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质检中心

维生素是一类低分子有机化合物,根据溶解性的不同可以把维生素分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。前者主要包括维生素 ADEK,作用于特定的靶组织:皮肤、骨骼、肌肉、血液,起到维持动物的健康、器官的正常功能、动物的生产、繁殖及生存等作用;后者包括B族维生素(维生素 B1、维生素B2、烟酸和烟酰胺、维生素B6、泛酸、生物素、叶酸、维生素B12等)和维生素C等,一般以酶、辅酶或者酶的激活剂的形式参与机体的合成和分解代谢,有效促进能量、蛋白质及矿物质的高效利用。
近几年随着中小养殖农户大批退出,规模化、集约化、公司加农户的养殖模式已经是常态,同时国家对食品安全、环境保护、规范管理等方面的重视,小饲料厂的生存越来越难,而中大饲料厂的竞争也是越来越激烈,维生素在饲料厂的应用也在不断的调整中。为了满足现代遗传育种快速发展及确保动物健康及肉、蛋奶产品品质的需要,饲料企业使用的维生素的添加量也在不断地更新。目前商业多维配方中的维生素添加成本仅占饲料成本的1-1.5%,而一个合理的维生素添加相对于其所带来的价值和缺乏维生素的风险而言其成本是很低的。
1   维生素的生化功能
1.1  动物生产性能的提升

随着遗传育种学的发展,动物生产性能得到充分的提高。1980年白羽肉鸡在21日龄时体重达460克,45日龄体重为1880克,而目前生产水平分别为865克、3265克;1990年肉种鸡高峰采食量165-170g/d,高峰产蛋率65%-70%;现在肉种鸡高峰采食量135-150g/d,高峰产蛋率80%-95%;和15年前比,母猪现在每窝多产活仔2-3头,断奶重、日增重、料肉比、背膘厚、成活率等也有相似的遗传趋势变化。而这种遗传潜力的充分发挥,需要提高饲料的营养浓度,尤其是能量的供应,而这些能量是用来促进体内各种代谢过程,而不是用来蓄积的。为此,需要将饲料中各种能量物质进行代谢,最终转化成ATP,才能被动物利用。而能量的利用过程每一步都少不了酶的参与,许多酶的合成受到维生素的限制,动物自身不能合成这些物质,所以如何高效利用好维生素对现代养殖业来说是很重要的事。

1.2  维生素的生化功能及缺乏所致疾病 
维生素   
活性形式    
缺乏所致疾病  
重要的生化功能和影响
维生素A
视黄醇、视黄醛、视黄酸
夜盲症、干眼症、角膜软化症
感光性的视紫红质上皮,上皮细胞分化调节
发育迟缓
调节基因转录
维生素D

1,25-(OH)2-D

佝偻病、骨软化
促进肠钙吸收、骨钙动员、骨钙刺激、甲状旁腺激素分泌调节,在肌肉中也可能有功能
维生素E
α生育酚
神经、肌肉变性
膜抗氧化保护
维生素K
叶绿醌类(K)、甲基萘醌类(MK
血液凝固障碍
凝血因子和其他钙结合蛋白的γ谷氨酰基羧化的辅助底物
维生素C
抗坏血酸、脱氢抗坏血酸
坏血病
胶原合成、药物和类固醇代谢羟基化反应的辅助底物
硫胺
硫胺焦磷酸酶
脚气病、多发性神经炎、韦-科二氏综合征
2-酮酸(如丙酮酸盐和2-酮戊二酸)氧化脱羧作用的辅酶、丙酮酸盐脱羧酶和转酮醇酶的辅酶
核黄素
FMN,FAD
皮炎
在脂肪酸合成/分解、三羧酸循环中催化氧化还原反应的许多黄素蛋白类的辅酶
烟酸

NAD(H)NADP(H)

糙皮病
许多脱氢酶催化氢转移的辅酶,如三羧酸循环呼吸链
吡哆醇
吡哆醛磷酸盐
随物种不同变化
氨基酸代谢的辅酶,如侧链、脱羧作用、转氨作用、消旋作用
叶酸
聚谷氨酰基四氢叶酸盐类
巨红细胞性贫血
一碳单位(嘌呤合成中甲酰基和羧甲基)转移的辅酶
生物素

1-N-羟基生物素

皮炎
羧化作用的辅酶,如乙酰辅酶A/丙二酰辅酶A转化
泛酸
辅酶A
随物种不同变化
活化/转移酰基构成酯类、酰胺类、柠檬酸盐、甘油三酯类等的辅助底物
维生素B12
酰基载体蛋白
 
脂肪酸生物合成的辅酶

5-脱氧腺苷-B12

巨红细胞性贫血
甲基丙二酰辅酶A转化为琥珀酰辅酶A的辅酶
甲基-B12
发育迟缓
在蛋氨酸合成中甲基从5-甲基四氢叶酸转移到高胱氨酸
其中FMN指黄素单核苷酸,FAD指黄素腺嘌呤二核苷酸; NAD(H)指(还原型)烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、NADP(H)指(还原型)烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸;
1.3  维生素的代谢功能
维生素
活性
抗氧化剂
维生素E
保护不饱和膜磷脂及其他物质免于生育酚转化为生育酚根、生育醌时的氧化破坏
维生素C
保护细胞质免受氧化性损伤
激素类
维生素A
许多组织代谢反应的调节信号
维生素D
钙稳态中重要的代谢调节信号
H+/e- 供体/受体(辅助因子)
维生素K
在肽谷氨酰基残基羧基化中转化为环氧化物形式
维生素C
在羟化反应中氧化脱氢抗坏血酸
烟酸

