資化硒酵母對肉雞及豬之安全性試驗
前言
在最近之醫學及獸醫學領域，生體之活性酵素意義成為話題，在細胞內之複雜代謝過程中，所生成之反應性強之活性酵素，可以說是對生體會導致利益(白血球之殺菌作用等)及不利益之兩極效果。不利益面是，尤其生體成分中之脂質，因易受活性酵素引起過氧化障礙，構成細胞生體膜之磷脂質主成分之高度不飽和脂肪酸，氧化生成之過氧化脂質，會招致生體膜之變性、破壞，其結果，成老化或臟器障礙之原因。在生體內有去除這種有害性之活性酵素，防禦生體之抗氧化機構，尤其在成問題之脂質抗氧化作用，尤其在成問題之脂質抗氧化作用，以硒為主要構成成分之GSH-Px(glutathioneper oxidase及α-tocopherol)較重要。
必需微量元素之硒，除為GSH-Px之構成成分之外，會與有害重金屬之鎘或汞成不溶性結合體，減輕金屬毒性作用或抑制致癌作用等。
另，尤其在日本因有酸性土壤緣故，所生產飼料之硒含量不足，引起家畜之硒缺乏症，導致子牛、子綿羊、子馬之白筋症(營養性肌病Myopath)，子牛之發育不良、虛弱，成牛之胎盤停滯，部份之繁殖障礙，乳房炎之發生，今後亦必需檢討與豬之桑樹心臟(Mulberry heart)病，雞之營養性素質，產蛋及孵化率之降低等之關連等，添加硒於家畜飼料中，遽然受到注目。
在歐美被廣泛認識，添加飼料硒之有效性，在美國承認添加無機硒0.3ppm於飼料，但在日本，由於無機硒為物之理由，不允許添加於飼料。
由於微生物會攝入培養基中之各種礦物質，嘗試利用酵母攝入硒之結果，已確立菌體內蛋白中含有高濃度高分子有機化硒(幾乎以Selenomethionine存在)之資化硒酵母之新的生產法。
以此硒酵母與無機硒之亞硒酸鈉，經日投與鼠，作急性毒性比較試驗，硒酵母之LD50值為22.5mg／kg(換算硒)以上，亞硒酸鈉為3.04mg／kg(換算硒)以下，判明資化硒酵母之毒性，比無機硒較減輕。
本研究為利用肉雞及豬，以資化硒酵母為對象，實施安全性試驗。
一、試驗材料及方法
1. 被驗物質
•資化硒酵母(商品名：Toyo酵母，旭化成工業股份有限公司製)，約含有1000ppm硒。
•亞硒酸鈉(和光紙藥製)
2. 試驗區之設定
設置不添加硒酵母之基礎飼料(表1及表2)給與區，及基礎飼料添加硒酵母之硒1.0ppm、5.0ppm、10ppm及20ppm區，添加亞硒酸鈉之硒10ppm飼料給與區，共6區(表3)。
表1. 雞用基礎飼料之配合比率(％)
| 原材料之區分 | 原材料名 | 配合比率 | |
| 肥育前期用 | 肥育後期用 | ||
| 穀類
植物性油渣類 動物性飼料
其他
飼料添加物
|
黃玉米 粟 黃豆粕 魚粉(CP 65％) 黃油脂 苜蓿 碳酸鈣 磷酸氫鈣 食鹽 微量無機物預混物(1) 維生素預混物(2) 離胺酸(3) 甲硫胺酸(4) 抗球蟲劑(5) |
63.65
23 9
3.6
0.1 0.2 0.15 0.25 0.05 |
70.25
18 7
3.7
0.1 0.2 0.2 0.2 0.05 |
計 |
100 | 100 | |
ME(Mcal／kg)(6) CP(％)(6) Ca(％)(6) P(％)6 |
3.05 21.6 0.84 0.64 |
3.14 17.9 0.82 0.56 |
|
(註)： 1. 1 kg中有Mn 80g，Fe 6g，Cu 0.6g，I 1g 2. 1 kg中有維生素A 500萬IU，維生素D 100萬IU，維生素E 10g，維生素K 1g，thiamine 1g，riboflavin 4g，泛酸15g，菸鹼酸30g，pyridoxin 2g，生物素100mg，葉酸500mg，膽鹼250g，鈷5mg 3. 98.5％製劑 4. 99.0％製劑 5. Amprolium 2.5％ etovabate 1.6％ 6. 計算值 |
