维生素与动物营养(二)

Ⅱ．维生素各论

一、维生素A

        维生素A又称视黄醇(retinol)、抗乾眼醇(axerophthol)、保护上皮组织的维生素、抗感染维生素及生长维生素，严格来讲是一种醇。

1.天然来源与生物可利用性

        在自然界中维生素A含量最高的是某些鱼肝油(鳕鱼、鲨鱼)、动物的肝、蛋黄，肉及奶含量亦丰。存在於哺乳类及海水鱼中的是维生素A₁，维生素A₂比前者在β－ionone环上多了一个双键，又称3－dehydro-retinol，其生物活性仅为维生素A₁的30～40％左右，存在於淡水鱼中，一般所称为维生素A者为A₁。

        其他的饲料原料中实际上不含有维生素A，某些植物类饲料，如黄色玉米及各种青饲料作物含有维生素A原(β－胡萝卜素)。动物只有在放牧或用青饲料作物喂饲时，才能吸收天然饲料中的胡萝卜素；至於乾草和青贮料中的胡萝卜素，所剩无几，不必考虑。

2.物理化学性质

        构造式

        醋酸酯R＝COCH₃

        棕榈酸酯R＝CO(CH₂)₁₄CH₃

        从其结构式中表明，在理论上维生素A可能有16个同份异构物，其中六个已经知道。然而，只有两个异构物有实际重要性，即有最高生物活性(100％)的全反式维生素A(all-tnans vit. A)；以及又称新维生素A的13－顺式异构物，其相对生物活性为75％。天然维生素A制剂通常约含三分之一新维生素A，而良好的合成品中的含量几乎为零。

        实验式     醋  酸  酯：C₂₂H₃₂O₂

                        棕榈酸酯：C₃₆H₆₀O₂

        分子量     醋  酸  酯：328.5

                        棕榈酸酯：524.9

        外     观    醋酸酯：鲜黄色结晶粉末。

                        棕榈酸酯：黄色油状或结晶团块。

        稳定性

        维生素A醇及其酯类对光、紫外线及氧很敏感，很容易受破坏；所以商品都外覆有淀粉，内含有明胶作为保护基质，并添加有抗氧化剂以加强其稳定性。此外，酸、微量元素及温度都会加速其分解。所以维生素A须贮存於密闭不透光的容器中，并充以惰性气体；储放於阴凉乾燥之环境；开封後应尽速用完，以免力价降低。

3.生物单位

        1国际单位(IU)

        ＝0.3微克(μg)     维生素A醇

        ＝0.344微克          维生素A醋酸酯

        ＝0.566微克         维生素A棕榈酸酯

        ＝0.358微克         维生素A丙酸酯

        ＝1美国药典(USP)单位

        ＝0.6微克             β－胡萝卜素

4.生理功能

        (1)、生化合成视色素，维持正常视力。

        (2)、促进皮肤和黏膜的发育和再生，有保护皮肤和黏膜的作用。

        (3)、促进动物体和骨骼的生长。

        (4)、增进健康、提高繁殖力。

        (5)、增加对传染病和寄生 感染的抗病力。

        (6)、促进免疫球蛋白的产生，增进免疫反应。

        (7)、调节碳水化合物、蛋白质和脂肪的代谢。

        (8)、维持溶菌体的稳定性。

5.缺乏症状

        (1)、一般缺乏症状：

        食欲降低，生物缓慢，甚或停滞；皮肤和黏膜发生病变(角化)或功能障碍；不孕、死胎、繁殖力降低；容易感染疾病；乾眼症、视神经收缩、夜盲症。

        (2)、特殊缺乏症状：

        猪：初生仔猪衰弱或死亡、畸形，脊椎前弯，共济失调，後肢麻痹，繁殖障碍。

        家禽：羽毛松散零乱，口腔及食道表皮组织角质化，眼及鼻孔有水漾排出物，眼脸常黏在一起；肾脏有尿酸盐沉积，产蛋率、孵化率降低，死亡率增加。

二、β－胡萝卜素

        胡萝卜素之化学构造与维生素A极相似，带有二个β－ionone环，从中切半成二分子维生素A。而胡萝卜素在动物体内也确实能转化成维生素A，所以又称维生素A源，最重要的维生素A原是β－胡萝卜素。

1.天然存在和转化

        植物类饲料特别是青饲料所含的β－胡萝卜素数量差异很大。视其收割季节、枯萎程度、保存方法以及贮存期长短，胡萝素的含量经过三到四个月後，一般都降到收割时的30％以下。在含量降低的过程中，β－胡萝卜素的构造也已转变成生物效价较低的胡萝卜素。