在一些脱氢酶的作用下进行NAD+/NADH)和NADP+/NADPH)的互变

核黄素
在一些氧化酶的作用下进行FMN/FMNH/FMNH2FAD/FADH/FADH2系统的互变
泛酸
在脂肪酸的合成/氧化中氧化辅酶A
辅酶类
维生素A
光诱致褪色的视紫质构象变化
维生素K
维生素K依赖的肽-谷氨酰基羧化酶
维生素C
细胞色素P-450依赖的氧化作用(药物和胆固醇代谢,类固醇羟基化)
硫胺
a酮酸脱羧酶和转酮醇酶的辅助因子
烟酸

在碳氢化合物的代谢中NADH/NADPH)用于30多种脱氢酶(如葡萄糖-6-磷酸脱氢酶),脂类(如a甘油磷酸脱氢酶),蛋白质(如谷氨酸脱氢酶);三羧酸循环,视紫质合成(醇脱氢酶)

维生素B2
FMNL-氨基酸氧化酶,乳酸脱氢酶,吡多醇(吡多胺);5’-磷酸氧化酶
核黄素
FADD-氨基酸和葡萄糖氧化酶,琥珀酸和乙酰辅酶A脱氢酶;谷胱甘肽,维生素K和细胞色素还原酶
维生素B6
氨基酸的代谢(氨基转移酶、脱氢酶、脱羧酶类、脱硫水解酶),卟啉(δ氨基酮戊酸合酶),糖原(糖原磷酸化酶)和肾上腺素(酪氨酸脱氢酶)
生物素
羧化作用(丙酮酸、乙酰辅酶A、丙酰辅酶A3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶)和转羧基作用(甲基丙二酰辅酶A羧甲基转移酶)
泛酸
脂肪酸的合成/氧化
叶酸
一碳代谢(丝氨酸-甘氨酸转变,组氨酸降解,嘌呤合成,甲基基团合成)

维生素B12

甲基丙二酰辅酶A变位酶,N5甲基四氢叶酸:高胱氨酸甲基转移酶
2   维生素的应用
2.1  维生素A的应用

自从农业部在2009年颁布1224号文,《饲料添加剂安全使用规范》中对维生素A在配合饲料(以维生素计)规定仔猪 16 000 IU/kg育肥猪 6 500 IU/kg;怀孕母猪 12 000 IU/kg;泌乳母猪 7 000 IU/kg14日龄以前的蛋鸡和肉鸡 20 000 IU/kg14日龄以后的蛋鸡和肉鸡 10 000 IU/kg。其中育肥猪 6 500 IU/kg、泌乳母猪 7 000 IU/kg14日龄以后的蛋鸡和肉鸡 10 000 IU/kg是饲料厂会超的,经过几年市场的调整,绝大部分企业已经按照标准调整了维生素A的用量,事实上这样的一个添加量基本可以满足动物的需求。

脂溶性维生素在吸收和转运方面的机制类似,所以它们在吸收和代谢上存在竞争抑制作用。据冯永淼(2007)报道: VA过量导致骨骼代谢异常,干扰维生素D3吸收而且抑制了肝脏和肾脏的机能使维生素D3 的活性代谢产物25-羟维生素D3 1,25-二羟维生素D3的生成减少;降低碱性磷酸酶活性,抑制成骨细胞活动,显著降低骨钙素水平,对骨骼发育有不利影响(见下表),腿病发病率增加。日粮 VA水平为1500045000 IU/kg 时,可引起肉仔鸡生长后期的生长速度显著下降,生长全期也有明显的下降趋势;肝脏、肾脏 VA含量显著上升,而血清、肝脏与肾脏的 VE含量均显著降低;