|||
表2. 豬用基礎飼料之配合比率(％)
| 原材料之區分 | 原材料名 | 配合比率 |
| 穀類 植物性油渣類 動物性飼料 糟糠類
其他
飼料添加物
|
黃色玉米 黃豆粕 魚粉(CP 65％) 脫脂米糠 麥糠 苜蓿 碳酸鈣 鹽酸L-離胺酸 磷酸氫鈣 食鹽 微量無機物預混物(1) 維生素預混物(2) |
63.6 7.0 5.5 14.0
4.7
0.05 0.15 |
計 |
100 | |
ME(Mcal／kg)(3) CP(％)(3) Ca(％)(3) P(％)(3) |
15.5 23.0 0.85 0.66 |
|
| 註： 1. 1kg中含有Mn 50g，Fe 50g，Cu 10g，Zn 60g，I 1g 2. 1kg中含有維生素A 1000萬IU，維生素D 200萬IU，維生素E 10g，thiamine 1g，riboflavin 7g，pyridoxin 0.5g，菸鹼酸6g，泛酸10.9g，膽鹼57.6g 3. 計算值 |
||
表3. 試驗區分
| 區分 | 硒添加量(ppm) | 供試頭數 | |
| 肉雞 | 豬 | ||
| 對照區 硒酵母添加1.0ppm區 硒酵母添加5.0ppm區 硒酵母添加10ppm區 硒酵母添加20ppm區 添加亞硒酸鈉10ppm區 |
─ 1.0 5.0 10.0 20.0 10.0 |
12(雄6，雌6) 12(雄6，雌6) 12(雄6，雌6) 12(雄6，雌6) 12(雄6，雌6) 12(雄6，雌6) |
4(去勢雄2，雌2) 4(去勢雄2，雌2) 4(去勢雄2，雌2) 4(去勢雄2，雌2) 4(去勢雄2，雌2) 2(去勢雄1，雌1) |
3. 供試動物
雞：雌、雄各來自長野縣之小松種雞場，所生產之肉雞專用種(Arbor Acres)初生雛50隻，各選拔體重近似之個體36隻供試，供試雞區分成各區之平均體重大致均等之12隻(雌、雄各6隻)，自給餌開始飼育8週。
又，設給餌開始至4週齡使用肥育前期用飼料，5~8週齡使用肥育後期用飼料。
豬：供試玉川畜產中心(福島縣石川郡玉川村)所生產之約2個月齡(約20kg體重)之LW.D子豬22頭(去勢雄、雌各11頭)。預備飼育後，分成供試豬各區之平均體重大致均等之4頭(去勢雄、雌各2頭)，飼育8週，但亞硒酸鈉添加區為2頭(去勢雄、雌各1頭)。
4. 飼養管理
實驗試驗場所：旭化成工業股份有限公司，中山實驗動物舍。
雞：供試雛自給餌開始至3週收容於電熱給溫式育雛器，以後收容於每區設置於開放型雞舍之平飼裝置(1×1.8M)群飼。使自由攝取飼料及飲水，自然照明，供試雞導入前，先行接種馬立克氏病及雞痘疫苗。
豬：利用1.5M×2.5M之塑膠床之豬籠豬房(床高45cm)並列之開放型豬舍，利用鄰接之5豬房，每區群飼。
5. 檢查項目
每週測定一次體重及飼料攝取量，求出增體重及飼料要求率，每日觀察臨床所見之活力、食慾、外觀等之一般狀態。給與終了後(8週後)，全頭放血宰殺，豬各區1頭(去勢雄)，肉雞為各區2隻(雌、雄各1)合併，依螢光分光光度法分析肝、腎及肌肉之硒濃度，以迴歸分散分析，調查與飼料中之硒含量之關係。又測定toyocob 10ppm區及亞硒酸鈉10ppm區之血清硒濃度。又，就對照區，亞硒酸鈉10ppm區及toyocob 20ppm區，實施血液生化學檢查(表4)，再對對照區及toyocob 20ppm區，測定心臟、肺、肝臟及脾臟之絕對重量，求出相對重量，同時在臟器重量測定部位及剖檢所見發現異常部位，實施病理組織學檢查。