        β－胡萝卜素的吸收和转化受肥料(钾盐、硝酸盐)、施肥量及保存方法的影响。

2.物理化学性质

        构造式

        实验式     C₄₀H₅₆

        分子量     536.9

        外     观    红棕色至深紫色结晶粉末。

        稳定性     像维生素A一样，胡萝卜素对光、氧和酸敏感，故必须保存在密闭不透光的容器中，并充以惰性气体(如氮)。

3.生物单位

        1mg β－carotene＝1667 I.U vit. A 家禽，老鼠

                                     ＝553 I.U vit. A 猪

                                     ＝400 I.U vit. A 牛

4.生理功能

        (1)、作为维生素A原。

        (2)、参与动情素的合成，能改善家畜的受胎率；缩短母猪离乳至首次发情的间距。

        (3)、细胞内抗氧化剂。

5.缺乏症状

        (1)、与维生素A缺乏症状相似。

        (2)、发情不明显。

        (3)、排卵延迟。

        (4)、繁殖力降低。

        (5)、胚胎死亡、早期流产。

        (6)、幼畜抵抗力低、容易感染疾病。

三、维生素D

        维生素D又称抗佝偻病维生素，以多种形式存在。其中两个最重要的是维生素D₂(麦角钙化固醇)和维生素D₃(胆钙化固醇)，这些化合物分别是由紫外线辐射植物的麦角固醇及动物的7－脱氢胆固醇形成的。

1.天然来源与物物可利用性

        天然维生素D只存在於为数极少的饲料中，如全脂奶粉、鱼肝油和阳光晒乾的青饲料。虽然维生素D₃可经阳光直接照射在动物体内形成，但紫外线不能穿过玻璃，故舍饲动物较不易获得适量照射而得到维生素D。

        由於天然存在的维生素D不多，因此在估算需要量时不应把它计算在内。

2.物理化学性质

        构造式

        维生素D₂．维生素D₃

        实验式     维生素D₂：C₂₈H₄₄O

                        维生素D₃：C₂₇H₄₄O

        分子量     维生素D₂：396.7

                        维生素D₃：384.6

        外     观    白色至带黄色的结晶粉末。

        稳定性     维生素D₂和D₃遇光、氧和酸会迅速被破坏，故需要类似维生素A的处理，以确保其稳定性。

3.生物单位

        1国际单位(IU)＝0.025微克维生素D₂

                                ＝0.025微克维生素D₃

                                ＝1美国药典(USP)单位

        维生素D₃对所有动物均有相同的活性，而维生素D₂对家畜与维生素D₃具相同效力，但在家禽的效力只有维生素D₃的1／35，所以在实际应用上，主要以维生素D₃为主。

4.生理功能

        (1)、正常生长、骨骼发育所必需。

        (2)、调节钙与磷的代谢，特别是促进小肠对钙与磷的吸收。

        (3)、调节肾脏对钙与磷的排泄。

        (4)、控制骨骼中钙与磷的贮存，改进骨骼中钙与磷的转化率。

5.缺乏症状

        (1)、一般缺乏症状

        钙与磷的代谢功能紊乱，生长、骨骼钙化受到抑制，骨骼软弱，食欲不振及精神萎蘼。

        (2)、特殊缺乏症状

        猪：佝偻症、骨松症、关节肿大。

        家禽：骨骼及喙软化、腿弯曲、产蛋率下降、蛋壳薄、品质差、孵化率降低。     

四、维生素E

        具有维生素E活力的物质有数种，通常称它们为生育醇(tocopherol)，早期曾被称为抗不孕维生素，生育维生素及抗营养不良维生素。

1.天然来源与生物可利用性

        维生素E在动物性和植物性饲料中的含量，差别很大。决定因素并不是生育醇的总含量，而是最具有生物活性和对动物营养起主要作用的dl-α-生育醇的含量。自然界有8种不同的生育醇存在。根据它们的化学结构上侧链分子的饱和或不饱和而分为tocopherol及tocotrienol两大类；两者的差异是tocotrienol在侧链上有三个双键。二者可再用希腊字母α、β、γ、δ来加以细分，其特性系按甲基在第5、7和8之位置而定；相对的生物活性亦差异很大(详见下表)，其中以α型最具生物活力、分布也最广。

        谷类及其副产品中，生育醇总含量的70～90％是维生素E力价较差的β、γ、和δ型化合物；尽管如此，谷物和其副产品连同青饲料和油豆类仍然是天然维生素E的主要来源。榨油後的油粕和酿酒後的谷物则几乎不含维生素E。此外，单味饲料中的水份和长期储存对维生素E的稳定性具不良的影响。

