丁浩轩，李海云，冯 杰

（浙江大学饲料科学研究所，浙江省动物营养重点实验室，浙江杭州 310058）

铁在动物体内具有许多生物学功能，是维持动物健康和生长的必需微量元素之一[1]。长期以来，在畜禽饲料中添加外源铁主要是以无机铁为主，但过量使用无机铁会引发一系列问题：一是无机铁的生物利用率低，不仅使添加量增大导致成本增加，而且会影响其他元素的吸收及利用[2-4]；二是无机铁在畜禽体内蓄积，对动物产生毒性，进一步引发食品安全问题，还会通过粪尿排出体外污染环境[5]；三是其化学性质不稳定，会加速油脂乳化及破坏维生素，引起肠胃炎、呕吐、异食癖等疾病[6-7]。近年来大部分研究表明，有机铁在提高动物的生长性能、繁殖性能、抗氧化及免疫功能方面效果优于无机铁；部分研究显示，有机铁在生物利用率及元素代谢方面与无机铁效果并无显著差异。基于目前畜禽饲料行业过量添加无机铁带来的一系列弊端，使得有机铁研究重要性日益凸显。有机铁在猪和鸡生产中的研究及应用主要集中于动物生长性能、繁殖性能、生物利用率、元素代谢、免疫功能、抗氧化功能及肠道健康。本文综述了近十年来有机铁在猪和鸡生产中的研究进展。

1 有机铁在猪营养中的研究

1.1 仔猪

1.1.1 有机铁对仔猪生长性能与生物利用率的影响 仔猪在断奶时极易发生应激反应，出现食欲下降、生长缓慢及免疫力降低等问题，这已经成为养猪业的难题之一[8-9]。在日粮中添加有机铁可以提高仔猪对铁的消化率和存活率，改善生产性能，降低耗料增重比，提高铁的生物利用率。Liu等[2]报道，在仔猪日粮中添加28 mg/kg的甘氨酸铁，仔猪对铁的消化率为40.9%，相比于无机铁提高了10.2%。研究表明，相较于硫酸亚铁，添加氨基酸铁螯合物能够有效提高21日龄断奶仔猪的日增重及血清中铁含量，降低耗料增重比，但是二者的生物学利用率并无显著差异[10]。许祯莹等[11]报道，给21日龄断奶仔猪在日粮中添加22.43 mg/kg铁用以耗竭体内储备铁，4周后，对照组饲喂基础日粮，试验组分别添加80、120、180 mg/kg酵母铁或硫酸亚铁，发现饲喂120 mg/kg酵母铁的仔猪日增重和饲料转化率最高，酵母铁和硫酸亚铁均能改善仔猪的铁缺乏，且补充酵母铁比硫酸亚铁效果更好。

1.1.2 有机铁对仔猪元素代谢与抗氧化性能的影响 据报道，在35日龄断奶仔猪日粮中补充甘氨酸铁可以改善铁在组织中的储存含量和提高抗氧化酶活性，并且增加断奶仔猪肝脏和肾脏的锌保留率[12]。此外，与硫酸亚铁相比，饲喂含甘氨酸铁饲料的仔猪粪便中铁浓度会降低。Svoboda等[13]报道，给3日龄仔猪分别饲喂聚麦芽糖铁或富马酸亚铁，聚麦芽糖铁在预防贫血中与富马酸亚铁具有类似的功效。Männer等[14]指出，相比于添加硫酸盐组和对照组（不添加铁），在断奶仔猪基础日粮中添加螯合物铁或甘氨酸铁（符合NRC推荐90%的标准），可以提高血红蛋白和生长性能、减少粪便中铁排泄量。因此，通过有机微量元素效价评估，结晶的甘氨酸铁可以提供更高的安全阈值，这特别适用于动物对矿物质需求量高但采食量低的时期，如早期断奶仔猪阶段。