表4. 血液學的、血液生化學的檢查項目及方法
| 檢查項目 | 方法 | 雞 | 豬 |
| 紅血球數(RBC) 白血球數(WBC) 血紅蛋白(Hb) 血球容積值 |
自動血液檢查裝置 (Coulter Counter ZF， Coulter electronic公司製) |
○ ○* ○ ○ |
○ ○ ○ ○ |
| GOT GPT ALP 尿酸 BVN 總膽固醇 LDH 白蛋白 球蛋白 |
臨床生化學檢查裝置 (RaBA Hi-Super，中外製藥 公限公司製) |
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
|
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
|
| A／G | 計算值 | ○ | ○ |
| 註：○為實施，*間接法 | |||
6. 統計學之檢討
增體量為全區(但豬之亞硒酸鈉10ppm區除外)，血液生化學檢查為對照區，硒酵母20ppm區及亞硒酸鈉10ppm區，臟器重量為對照區及硒酵母20ppm區，依Student之t檢定，行統計解析。
二、結果
1. 供試飼料中之硒含有量
表5示出供試飼料中之硒含有量，在基礎飼料，肉雞之肥育前期用飼料，含有0.30ppm硒，後期用含有0.50ppm，在豬飼料含有0.40ppm。
表5. 供試飼料之硒含有量(ppm)
| 區分 | 肉雞用飼料 | 豬用飼料 | |
| 肥育前期用飼料 | 肥育後期用飼料 | ||
| 對照區 添加硒酵母1.0ppm區 添加硒酵母5.0ppm區 添加硒酵母10ppm區 添加硒酵母20ppm區 添加亞硒酸鈉10ppm區 |
0.30 1.30(100) 5.30(100) 10.50(102) 21.50(106) 10.90(106) |
0.50 1.60(110) 5.60(102) 10.50(102) 20.70(101) 10.60(103) |
0.40 1.45(105) 4.75(87) 11.9(115) 21.1(104) 11.6(112) |
| 註：( )內除去基礎飼料之硒，對設定值之檢出量(％) | |||
2. 肉雞
表6示出肉雞之增體量、飼料攝取量及飼料要求率。在硒酵母5ppm以下之各區，任何時期均顯示順調之增體量，有較優於對照區之傾向，尤其在肥育前期，可見發育促進效果。但硒酵母10ppm之肥育後期之增體量，有略劣於對照區之傾向。另，亞硒酸鈉10ppm區在任一之肥育前期及肥育後期之增體量，均顯著較劣於對照區及硒酵母添加全區，可見飼料攝取量降低，飼料要求率較劣之傾向。
表6. 肉雞之飼養試驗成績
| 期間 | 區分 | 增體量(g／隻) | 飼料攝取量(g／隻) | 飼料要求率 |
| 肥 育 前 期 |
對照區 添加硒酵母1.0ppm區 添加硒酵母5.0ppm區 添加硒酵母10ppm區 添加硒酵母20ppm區 添加亞硒酸鈉10ppm區 |
960(100)a 1027(107)ab 1092(114)b 996(104)a 825(86)c 702(73)d |
1593(100) 1662(104) 1740(109) 1606(101) 1366(86) 1347(85) |
