如何减少铜及其他添加物之污染

摘要

        饲料添加物的种类很多，用途各不相同。本次讨论会主要是提出关於有机铬、植酸鶣及铜方面的研究来向大家做报告。有机铬的研究，最早是偏重於用在调控糖尿患者的血糖量，和减低血中的胆固醇及脂肪量。在畜产方面的研究刚刚才起步，对於猪屠体品质方面的改进效果，比其它性状的改进效果显着。对於增强动物免疫能力方面，则尚在研究中。饲料中添加植酸鶣的主要目的为，分解开与植酸结合的矿物质，以利单胃动物的消化吸收，提高植物性饲料中矿物质的利用效率，减少无机矿物质的添加量，以降低禽畜排泄物对环境的污染。

        铜对促进生长性能方面的研究报告，过去已有很多，近年则在於不同型态铜的利用效率、铜对母猪生产性能的影响，及不同的铜给予方法，对猪生产性能的影响方面进行研究，期能保持铜促进生长的功能，并减低铜的污染。

一、有机铬

        铬(chromium；Cr)是一种过渡元素，无机态铬(如Cr₂O₃；三氧化二铬)在动物体内的吸收率很低(仅0.4~3％)，其通过肠道之方式为单纯之扩散运输(Dowing et al., 1989)。而天然之有机态铬在动物之利用性较高(约10~25％)，除了扩散运输外，尚有其他的吸收途径(Anderson and Kozlovsky, 1985)。有机铬之化合物有很多的形式，常见者如：胺基酸螫合态铬(chromium chelated)、菸硷酸铬(Nicotinato-Cr3+)、酵母铬(Yeast-Bound Chromium)、砒啶甲酸铬(Chromium picolinate)，及蛋白质铬等。

        三价铬之使用，於美国国家科学研究委员会(NRC,1989)建议在成人每日可摄取50~200ppb之三价铬。但在畜禽方面之研究尚少，并未列出建议量。然因三价铬之毒性低(Walker,1993)故美国之FDA并未禁止使用。三价铬在生理代谢及畜牧生产上之功能，如下所述：

        1. 糖类、脂肪及胆固醇的代谢

        动物体内糖代谢调控的重要内泌素─胰岛素(Insulin)要到达作用的目标细胞，来产生调控作用时，是靠与细胞表面之特异性受体接触，才产生作用，而铬可以增加细胞表面胰岛素受体的数量，或促进胰岛素受体之亲和力，或两者同时进行之(Anderson et al, 1987)。铬除了保持正常周边组织对胰岛素之敏感外，亦可保护正常胰脏β细胞对葡萄糖之敏感度及胰岛素之制造有所助益，故铬被称为葡萄糖耐受因子(Glucose tolerance factor, GTF)，或胰岛素之辅因子(McCarty,1991)。三价之砒啶甲酸铬，大部分亦均用在人类之糖尿病患者以降低血糖，及预防高胆固醇、高血脂症，而且也可以降低人类体脂之蓄积及促进肌肉发育(Anderson,1986；Evens,1989；Press et al, 1990)。

        在饮水中添加铬(5ug Cr／ml饮水)或不添加铬给予大鼠饮用8周後，再给予灌食葡萄糖溶液(3g 葡萄糖／kg体重)时，则显示在饮水中有添加铬者，血中葡萄糖的耐受量较高，清除率较快，致使血中葡萄糖的浓度较低(OFlaherty and McCarty, 1978)。年纪较大的人给予含铬的啤酒酵母後，血中胆固醇及三酸甘油鶣的量，均比给予不含铬的石油酵母者为低(Offenbacher and Pi-Sunyer, 1980)。大鼠喂给含铬的饲粮後，其脂肪组织中游离脂肪酸(FFA)的含量提高，释放到身体中的FFA减少，以及甘油激鶣(glycerokinase)的活性增加，使有利於脂肪的新生成(lipogenesis；OFlaherty and McCarty，1978)。Schroeder et al.1970)曾针对各种原因死亡的人做调查，发现在心脏动脉硬化(arteriosclerotic heart disease；AHD)及其他心脏血管疾病(cardio vascular disease；CVD)死亡的人，其动脉的铬含量，比其他意外伤害事件死亡的人低很多。由此可见铬对脂肪及胆固醇代谢的重要性。

        2. 生长及肉质

        饲粮中的铬可促进胺基酸进入肌肉细胞，供蛋白质合成及延长细胞蛋白质之寿命，降低蛋白质之降解率(Page et al., 1993)。Page(1991)和连(1993,1995)的报告认为，饲粮中添加砒啶甲酸铬可减低背脂厚度及增加腰眼面积，但连等(1995)的报告显示，对猪只生长增重方面，则无改善的效果。Steele and Rosebrough(1979)在雏火鸡饲粮补充铬20ppm以後，即对生长有显着(p＜0.05)的改进效果。

        3. 紧迫

        肉牛在长途运输时，给予补充铬，可降低血中肾上腺皮质素(cortisol)的含量，并提高摄食量及增重(Moonsie Shageer and Mowat,1993)，在天竺鼠亦可降低血中及尿中的肾上腺皮质素含量(Seaborn et al., 1994)。

        4. 抗病免疫

        Moonsie-Shageer and Mowat(1993)以人的红血球做测定，及Chang and Mowat(1992)以肉牛饲粮补充大豆粕来做试验。在两者之测定均显示，添加铬後抗体免疫球蛋白均有增加的现象。但其原因仍在探讨中。