1.2 生长育肥猪

1.2.1 有机铁对生长育肥猪生长性能的影响 在生长育肥猪日粮中添加有机铁可以满足育肥猪对微量元素的需要，提高日增重，减少粪便中铁元素含量。Gowanlock等[10]将25 mg/kg有机铁添加到生长育肥猪日粮中，发现平均日增重、采食量、耗料增重比、血红蛋白、血细胞比容、胴体特性均未受影响，50%的NRC标准需要量的有机铁可以完全满足育肥猪的生长需要。孙铁虎等[15]研究指出，随着日粮中氨基酸铁添加量由40 mg/kg增加到160 mg/kg，生长猪日增重和饲料转化效率均得到改善；在日粮中添加氨基酸铁可以提高生长猪的生长性能和铁表观消化率，改善皮肤红度和血液生化指标。

1.2.2 有机铁对生长育肥猪生物利用率的影响 Burkett等[16]在生长育肥猪日粮中分别添加50、75、100 mg/kg有机铁或100 mg/kg硫酸亚铁进行生长性能和粪便铁含量对比，发现添加低剂量有机铁即可达到与硫酸亚铁相同的生长性能且降低了粪便中的铁含量，从而减少了外排进入环境中的铁。Jolliff等[17]也报道，在生长育肥阉公猪的基础日粮中分别添加氨基酸螯合铁及硫酸亚铁，有机铁比无机铁具有更高的消化率。Liu等[2]发现，在玉米-豆粕型日粮中添加100 mg/kg甘氨酸铁可显著增加阉公猪铁的吸收和保留率，并且提高了玉米-豆粕型日粮中磷的消化率，减少了粪便中铁含量。

1.3 母猪

1.3.1 有机铁对母猪繁殖性能的影响 有机铁因其生物学效价高，在妊娠、哺乳母猪中添加有机铁能够改善母猪的繁殖性能，母体可将有机铁通过胎盘及母乳转移给仔猪，提高仔猪的成活率并促进其健康生长。Peters等[18]报道，在母猪日粮中添加NRC或工业水平的蛋白质螯合铁及无机铁盐，发现饲喂有机铁的母猪总产仔数及产活仔数为12.2头和11.3头，显著高于饲喂无机铁盐的母猪（11.3头和10.6头），但母猪的体增重、采食量与再次产仔间隔不受铁来源及水平的影响。在妊娠期第84天的母猪日粮中分别添加有机铁复合物或无机铁，结果显示添加有机铁并未提高母猪的繁殖性能及仔猪的生长性能，但提高了初乳中铜含量及母猪哺乳期第1天血清中铁含量，此外有机铁对母猪及仔猪体内铁的形态影响甚微[19]。

1.3.2 有机铁对母猪的元素代谢及生物利用率的影响 因为出生仔猪体内储备铁容易耗竭，而且从母乳中获得的铁并不足以满足生长发育需要。目前，母猪补铁更多是为了能给仔猪提供充足铁源。据报道，在日粮中添加不同水平的氨基酸螯合铁或无机铁，铁的水平及来源对母体、肝脏及初乳中矿物质含量几乎没有影响，但母猪可能会将更多的有机铁转移到仔猪体内[20]。Peters等[21]报道，当给母猪饲喂有机铁时，铁的生物利用度降低，这可能是因为母猪产仔数较多，排卵量更大。

1.3.3 有机铁对母猪抗氧化性能的影响 董冬华等[22]发现，与相同浓度硫酸亚铁相比，甘氨酸铁具有增加母猪血红蛋白含量、母猪初乳铁含量和胎盘铁含量的趋势。Li等[23]报道，添加甘氨酸铁和硫酸亚铁均可显著增加母猪铁蛋白、血清铁含量，提高血清总抗氧化能力、谷胱甘肽过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性，降低总铁结合能力和丙二醛含量，且同浓度甘氨酸铁效果优于硫酸亚铁。因此，不同铁源和添加水平对妊娠母猪的铁营养状况和抗氧化性能有显著影响，且添加甘氨酸铁效果优于硫酸亚铁。