2.物理化学性质

        构造式

        dl-α-生育醇：R＝H；dl-α-生育醇醋酸酯：R＝CH₃CO

        实验式     生育醇：C₂₉H₅₀O₂

                        醋酸酯：C₃₁H₅₂O₃

        分子量     生育醇：430.7

                        醋酸酯：472.8

        外     观    淡黄色黏稠油状液或粉末

        稳定性     dl-α-生育醇醋酸酯对大气中氧相当稳定，在硷或强酸存在时，遇湿则水解为游离的生育醇，後者在空气中迅速氧化，颜色变深。

3.生物单位

        1国际单位(IU)＝1mg dl-α-生育醇醋酸酯

                                ＝1.1mg dl-α-生育醇

                                ＝1.49mg dl-α-生育醇

                                ＝1美国药典(USP)为单位

        目前每公斤饲料含量或每头动物每天的需要量以毫克表示。一般商品通常含有50％dl-α-生育醇醋酸酯。

4.生理功能

(1)、细胞内的抗氧化剂，保护细胞膜的完整。能稳定细胞代谢中对氧化作用敏感的脂肪酸以及其他敏感的化合物诸如素A、类胡萝卜素及碳水化合物代谢的中间产物。

(2)、调节碳水化合物和肌醇的代谢。

(3)、调节肌肉的代谢及肝醣的平衡。

(4)、调节性腺的发育及功能，促成受孕和防止流产。

(5)、透过脑下垂体前叶的功能，促进某些内分泌素的释放。

(6)、促进免疫球蛋白的形成，加速防御感染的液递抵抗力。

(7)、在细胞代谢中发挥抗毒作用。

(8)、防止肝坏死及肌肉退化。

(9)、促进细胞内呼吸。

5.缺乏症状

(1)、一般缺乏症状

生长受阻，体脂肪氧化增加，肌肉营养性不良，心肌及骨骼肌退化，贫血，生殖机能失常。

(2)、特殊缺乏症状

猪：四肢僵硬或跛行，初生仔猪衰弱或死亡，水肿，猝死(突发性心力衰竭或桑椹性心脏病)，肝藏坏死，种猪之繁殖力低，泌乳功能衰退，仔猪对铁剂注射过敏症。

家禽：营养性脑软化症，渗出性素质，嗉囊溃烂，产蛋性能衰退，蛋之孵化率降低。

五、维生素K

        维生素K别名为凝血维生素或抗出血维生素。K系丹麦科学家Dam取自丹麦字Koagulation(凝结)的第一个字母。

1.天然来源与生物可利用性

        来自天然的维生素K有K₁及K₂ 两种，维生素K₁ (phylloquinone)存在於缘叶之牧草中，谷物及油粕仅含微量之维生素K；其稳定性差，力价仅为合成的维生素K₃的1／3。

        动物肠道内的微生物，能合成不同程度的维生素K₂ (menaquinones)人工合成者为K₃ (menadione)，其效力远大於天然品，饲料添加者均为含K₃之化合物。

2.物理化学性质

        构造式

        MSB：Menadione Sodium bisulfite

        MPB：Menadione dimethylpyrimidinol

        实验式     Menadione：C₁₁H₈O₂

                        MSB           ：C₁₁H₁₄N_aO₈S

                        MPB           ：C₁₇H₁₈N₂O₆S

        分子量     Menadione：172.17

                        MSB           ：330.29

                        MPB           ：378.41

        外     观    Menadione：白色结晶粉末

                        MSB           ：白色迄淡褐色结晶粉末

                        MSB           ：白色迄淡黄褐色结晶粉末

        稳定性     维生素K₃在常温下相当稳定，但在高温或阳光下会迅速被破坏。预拌剂中对水、微量元素及酸亦相当敏感。

3.生物单位

        每公斤饲料中含有量或每头动物每天的需要量以毫克的维生素K₃表示。

        一毫克维生素K₃＝2.0毫克纯MSB

                                     ＝2.2毫克纯MPB

4.生理功能

        (1)、调节及维持正常的凝血素元的形成，使流出之血迅速凝结，以防止流血不止。

        (2)、参加蛋白质的合成。

        (3)、参予细胞内的磷酸化作用(phosphorylation)。

5.缺乏症状

        (一)一般缺乏症状

        (1)、凝血机能失调，即使是轻微的创伤或挫伤会造成血管破裂，导致大量出血。

        (2)、凝结时间延长，生长迟缓。

        (3)、贫血。

        (二)特殊缺乏症状

        猪：过度敏感，仔猪肚脐出血。

        家禽：鸡冠苍白，胸、腿会出现瘀斑性出血。

六、维生素B₁

        维生素B₁因其化学构造中含有一个鶲唑(thiazole)及嘧啶(pyrimidine)环的含胺化合物，所以又称为硫胺素(thiamine)。早期也有人称其为抗神经炎维生素及抗脚气病维生素。是B群维生素中第一个被发现者。