 维生素A水平(IU/kg              胫骨钙(%       胫骨磷(%

          1500                       20.95 a              6.10 b

          3000                       19.52 ab              5.94 b

          15000                      17.46 b              6.57 ab

          45000                      16.98 b               6.77 a

黄保华等(2002)的研究表明,种鸡产蛋期日粮中维生素A不同水平(4 000,12 000,24 000IU/kg)对蛋鸡的产蛋率无显著影响。原立海(2008)研究维生素A水平对12-18周龄笼养育成蛋鸭生长及生化指标的影响发现,维生素A2500500010000 IU/kg)对全期日增重、日采食量、饲料转化率;对钠、钾、氯、尿酸、尿素氮、肌酐含量;对总蛋白、白蛋白、球蛋白、白球比含量;对法氏囊重量和脾脏重量、输卵管重量和卵巢重量等影响都不显著(P>0.05)。林映才等(2002)的研究发现,在南方的夏季,平均温度30.28℃、相对湿度79.67%的环境条件下,日粮是玉米豆粕型无鱼粉日粮,在22-50kg生长猪的日粮中添加维生素A01300260050001000015000IU/kg),结果表明添加与不添加之间日增重、料肉比差异极显著,添加极显著地增加增重,降低了料肉比。但维生素A添加水平从1300 IU/kg增加至10000IU/kg,平均日增重没有差异,料重比倒显著提高(P0.050),添加1300 IU/kg2.312,添加10000 IU/kg2.612,各组的屠宰率、瘦肉率、脂肪率、背膘厚、胴体瘦肉成分都无显著差异。各组血清中IgGIgAIgM含量都无显著差异。这些结果表明,获得最佳生产性能,添加1300 IU/kg维生素A既可满足需要。冯少斐(2013)研究得出,不同维生素A水平对生长前期鹅的平均日增重和增重耗料比影响显著,以5 000IU/kg最优,优于维生素A(10 000IU/kg)

同时随着维生素单体生产厂家工艺改进,生产维生素A时用淀粉、明胶、葡萄糖等通过物理、化学作用进行双层交联包埋,可以大大提升VA的稳定性,所以目前饲料厂在维生素A的添加量方面也趋于理信和合理。
2.2  维生素D的应用

维生素D的作用主要体现在对钙磷代谢的调节,机体自身合成和从饲料中吸收的维生素D3,经过肝、肾的活化成1,25-(OH)2D3之后才能在小肠、骨骼、肾脏的靶器官发挥作用。它可以维持细胞内、外钙的浓度,促进小肠对钙的吸收;促进肾小管对钙、磷的重吸收;通过内分泌系统调节血钙平衡等。最近的研究表明, 1, 25 二羟维生素 D3受体(VDR)属于非类固醇激素受体,是一种神经内分泌-免疫调节激素,遍布于心、脑、肝脏、肾脏、骨、泌尿生殖器、甲状旁腺,以及各种免疫细胞中。所以VDR 具有多种重要的生物作用,如免疫调节、促进细胞的增殖与分化、影响中枢神经功能等。VD3缺乏或食入过量时,都会影响机体的免疫发应,使抗体生成降低。

目前饲料厂的商业配方中VD的添加量有提升的趋势,在全价配合饲料中的含量从以前的1000-2000 IU/kg 增加到现在的3000-4000 IU/kg ,而2012NRC标准中母猪的 VD3需要量也由200IU/kg增至800IU/kg,可见VD添加量的增加是新常态下规模化养殖业下对VD在需要量和免疫上的应用。

2.3  维生素E的应用

维生素 E又名生育酚,是一系列生育酚和生育三烯酚的脂溶性化合物的总称。其无氧条件下耐热,易被紫外线破坏,第 6 位碳原子上的烃基极易被氧化,故具有很强的还原性,可保护体内重要的物质不被氧化,VE在提高动物的免疫力、抗应激、繁殖性能和肉品质等方面有重要作用。但是因为饲料厂中使用的维生素E是化工合成的VE醋酸酯,其含量是50%,相当于1IU(国际活性单位)=2mgVE醋酸酯,商业配方中30IU/kg,就需要添加60mg/kg,这样配方成本压力较大。以前的多维商业配方因为只是简单的满足其基本的生长需要,没有考虑免疫、应激、肉品等方面的需要。一般配合饲料中含量为10-20 IU/kg,而目前随着养殖业规模和饲料行业的集中,信息到达养殖终端更加快速和便捷,饲料厂一般增加VE用量为20-40 IU/kg,同时,养殖场也会在现场添加VE来提升动物的繁殖性能和肉奶蛋等品质,尤其是在种猪和奶牛方面,据了解现在有的奶牛场自配的全混合日粮中VE含量已经达到100-150IU/kg,同时这个奶牛场的生产性能日平均达到34公斤,最高有50公斤多,可见VE对产奶量还是有一定帮助。新版2012NRC标准中种猪VE也由22IU/kg44IU/kg

2.4  水溶性维生素的应用
2.4.1  水溶性维生素在生长上的应用

由于现代养殖业导致各种动物的生存环境存在的应激因素增多,如拥挤、免疫、高温、空气质量等,动物在应激时,体内各种物质代谢加快,对各种维生素需要量增加。同时,应激时必须提供动物大量的能量,分解体内贮备的脂肪、糖的异生途径供能,也就是将一些氨基酸转化为葡萄糖,都需要B族维生素参与。如果不能提供足量的维生素,动物会处于亚临床疾病状态,影响生长发育,严重时会发病,与上述损失相比,添加足够量维生素的投资甚少。所以,目前饲料厂对水溶性维生素的应用也已经日益重视,包括叶酸、B12等小品种的添加,会严重影响饲养过程中均匀度的问题,也就是如何保证每只鸡、猪能采食到含叶酸、B12的饲料。除了采用颗粒度均匀的单项维生素,比如用80%含量的叶酸颗粒,和承载性能好的载体,比如脱脂米糠等生产手段以外,增加多维配方中小品种B族的含量也是一解决方案。同时,水溶性维生素

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