铁是母猪营养中最重要的微量矿物元素之一。缺铁会严重影响母猪机体的正常代谢及抗氧化性能。与硫酸亚铁(FeSO₄)相比，氨基酸螯合铁的化学稳定性和流动性好，具有较高的生物学效价，并能改善机体的贫血和免疫功能等^{[ 1,2,3 ]}。关于铁源在猪生产中的研究报道较多，例如有机铁可通过胎盘有效的传递给仔猪^{[ 4,5 ]}，提高初生仔猪体内铁贮，并提高母猪乳汁铁含量^{[ 4,6 ]}；但是研究结果并不一致，也有报道证实，以血红蛋白(hemoglobin,HGB)为指标，猪对蛋氨酸鳌合铁的利用率明显低于饲料级FeSO₄^{[ 7 ]}。有关铁营养研究大多集中在断奶仔猪饲粮中添加不同铁源对铁营养状况的影响或母猪饲粮中添加铁对初生仔猪的影响^{[ 8,9,10 ]}，但不同添加水平的无机铁和有机铁对母猪铁营养状况的系统研究尚未见报道。甘氨酸与血红素有相似的结构，在血红素的合成中有重要的作用，在理论上它作为铁元素向靶细胞输送的载体具有特异性^{[ 8 ]}。故本试验选用甘氨酸铁(Fe-Gly)作为有机铁源，生产中常用的一水合硫酸亚铁(FeSO₄·H₂O)作为无机铁源。本试验以妊娠后期母猪(产前28天至分娩)为研究对象，研究饲粮添加不同水平Fe-Gly和FeSO₄·H₂O对母猪血液理化指标、初乳铁和胎盘铁及抗氧化性能的影响，为母猪铁源的选择和母猪饲粮生产提供理论参考。

1 材料与方法 1.1 试验材料

饲料级Fe-Gly：铁含量为14.75%，甘氨酸含量为22.37%。

饲料级FeSO₄·H₂O：铁含量为29.84%。 1.2 试验动物与设计

选取3~4胎次、预产期前28天“长×大”二元杂交母猪45头，随机分为9组，每组5个重复，每个重复1头母猪。对照组饲喂基础饲粮(不额外添加铁制剂)；试验组在基础饲粮的基础上分别添加50、80、110、140 mg/kg(以铁计)的Fe-Gly和FeSO₄·H₂O。

1.3 饲粮组成

基础饲粮的配制参考NRC(1998)^{[ 11 ]}各种营养素的推荐需要量。基础饲粮组成及营养水平见表1。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Compositions and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) 项目 Items 含量 Content 原料 Ingredients 玉米 Corn 35.60 小麦 Wheat 30.00 豆粕 Soybean meal 14.00 麸皮 Wheat bran 14.26 豆油 Soybean 1.00 石粉 Limestone 1.00 磷酸氢钙 CaHPO4 1.00 食盐 NaCl 0.40 赖氨酸 Lys 0.40 DL-蛋氨酸 DL-Met 0.15 苏氨酸 Thr 0.19 预混料 Premix1) 2.00 合计 Total 100.00 营养水平 Nutrient levels2) 消化能 DE/(MJ/kg) 13.14 粗蛋白质 CP 15.31 钙 Ca 0.76 总磷 TP 0.62 赖氨酸 Lys 1.10 蛋氨酸+半胱氨酸 Met+Cys 0.70 苏氨酸 Thr 0.73 色氨酸 Trp 0.21 铁 Fe/(mg/kg) 68.35 1)预混料为每千克饲粮提供The premix provided the following per kg of the diet：VA 7 000 IU，VD3 2 100 IU，VE 36 IU，VK3 1.7 mg，硫胺素 thiamine 5.0 mg，核黄素 riboflavin 2.0 mg，VB6 1.8 mg，VB12 0.02 mg，氯化胆碱 choline chloride 800 mg，烟酸 nicotinic acid 20.0 mg，泛酸 pantothenic acid 10.0 mg，生物素 biotin 0.08 mg，叶酸 folic acid 1.0 mg，Mn 25.0 mg，Zn 50.0 mg，Cu 5.0 mg，I 0.14 mg，Se 0.23 mg。 2)铁为测定值，其余营养水平为计算值。Iron was a measured value,while the others were calculated values.