二、植酸鶣的利用

        谷类中的磷有60~65％以上，与植酸盐存在，其他矿物质元素也有相当量与植酸结合存在。单胃动物的消化系统中，并无分泌分解植酸盐的鶣；故植物性饲料原料中矿物质的利用率较低。若要分解开与植酸结合的矿物质，以利单胃动物消化吸收，则必须依赖化学或物理条件的改变来达成。近年来的研究发展，认为在单胃动物的饲粮中添加适量的植酸鶣，来分解开与植酸结合的矿物质，以利动物消化吸收，提高植酸盐类的吸收效率，并减少动物饲粮中各种矿物质类的添加量，降低畜禽排泄物中的矿物盐量，以减低对环境的污染，可能是将来可行的方法之一。

        由於施用於河流上游土壤中的磷被雨水冲刷，流入溪流後，使溪流或水库中水的磷含量提高，造成优养化现象。使水中缺乏氧造成生物死亡，变成死水。故磷是首先被注意到的矿物盐类。

        畜禽饲料中，无机矿物质磷(磷酸氢钙)的添加量，一般约为1.2~2.0％，占饲粮中有效磷含量的50~60％，其馀的50％左右，由各种饲料原料来提供，若饲料原料中含有较多的动物性饲料，则磷的利用率较高；若植物性原料较多，则磷的利用率较低(Aoyagi and Baker,1993)，总磷的可利用率约20~40％，若能提高总磷的可利用率，则相对的，可降低无机矿物质磷的添加量，使饲料中的总磷含量降低，同时也会降低排泄物中的磷含量。

        Cromwell等人(1993)以生长期及肥育期的肉猪，给予不同磷含量及植酸鶣量的饲粮，进行四个试验，来探讨植酸鶣对低磷饲粮利用率的影响，以及探讨植酸鶣对磷利用效率的影响。

        由试验1及试验2之结果显示低磷饲粮添加植酸鶣1000单位以後，有提高磷利用效率的功能，对生长增重及骨骼强度，亦有改进的效果。试验3及试验4的结果则显示，在玉米─大豆粕饲粮，添加植酸鶣後，可显着改善生长性能、采食量及骨骼强度。Young等人(1993)在仔猪饲料中添加植酸鶣发现有提高饲料中磷的消化率，血清磷含量与第三跖骨灰分含量，并降低血清硷性磷酸鶣的功能。在家禽类亦有类似之结果，雏鹅饲粮添加植酸鶣後，增重及胫骨灰分含量均显着提高，血中硷性磷酸鶣含量亦显着的降低(卢，1995)。

三、铜对家畜及环境之影响

        一般而言比重大於4之金属称为重金属，铜之比重为8.93~8.95，故属於重金属类。适量的重金属也是动物必需的营养成分，超量後就变成毒性物质，且会累积在身体内，对动物造成不利的影响。身体无法吸收的部分，则随着排泄物排出体外，对环境造成污染。

        1. 铜对家畜之影响

        畜禽饲料中添加超过需要量的铜对动物生产之利弊，不同学者在不同试验条件，不同环境下所得的结果，并不一致。但在饲养条件及环境卫生较差的情况下，所得的结果，往往会较好。

        事实上畜禽对铜之需要量，只有4~6ppm(NRC,1988)。Braude(1967)在早期的报告指出，猪饲料加铜250ppm，可改善猪只增重8％及饲料利用效率5.5％。但Cromwell(1983)则认为只对生长前期的猪只有促进的效果，在生长後期则无效果。在最近的报告，Zhou等人(1994)认为离胺酸铜促进生长的效果比硫酸铜好。Coffey等人(1994)在肯塔基大学以1301头离乳仔猪进行35天的实验结果指出，仔猪饲粮中不论添加任何形式的铜100ppm时，其对生长性能的改进效果与200ppm者相当，添加抗生素(chlortetracycline，110ppm)时添加铜到100ppm以上的话，对增重并无改进的现象。以静脉内注射(经口腔摄食量5％)组胺酸铜(Cu histidinate)，也可得到促进生长的效果，证明了铜促进生长的原因，可能和铜在肠道产生的杀菌作用无关(Zhou et al；1994)。母猪饲料添加铜250ppm後，肝及肾中的铜堆积量会提高，新母猪的分娩率会稍低，对其他繁殖性状的影响则不显着(Cromwell et al，1993)。在鸡饲料中添加125ppm、250ppm及500ppm铜，对鸡的生长性能均无改进(Robbins and Baker，1980)，但添加甲硫胺酸後，则稍有舒缓铜所造成的抑制作用。

        2. 铜对环境的影响

        排泄物中的铜含量和饲料中的铜含量有正相关。排泄物中重金属离子浓度超过微生物的耐受度後，则会影响微生物的繁殖，使排泄物处理设备的处理能力降低。土壤中铜离子浓度超过2ppm後，对白菜的种子萌芽率与幼苗根尖的生长即会有影响。卢等(1994)及卢与苏(1994)的调查分析显示，畜禽粪便及堆肥中的金属离子含量均偏高。以目前的铜含量，依陈(1993)的估算，若每公顷农地施用6公吨堆肥，则在7年後，土壤中金属离子的浓度即会使作物受毒害。为了避免畜禽堆肥对土壤环境的影响，除了降低用量之外最根本的方法就是，饲料中金属盐类及矿物质的用量，不要超过动物的需要量，或如何提高动物对金属离子或矿物质的吸收利用效率。

        我们可以知道畜产业所产生的污染，可能比工业污染为低，但为了畜产业的永续经营及保护我们共同的生活环境，我们仍应想办法来把污染降到最低，以提升畜产业的社会地位，共创美好未来。(提高本省养猪竞争力及降低重金属污染研讨会)

饲料营养杂志(p.53～57)─卢金镇．九五年第九期

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