2 有机铁在鸡营养中的研究

2.1 肉鸡

2.1.1 有机铁对肉鸡生长性能的影响 日粮中添加适宜比例的有机铁可以促进仔鸡生长，改善生长性能及健康水平，降低耗料增重比，提高肉鸡抗氧化能力并改善免疫功能，以较低的添加水平达到无机铁高水平所达到的效果，从而减少矿物元素排泄造成的污染。研究发现，饲喂含甘氨酸亚铁日粮的肉鸡有良好的生长性能和健康水平，即使铁的建议添加量是50%或25%，甘氨酸亚铁也能以较低水平实现高剂量无机铁的生长性能[24]。Peric等[25]报道，分别在肉鸡日粮中添加60 mg/kg硫酸亚铁和15、30、45 mg/kg蛋白质螯合铁，发现添加15 mg/kg蛋白质螯合铁对肉鸡步态、足垫病变和踝关节评分无明显影响，说明饲料中使用1/3铁需要添加量的蛋白质螯合铁即可满足生长需要。Nollet等[26]研究发现，与添加硫酸亚铁相比，肉仔鸡日粮中添加蛋白质螯合铁可明显改善1～21日龄的耗料增重比，但在死亡率上没有显著差异。Ma等[27]选取1日龄肉鸡分为10、20、40 mg/kg蛋白质螯合铁组和10、20、40 mg/kg硫酸亚铁组及未添加铁的对照组，随着铁添加量的增加，肉鸡死亡率降低；与硫酸亚铁（100%）相比，有机铁的生物利用率为117%，并且有机铁在提高血红蛋白浓度上比无机铁更有效。

2.1.2 有机铁对肉鸡元素代谢的影响 Bao等[28]报道，在日粮中添加40 mg/kg有机铁可达到最佳肉鸡生长性能，因此在日粮中可以使用比所需添加量更低的有机铁来减少因矿物元素排泄引起的污染。在初始阶段（0～14日龄），与饲喂45 mg/kg或70 mg/kg无机铁比，饲喂10 mg/kg有机肽螯合铁的肉鸡耗料增重比趋于改善，粪便样品中的矿物质含量显著降低。Abdallah等[29]研究发现，与添加硫酸亚铁组相比，肉鸡饲喂含有100%肽螯合铁组体重显著提高，改善了饲料转化率、胫骨灰分及免疫功能，并且粪便矿物排泄物降低，说明有机铁对经济效益有积极影响。Kulkarni等[30]进行6周的肉鸡饲养试验发现，虽然120、140 mg/kg有机铁组有更高的法氏囊指数，且有机铁组的铁保留率更高，但补充硫酸亚铁有更高的体增重及饲料转化率。Seo等[31]报道，100、200 mg/kg蛋氨酸螯合铁处理组肝脏中铁含量高于硫酸亚铁处理组，铁在有机铁中的生物利用度高于无机状态，添加200 mg/kg蛋氨酸螯合铁可以使其在肉中达到最大程度的铁富集。在肉鸡1～7日龄饲喂含45 mg/kg铁的玉米-豆粕型日粮，7～35日龄饲喂含80 mg/kg硫酸亚铁或蛋氨酸螯合铁日粮，提高了整个饲养阶段的日增重和饲料转化率，补充80 mg/kg有机和无机来源的铁均有效地提高了生长性能、养分保留率和血液指标。此外，贫铁条件下的鸡饲喂有机铁比无机铁在肝脏和胫骨中沉积更有效[32]。在肉鸡日粮中添加10 mg/kg铁蛋白质复合物，肉鸡体增重、饲料转化率、胸肌和大腿肌肉中铁含量可以达到50 mg/kg硫酸亚铁饲喂效果。Seo等[33]研究发现，随着蛋氨酸螯合铁添加量（100、200 mg/kg）的增加，肉鸡胸肌、腿肌、翅膀、肝脏和脾脏中铁含量显著性增加。