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Compositions and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) %

1.4 饲养管理

试验母猪饲喂于同一猪舍，猪舍为水泥地面，每栏1头，试验期间母猪定量饲喂，每日饲喂2次(06:00和16:00)，母猪饲喂量从预产期前28天的2.8 kg/d，每5天增加0.2 kg，直至预产期前4天增至3.6 kg/d，预产期前3天饲喂3.4 kg/d，试验期间平均饲喂量为3.2 kg/d，自由饮水，其他如免疫、消毒、卫生等常规程序按猪场相关制度进行。

1.5 测定指标与方法 1.5.1 血液指标

母猪分娩后，耳缘静脉采血，取2 mL血液于含有乙二胺四乙酸(EDTA)的采血管内，4 ℃保存，4 h内测定血液生理指标；取15 mL血液置于含有促凝剂的离心管中，3 000 r/min下离心10 min分离血清，-20 ℃冻存，待测血清生化及抗氧化性能指标。

1.5.1.1 血液生理指标

红细胞(RBC)计数、HGB含量、红细胞压积(HCT)采用全自动血液分析仪(KX-21，希森美康，日本)进行测定。

1.5.1.2 血液生化指标

血清铁(SI)含量和血清总铁结合力(TIBC)根据试剂盒(南京建成生物工程研究所)进行测定。血清铁蛋白(SF)含量用酶联免疫吸附法(ELISA)检测，用R& D公司生产的试剂盒进行测定。操作按试剂盒说明书进行。

1.5.1.3 血清抗氧化性能测定

血清中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性、总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量均采用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒测定，具体测定方法均按试剂盒说明书进行。

1.5.2 铁贮测定

初乳铁含量：母猪分娩后1 h内采集母猪初乳5 mL，-20 ℃冻存，待测乳汁铁含量。

胎盘铁含量：母猪分娩时，取母猪胎盘-20 ℃冻存，待测胎盘铁含量。

参照GB/T 13885—2003^{[ 12 ]}的方法处理样品并定容，同时分别用超纯水和铁标准液做空白对照和标准参照物对照，利用原子吸收分光光度计(TAS-990)测定初乳和胎盘中铁含量。

1.6 数据处理及统计分析

数据采用SAS 9.2统计软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，差异显著性采用Duncan氏法进行多重比较，并对不同铁添加梯度的处理效应进行一次线性和二次回归分析。P<0.05为差异显著。

