齡) 至離乳之增體量 |
144頭 1,297g 115頭 79.9％ 6.70kg 5.43kg |
285頭 1,279g 233頭 81.7％ 7.50kg 6.13kg |
168頭 1,356g 157頭 93.5％ 7.91kg 7.39kg |
其他，在丹麥及英國所進行之研究與表12、13所示之研究等，亦發現由給與螯合鐵之母豬所生產的仔豬之死亡率較低。此處所顯示之資料均為有意義之例子。另外也有例外的因素，如傳染病之有無。
表十二 母 豬 飼 料 供 給 螯 合 鐵 對 仔 豬 育 成 率 之 影 響
調 查 日 齡 |
對 照 區 |
母豬螯合鐵給與區 |
改 善 差 |
＜Esrogard農場＞ 1∼ 3日齡 3∼49日齡 0∼49日齡 |
(105頭) 93.91％ 88.89％ 83.48％ |
(111頭) 97.35％ 95.45％ 92.92％ |
－3.44％ －6.56％ －9.44％ |
＜M∮11ea∮j農場＞ 1∼ 3日齡 3∼49日齡 0∼49日齡 |
(73頭) 93.59％ 91.18％ 85.90％ |
(87頭) 97.75％ 96.55％ 94.38％ |
－4.16％ －5.37％ －8.48％ |
表十三 母豬飼料供給螯合鐵對改善生產仔數比率之影響
對 照 區 |
母豬飼料螯合鐵給與區 |
|
母豬數 一胎平均總產仔數 一胎平均活仔數 (活仔數比率) |
35頭 11.20頭 9.89頭 88.3 ％ |
35頭 11.92頭 10.9頭 91.4 ％ |
依Beisel報告，全身性感染時之營養學反應呈多層次，包括體細胞之主代謝徑路。感染疾病時，鐵由血漿中除去，以血鐵質(hemosiderin)之形態蓄積於肝細胞內。只要感染持續存在，則鐵只是貯藏鐵之形態攝入，血紅素或蛋白質或兩者都無法合成。甚至治療用之鐵亦被貯藏而無法發揮代謝機能。結果造成蛋白質之合成遲延，致呈現成長之成長不良，甚而貧血。
由德國之試驗，表14可明顯的發現此現象。螯合鐵給與群之出生體重較對照群為大，但育成率與離乳時體重兩群間均幾乎相同。乍看之下，螯合鐵對仔豬並無效果。實際上是相反，應注意的是出生時體重較大，這說明了螯合鐵對胎兒之營養代謝扮演正面之功能，因此螯合鐵區之仔豬出生時較重。生後數週間為了蛋白合成，其鐵需要量非常高。由以上之調查，顯示在體內保有僅夠供促進生長之鐵。很遺憾的是兩群豬均發生疾病。
表十四 仔 豬 疾 病 時 之 鐵 給 與 例 (德 國)
| 對 照 區 | 螯合鐵給與區 | |
母豬數 總出生仔豬數(一頭母豬) 分娩時斃死仔豬數(一頭母豬) 出生時平均仔豬體重 離乳頭數(一頭母豬) 離乳時育成率(總出生仔豬之百分率) 離乳時體重(21∼25日) |
51頭 492頭(9.647) 38頭(0.745) 1.385 kg 420頭(8.235) 85.37％ 7.060 kg |
54頭 534頭(9.889) 36頭(0.667) 1.402 kg 456頭(8.444) 85.39％ 7.112 kg |
常常遭遇之第2問題為鐵之血紅素或血質(heme)機能，其功能之測定容易，但易調動。我們所感興趣的是在對胎兒及新生豬之營養上，螯合鐵的機能而並非血質機能。不考慮貧血，在許多場合，由於胎兒攝取螯合鐵，而防止新生豬之貧血，但有時候無法防止，許多都因疾病、營養狀態、管理等不因而有諸多差異。因此鐵效果之指標應以體重及死亡率(育成率)為指標。
Albion所製造之螯合鐵劑之代謝功能為非血質(heme)之功能。亦即鐵是動物生長所需蛋白質生成基礎之嘌呤合成很重要之元素。由於飼料中缺鐵或飼料中鐵無法利用，鐵之吸收不充分之情況時，則生長延遲，飼料效率低下。如螯合鐵與其他必須營養素合併給與時，如南伊利諾大學之研究結果(表15)顯示，由於體重增加迅速，可達最佳飼料效率。
此研究由於是在仔豬體重平均8.981kg時開始，很明顯的，出生時仔豬之營養狀態並未考慮。但此研究與前述僅列出之良好資料有類似之點。由前回之放射性物質及病理學的資料，豬給與螯合鐵時，鐵的代謝增加。此種鐵進入胎盤成為胎兒組織內鐵的一部分。如表7所示，其中一部分很明顯的被利用作為胎兒之生長及發育，不過很多是為了於出生後之利用而加以貯藏。此種貯藏之鐵，於出生後數日間被利用於蛋白合成與生長。母豬未給與螯合鐵時，在仔豬生後數日間，由於仔豬無充分之鐵可利用，縱使注射dextran鐵，生長與飼料效率也不佳。
表十五 子 豬 補 給 螯 合 鐵 (胺 基 酸 、 胜 𡌅) 之 成 績
對 照 組 |
螯合鐵給與組 |
改善比率(以對照組為100) |
|
(最初之21日) 體重增加／頭(飼料要求率) (其次之21日) 體重增加／頭(飼料要求率) (42日合計) 體重增加／頭(飼料要求率) |
6.305kg(1.74) 10.519kg(2.28) 16.824kg(2.07) |
7.439kg(1.66) 11.884kg(2.15) 19.323kg(1.91) |
118 113 115 |
※試驗為自仔豬平均體重8.981kg時開始。
簡要說明，即鐵的非血質(heme)機能改善胎兒及出生仔豬之飼料效率，提高生長速率，間接的有助於降低死亡率。在豬飼料中補足生物學上可利用之胺基酸(胜𡌅)螯合鐵，而其他條件完全相同時，只要注意疾病之預防及營養與管理，則養豬業者可獲得更多之利益。
(裕元公司資料提供)
飼料營養雜誌(37~47)
92年．第六期─許振忠譯
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