1.66(100) 1.62(98) 1.59(96) 1.61(97) 1.66(100) 1.92(116) |
| 肥 育 後 期 |
對照區 添加硒酵母1.0ppm區 添加硒酵母5.0ppm區 添加硒酵母10ppm區 添加硒酵母20ppm區 添加亞硒酸鈉10ppm區 |
2032(100)a 2041(100)a 2008(99)a 1661(81)b 1664(82)b 1247(61)c |
4950(100) 5251(106) 5191(105) 4377(88) 4197(85) 3791(77) |
2.44(100) 2.57(105) 2.59(105) 2.64(108) 2.52(103) 3.04(125) |
| 全 期 間 |
對照區 添加硒酵母1.0ppm區 添加硒酵母5.0ppm區 添加硒酵母10ppm區 添加硒酵母20ppm區 添加亞硒酸鈉10ppm區 |
2992(100)ab 3068(103)a 3100(104)a 2657(89)b 2489(83)bc 1949(65)d |
6543(100) 6913(106) 6931(106) 5983(91) 5563(85) 5138(79) |
2.19(100) 2.25(103) 2.24(102) 2.25(103) 2.24(102) 2.64(121) |
| 註：1. ( )內容以對照區、100時之指數 2. a,b符號間有p＜0.05之顯著差 |
||||
在臨床所見，所有區均不見試驗期間有異常，但，硒酵母10ppm區及亞硒酸鈉10ppm區，各別發生1隻之斃死。判斷這由來自肉雞育成時，極常見之腳弱或急死症候群。
表7示出，試驗終了時之肌肉、肝臟、腎臟及血清之硒含量，在任何部位顯示，資化硒酵母添加區，對應其硒添加量，有硒含有量增加之傾向，在迴歸分散分析，可成立下列之直線迴歸式：
肌肉：Y＝0.2461x＋0.1635
肝臟：Y＝0.4023x＋0.8838
腎臟：Y＝0.3540x＋0.5041
表7. 臟器內硒濃度(給與8週後)
| 區分 | 肉雞 | 豬 | ||||||
| 肌肉 (ppm) |
肝臟 (ppm) |
腎臟 (ppm) |
血清 (μg／ml) |
肌肉 (ppm) |
肝臟 (ppm) |
腎臟 (ppm) |
血清 (μg／ml) |
|
| 對照區 添加硒酵母1.0ppm區 添加硒酵母5.0ppm區 添加硒酵母10ppm區 添加硒酵母20ppm區 添加亞硒酸鈉10ppm區 |
0.22 0.53 1.58 2.70 5.36 0.39 |
0.78 1.27 3.47 5.41 9.14 4.14 |
0.84 1.10 2.52 2.56 8.27 3.42 |
- - - 0.80 - 0.38 |
0.27 0.56 1.52 2.66 5.36 0.40 |
0.67 0.96 2.90 5.50 9.14 4.78 |
1.55 2.27 3.32 4.21 8.27 3.69 |
- - - 0.96 - 0.19 |
又比較同樣硒添加量之硒酵母10ppm區與亞硒酸鈉10ppm區時，肝臟及腎臟雖不見顯著差異，但肌肉及血清之硒含有量，顯示硒酵母區較高值。
在血液生化學檢查，雌、雄之任何項目，顯示雞之正當值範圍內，不見起因於硒給與引起之變化。