1.天然来源及生物可利用性

        维生素B₁广存於生物界，几乎所有的单味动、植物饲料都含有丰富的维生素B₁；特别是谷物及其副产品、酵母粉、榨油後的油粕及乳制品。木薯粉、椰籽粕及肉骨粉中的维生素B₁含量则较低。

2.物理化学性质

        构造式

        盐酸盐：X＝CL-，HCL

        单硝酸盐：X＝NO₃

        实验式     盐  酸  盐：C₁₂H₁₇ON₄ CLS．HCL

                        单硝酸盐：C₁₂H₁₇O₄N₄S

        分子量     盐  酸  盐：337.3

                        单硝酸盐：327.4

        外     观    盐  酸  盐：白色结晶粉末

                        单硝酸盐：白色结晶粉末

        稳定性     在黑暗及乾燥条件下对高温及大气中氧都相当安定，在酸性溶液中也颇稳定，但在中性及硷性溶液中则易分解。有硫酸亚铁或碘盐等还原剂存在时也会遭受破坏。硝酸盐的稳定性比盐酸盐好。

3.生理功能

(1)、以焦磷酸硫胺(thiamine pyrophosphate, TPP)的形态存在，调节碳水化合物的代谢；可使丙酮酸经氧化去羧作用成乙醯辅鶤A。

(2)、维持神经组织和心肌的正常功能。

(3)、对胃肠道有保护作用。

(4)、维持肠蠕动、脂肪吸收及鶤活力所需的正常情况。

4.缺乏症状

        (1)、一般缺乏症状

        食欲减退，生长缓慢，消瘦，神经系统失调。

        (2)、特殊缺乏症状

        猪：仔猪生下衰弱或死亡，脉膊弱、心跳徐缓，突然死亡，下痢。

        家禽、多发性神经炎(初期嗜眠、头部有肿瘤、继之头颈弯向背部仰缩)，死亡率增加，一般性衰弱。

七、维生素B₂

        维生素B₂的特点是由一个黄色素和一个还原形核糖组成，故名核黄素(riboflavin)。奶中核黄素最丰富，所以又称乳黄素。

1.天然来源及生物可利用性

动物性饲料，特别是脱脂乳粉、乳清粉含有丰富的维生素B₂，酵母、肝脏及绿叶植物亦是良好B₂来源。玉米和其他谷物、木薯粉等核黄素的含量不多。饲料中含有的维生素B₂一般都能很好地为动物所利用。

2.物理化学性质

        构造式

        核黄素：R＝OH；

                                                              ONa

                                                         ／        

        核黄素-5-磷酸钠：R＝-O-P

                                                    ‖ ＼      

                                                     O       OH

        实验式     核黄素：C₁₇H₂₀O₆N₄

                        核黄素-5-磷酸钠：C₁₇H₂₀O₉H₄PHa

        分子量     核黄素：376.4

                        核黄素-5-磷酸钠：478.4

        外     观    黄至橙黄色结晶粉末。

        稳定性     两种化合物均对光及紫外线敏感，但对热及大气中氧稳定。在硷性溶液中，很快分解，特别是在曝光情况下。一般具静电性及吸湿性。

3.生理功能

(1)、是FMN(黄素单核鶺酸)及FAD(黄色嘌呤双核鶺酸)的辅鶤，与氢原子的吸收和释放的氧化还原作用有关，在细胞呼吸链上扮演重要角色。

(2)、为能量及蛋白质代谢所必需。

(3)、为维持鼻、肺和肠道黏膜之完整所必需。

4.缺乏症状

        (1)、一般缺乏症状

        食欲不佳，生长缓慢，饲料效率降低，下痢。

        (2)、特殊缺乏症状

        猪：皮毛粗糙，鳞性皮肤炎、掉毛，下痢，母猪之繁殖能力差，仔猪生下衰弱或死胎，四肢僵硬或跛行。

        家禽：趾卷曲麻痹，产蛋率下降，孵化率差。        

饲料营养杂志(19~28)－罗氏公司、张克胜编译．九一年五期

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