2 结果与分析 2.1 不同铁源及水平对母猪血液生理指标的影响

不同铁源及水平对母猪血液生理指标的影响见表2。与对照组相比，添加铁制剂显著提高了母猪RBC计数和HGB含量(P<0.05)，并有提高HCT的趋势(P=0.062)。与FeSO₄·H₂O组相比，添加Fe-Gly有提高母猪HGB含量的趋势(P=0.098)。母猪RBC计数、HGB含量和HCT均随Fe-Gly和FeSO₄·H₂O的添加水平的升高而呈线性和二次增加(P<0.05)。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 不同铁源及水平对母猪血液生理指标的影响 Table 2 Effects of different iron sources and levels on physiological indices of sows 项目 Items 铁添加水平 Added iron level/ (mg/kg) 红细胞计数 RBC count/ (1012 L-1) 血红蛋白 HGB/ (g/L) 红细胞压积 HCT/ % 对照 Control 0 4.89d 80.20e 39.54b 甘氨酸铁 Fe-Gly 50 5.00cd 91.20de 40.74ab 80 5.18abc 112.60bc 41.94ab 110 5.30a 117.60a 43.54a 140 5.32a 118.80a 44.12a 一水合硫酸亚铁 FeSO4·H2O 50 4.91d 86.40de 39.86b 80 5.03bcd 94.60cd 40.98ab 110 5.20abc 105.20bc 41.94ab 140 5.25ab 107.60ab 42.32ab 甘氨酸铁 Fe-Gly 5.20 109.20 42.59 一水合硫酸亚铁 FeSO4·H2O 5.10 98.45 41.28 SEM 0.07 3.75 1.10 P值 P-value 对照 VS. (甘氨酸铁+一水合硫酸亚铁) Control VS. (Fe-Gly+FeSO4·H2O) 0.026 <0.01 0.062 甘氨酸铁VS. 一水合硫酸亚铁 Fe-Gly VS. FeSO4·H2O 0.183 0.098 0.173 甘氨酸铁 Fe-Gly 线性 P值 P-value <0.01 <0.01 0.022 Linear R2 0.742 0.749 0.671 二次 P值 P-value <0.01 <0.01 0.025 Quadratic R2 0.745 0.756 0.661 一水合硫酸亚铁 FeSO4·H2O 线性 P值 P-value <0.01 <0.01 0.023 Linear R2 0.687 0.664 0.665 二次 P值 P-value <0.01 <0.01 0.047 Quadratic R2 0.715 0.668 0.631 同列数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著(P>0.05)，不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。 In the same column,values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05),while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

表2 不同铁源及水平对母猪血液生理指标的影响 Table 2 Effects of different iron sources and levels on physiological indices of sows

不同铁源及水平对母猪血液生理指标的影响见表3。与对照组相比，添加铁制剂显著提高了母猪FE和SI含量(P<0.05)，降低TIBC(P<0.05)。与FeSO₄·H₂O组相比，Fe-Gly组显著提高 了母猪SI含量(P<0.05)，降低了母猪TIBC (P<0.05)，同时还有提高FE含量的趋势(P=0.052)。母猪FE和SI含量均随Fe-Gly和FeSO₄·H₂O的添加水平的增加而呈线性和二次增加(P<0.05)；同时TIBC呈线性和二次降低(P<0.05)。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 不同铁源及水平对母猪血液生化指标的影响 Table 3 Effects of different iron sources and levels on blood biochemical index of sows 项目 Items 铁添加水平 Added iron level/ (mg/kg) 铁蛋白 FE/ (ng/mL) 血清铁 SI/ (mg/L) 总铁结合力 TIBC/ (μmol/L) 对照 Control 0 112.35e 108.15g 325.26a 甘氨酸铁 Fe-Gly 50 117.56de 129.16de 303.50b 80 121.50cd 147.61b 280.39c 110 143.32a 178.74a 251.69d 140 145.02a 181.66a 249.48d 一水合硫酸亚铁 FeSO4·H2O 50 114.38de 117.25f 318.58a 80 117.67de 125.83e 304.33b 110 127.86bc 136.75cd 279.49c 140 131.58b 138.10c 275.37c 甘氨酸铁 Fe-Gly 131.85 159.29 271.27 一水合硫酸亚铁 FeSO4·H2O 122.87 129.48 294.44 SEM 2.83 2.72 2.73 P值 P-value 对照 VS. (甘氨酸铁+一水合硫酸亚铁) Control VS. (Fe-Gly+FeSO4·H2O) 0.038 <0.01 <0.01 甘氨酸铁VS. 一水合硫酸亚铁 Fe-Gly VS. FeSO4·H2O 0.052 0.014 0.016 甘氨酸铁 Fe-Gly 线性 P值 P-value <0.01 <0.01 <0.01 Linear R2 0.741 0.913 0.926 二次 P值 P-value 0.014 <0.01 <0.01 Quadratic R2 0.782 0.914 0.923 一水合硫酸亚铁 FeSO4·H2O 线性 P值 P-value <0.01 <0.01 <0.01 Linear R2 0.774 0.842 0.854 二次 P值 P-value <0.01 <0.01 <0.01 Quadratic R2 0.697 0.843 0.879

表3 不同铁源及水平对母猪血液生化指标的影响 Table 3 Effects of different iron sources and levels on blood biochemical index of sows