表8示出硒酵母20ppm添加區及對照區之臟器絕對重量及相對重量。在絕對重量，公之硒酵母20ppm區之心臟及脾臟，顯著比對照區較輕，在相對重量，硒酵母20ppm區之公之肝臟，母之腎臟，有比對照區較重之傾向，可見顯著差。在其他臟器，兩區間之絕對重量及相對重量，沒有顯著差。又在對照區及硒酵母20ppm區之供試雞，實施之剖檢所見，沒有發現起因於硒之異常所見，在病理組織學檢查，硒酵母20ppm區之肝臟，可見肝細胞之單細胞壞死，在腎臟，可見尿細管上皮細胞之空胞變性。
表8. 臟器重量(肉雞)
| 臟器 | 項目 | 雄 | 雌 | ||
| 對照區 | 添加硒酵母 20ppm區 |
對照區 | 添加硒酵母 20ppm區 |
||
| 心 臟 |
絕對重量 相對重量 |
14.8±1.12* 0.439±0.045 |
11.9±1.54 0.446±0.046 |
1.03±1.83 0.380±0.046 |
9.5±0.89 0.421±0.042 |
| 肺 | 絕對重量 相對重量 |
13.5±2.30 0.379±0.065 |
10.7±2.22 0.400±0.062 |
9.4±0.99 0.347±0.032 |
8.9±0.79 0.396±0.046 |
| 肝 臟 |
絕對重量 相對重量 |
65.9±2.78 1.950±0.113* |
65.6±3.85 2.492±0.432 |
55.4±7.80 2.051±0.252 |
53.9±6.75 2.386±0.283 |
| 腎 臟 |
絕對重量 相對重量 |
22.6±3.24 0.667±0.076 |
20.2±3.23 0.760±0.120 |
19.3±2.27 0.714±0.054* |
20.1±1.83 0.892±0.106 |
| 脾 臟 |
絕對重量 相對重量 |
5.7±0.73* 0.170±0.025 |
4.2±1.12 0.158±0.042 |
4.8±1.15 0.181±0.053 |
3.9±1.40 0.175±0.064 |
| 註：1. 各5隻之平均值±標準偏差 2. *＜0.05之顯著差 |
|||||
3. 豬
表9示出豬之增體量、飼料攝取量及飼料要求率。硒酵母10ppm區以下之各區，雖增體量沒有顯著差異，但較優於對照區，飼料要求率亦有較優之傾向。
表9. 豬之飼養試驗成績
| 區分 | 增體量 (kg／頭) |
飼料攝取量 (kg／頭) |
飼料要求率 |
| 對照區 添加硒酵母1.0ppm區 添加硒酵母5.0ppm區 添加硒酵母10ppm區 添加硒酵母20ppm區 添加亞硒酸鈉10ppm區 |
39.3(100) 46.3(118) 42.8(109) 41.5(106) 34.0(87) 40.0(102) |
109.6(100) 121.2(111) 108.2(99) 109.4(100) 85.0(78) 97.7(89) |
2.80(100) 2.63(94) 2.53(90) 2.64(94) 2.50(89) 2.44(87) |
| 註：( )內為以對照區為100時之指數 *為2之平均 |
|||
在臨床所見，硒酵母10ppm以下之各區，在試驗期間中，雖不見應特別記載之異常，但在硒酵母20ppm區，供試豬4頭中有2頭，在亞硒酸鈉10ppm區有全頭，自試驗開始後2週，全體像發紅，被毛粗糙，自第3週可見脫毛。但自第7週之際顯示恢復傾向，可見發毛。又，硒酵母20ppm區之1頭，自第3週起，有左後肢之蹄冠部出血，此狀態持續到試驗終了時，此1頭之增體量為硒酵母20ppm區豬中之最劣者，成降低增體量之主因。表7示出，試驗終了時之肌肉、肝臟、腎臟及血清之硒含有量，在任何部位，硒酵母添加區，對應硒添加量，有硒含有量增加之傾向，以迴歸分散分析，成立如下之直線迴歸式：