2.1.3 有机铁对肉鸡免疫功能、生物利用度及抗氧化性能的影响 Jarosz等[34]研究表明，在肉鸡饲粮中使用铁螯合物激活细胞防御机制，并观察到以TCD4+和TCD8+为主的Th1细胞百分比增加；此外，应用螯合铁可以促进细胞毒性TCD8 +细胞和IL-2的产生，从而促进机体形成炎症的自然反应。Zhang等[35]研究发现，弱螯合强度蛋氨酸亚铁、中等螯合强度赖氨酸亚铁及高度螯合强度蛋白质螯合铁相对于硫酸亚铁（100%），肝脏生物利用度为129%、164%和174%，肾脏生物利用度为102%、143%和174%。这些结果表明，有机铁源的相对生物利用度与其螯合强度密切相关，有机铁源具有较高的螯合强度，显示出较高的铁生物利用度。Sun等[36]报道，随着甘氨酸铁的添加量从40 mg/kg提高到160 mg/kg，血清过氧化氢酶、黄嘌呤氧化酶和超氧化物歧化酶含量增加，二价金属转运蛋白1 mRNA表达降低，表明添加甘氨酸铁能显著改变肉鸡的抗氧化状态，进而部分改善生长性能和免疫功能。Ma等[37]研究表明，在饲粮中添加120、160 mg/kg的甘氨酸铁均提高了肉鸡的平均日增重、平均日采食量、血清铁浓度和超氧化物歧化酶活性。这项研究表明，甘氨酸铁可以提高肉鸡的生长性能、铁组织储存能力和抗氧化状态。

2.2 蛋鸡

2.2.1 有机铁对蛋鸡元素代谢的影响 近年，有机铁在蛋鸡上的研究较少，主要集中于元素代谢、肠道健康、产蛋性能方面。有机铁在蛋鸡上具有较高的生物利用度和稳定性。因此，一般认为较低的添加量即可满足蛋鸡营养需求，从而降低环境负荷。曲湘勇等[38]研究发现，相比于75 mg/kg无机铁，45 mg/kg有机铁可显著提高产蛋率，并显著降低料蛋比，且在蛋品质上无显著差异。Carvalho等[39]报道，21 mg/kg有机铁可以达到30 mg/kg无机铁相同效果，而且随着有机铁的添加量增多，鸡蛋中铁含量增多，蛋品质改善。蛋鸡饲粮中低含量有机矿物质即可替代无机微量矿物质需要量，提供所需微量元素和改善蛋壳质量。

2.2.2 有机铁对蛋鸡肠道微生物及产蛋性能的影响 Noh等[40]试验发现，相比于对照组，5'-磷酸鸟苷-钙铁添加剂组蛋鸡的内部器官的沙门氏菌数量显著降低，表明5'-磷酸鸟苷-钙铁饲料添加剂可诱导细菌清除并增加对鸡沙门氏菌的抗性；由于5' -磷酸鸟苷-钙铁对鸡沙门氏菌生长的抑制作用，5' -磷酸鸟苷-钙铁添加剂组表现出更好的产蛋量，包括更高的产蛋率和更少的破蛋，结果表明添加0.16%5'-磷酸鸟苷-钙铁添加剂可能有助于预防家禽业的沙门氏菌病。Buckiuniene等[41]研究发现，与70 mg/kg硫酸亚铁相比，蛋鸡饲粮中添加72 mg/kg甘氨酸铁显著提高了鸡蛋铁含量、不饱和脂肪酸含量；同时添加72 mg/kg甘氨酸铁与70 mg/kg硫酸亚铁并没有比单独使用70 mg/kg硫酸亚铁表现出更好效果。

3 结 语

有机铁作为新一代绿色高效的补铁剂，在促进动物生长发育、改善生产性能、增强机体免疫力等方面有着十分重要的作用。有机铁的研究对实际生产中减少无机铁的添加及广泛应用提供了科学依据，对减少环境污染、降低养殖成本、促进环保型饲料工业、养殖业的发展及加快绿色畜牧业进展有重要意义，但是也存在有机铁生产工艺复杂、在机体内的作用机制不明确、如何与无机铁的合理配比等一系列问题。