肌肉：Y＝0.2396x＋0.1366
肝臟：Y＝0.4091x＋0.5940
腎臟：Y＝0.2983x＋1.5617
又在同硒添加量之硒酵母10ppm區與亞硒酸鈉10ppm區相較時，雖肝臟及腎臟不見顯著差，但在肌肉及血清，硒酵母區有同於肉雞之顯著較高值。
在血液生化學檢查，任何項目均在豬之正常值範圍內，不見起因於硒給與之異常變化。
表10示出，硒酵母20ppm添加區及對照區之臟器絕對重量及相對重量。硒酵母20ppm區之肺絕對重量，顯著較低於對照區，但相對重量不見顯著差。又在其他臟器，兩區間之絕對重量、相對重量，不見顯著差異。
表10. 臟器重量(豬)
| 臟器 | 項目 | 對照區 | 添加硒酵母20ppm區 |
| 心臟 | 絕對重量 相對重量 |
271.9±22.84 0.447±0.048 |
251.6±47.95 0.454±0.038 |
| 肺 | 絕對重量 相對重量 |
624.3±115.73* 1.033±0.256 |
402.1±78.44 0.730±0.113 |
| 肝臟 | 絕對重量 相對重量 |
1225.9±91.79 2.013±0.17 |
1140.3±206.09 2.063±0.186 |
| 腎臟 | 絕對重量 相對重量 |
266.2±16.77 0.437±0.023 |
236.3±32.08 0.429±0.030 |
| 脾臟 | 絕對重量 相對重量 |
108.7±20.00 0.178±0.027 |
79.9±19.34 0.145±0.026 |
| 註：1. 各4頭平均值±標準差 2. *有p＜0.05之顯著差 |
|||
在對照區及硒酵母20ppm區所實施之剖檢所見及病理組織學檢查，不見起因於硒給與之異常所見。
家畜之硒中毒，知道有旋迴病及鹼病，前者以急性中毒，食慾不振，體重減少，旋迴步行為其特徵；後者以慢性中毒，全身脫毛及蹄變形、脫落為其特徵。實驗上，多量連續給與硒時，豬會顯示脫毛、蹄變形、脫落；雞會發生飼料攝取減少、發育不良、產蛋率降低。在本次之試驗，以添加資化硒酵母之硒1.0ppm、5.0ppm、10ppm及20ppm四種濃度之飼料，添加亞硒酸鈉之硒10ppm之飼料，及以無添加硒之飼料作對照，給與肉雞及豬，連續8週，調查硒之安全性。
其結果，在肉雞，外觀上，資化硒酵母之各區之增體量，不遜於對照區。尤其在硒酵母5ppm以下之各區，特別是肥育前期，比對照區，有顯著增體促進效果。另，亞硒酸鈉10ppm區之增體量，顯著較劣於硒酵母區，有飼料攝取量降低，飼料要求率較劣之傾向。
在豬，任何區均與對照區之增體量，沒有顯著差，但硒酵母10ppm以下之區之增體量及飼料要求率，較優於對照區。在硒酵母20ppm區及亞硒酸鈉10ppm區，可見明顯之全身脫毛，但在血液生化學檢查及剖檢所見等，不見起因於硒給與之影響。
又，給與終了後之臟器內硒濃度，是對應硒酵母給與量上昇，再比較硒酵母與亞硒酸鈉區時，在肉雞及豬之肝臟及腎茂，均不見顯著差異，在肌肉及血清，以硒酵母區顯著較高值。此點啟示，依給與之硒化學形態或體內動態，發現毒性或生體內之硒有效利用下，亦會有差異。
本次試驗之資化硒酵母，發現增體降低或中毒症狀之添加濃度，肉雞及豬均為20ppm硒，相當較高於日本飼料標準，且以20ppm硒，給與產蛋雞8週之結果，亦有產蛋率、孵化率與對照區相較沒有任何變化之成績。因此，考量美國對家禽飼料之無機硒添加量上限0.3ppm時，可見資化硒酵母之安全性較高。
飼料營養雜誌(p.4∼15)─陳厚基、九六年十二期