不同铁源及水平对母猪抗氧化性能的影响见表4。与对照组相比，添加铁制剂显著提高了母猪血清T-AOC、GSH-Px和SOD活性(P<0.05)，降低MDA含量(P<0.05)。与FeSO₄·H₂O组相比，Fe-Gly组显著提高了母猪血清T-AOC、GSH-Px和SOD活性(P<0.05)。母猪血清T-AOC、GSH-Px和SOD活性随Fe-Gly添加水平的增加而呈线性和二次增加(P<0.05)。随FeSO₄·H₂O的添加水平的增加，母猪血清T-AOC呈线性和二次升高(P<0.05)，同时SOD活性呈线性线性升高(P<0.05)，并有呈二次升高的趋势(P=0.054)；GSH-Px活性有线性升高趋势(P=0.065)。MDA含量随铁添加水平的增加呈线性和二次降低(P<0.05)。

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 不同铁源及水平对母猪抗氧化性能的影响 Table 4 Effects of different iron sources and levels on serum antioxidant properties of sows 项目 Items 铁添加水平 Added iron level/ (mg/kg) 谷胱甘肽 过氧化物酶 GSH-Px/ (U/mL) 总抗氧化能力 T-AOC/ (U/mL) 超氧化 物歧化酶 SOD/(U/mL) 丙二醛 MDA/ (nmol/mL) 对照 Control 0 199.13c 4.49d 42.16c 3.99a 甘氨酸铁 Fe-Gly 50 206.01abc 4.66bcd 43.14c 3.89ab 80 210.96ab 4.74abc 44.56bc 3.75bc 110 211.81a 4.82ab 46.58ab 3.59de 140 211.78a 4.90a 48.8a 3.58e 一水合硫酸亚铁 FeSO4·H2O 50 201.16c 4.56cd 42.38c 3.93a 80 202.58c 4.61cd 42.78c 3.86ab 110 203.83bc 4.69bc 43.71c 3.74bcd 140 203.92bc 4.73bc 44.56bc 3.65cde 甘氨酸铁 Fe-Gly 210.14 4.78 45.77 3.70 一水合硫酸亚铁 FeSO4·H2O 202.87 4.65 43.36 3.80 SEM 2.43 0.06 0.80 0.05 P值 P-value 对照 VS. (甘氨酸铁+一水合硫酸亚铁) Control VS. (Fe-Gly+FeSO4·H2O) <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 甘氨酸铁VS. 一水合硫酸亚铁 Fe-Gly VS. FeSO4·H2O <0.01 0.027 <0.01 0.162 甘氨酸铁 Fe-Gly 线性 P值 P-value <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 Linear R2 0.801 0.728 0.713 0.745 二次 P值 P-value <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 Quadratic R2 0.651 0.785 0.742 0.685 一水合硫酸亚铁 FeSO4·H2O 线性 P值 P-value 0.065 <0.01 0.023 <0.01 Linear R2 0.241 0.716 0.605 0.543 二次 P值 P-value 0.181 0.015 0.054 <0.01 Quadratic R2 0.144 0.617 0.343 0.771

表4 不同铁源及水平对母猪抗氧化性能的影响 Table 4 Effects of different iron sources and levels on serum antioxidant properties of sows

2.4 不同铁源及水平对母猪初乳和胎盘铁含量的影响

不同铁源及水平对母猪初乳和胎盘铁的影响见表5。与对照组相比，添加铁制剂显著提高了母猪初乳铁和胎盘铁含量(P<0.05)。与FeSO₄·H₂O组相比，Fe-Gly组显著提高了母猪的初乳铁含量和胎盘铁含量(P<0.05)。对Fe-Gly组，初乳铁和胎盘铁含量均随铁添加水平的增加呈线性和二次增加(P<0.05)。对FeSO₄·H₂O组，只有初乳铁含量随铁添加水平的增加呈线性和二次增加(P<0.05)。

3 讨 论 3.1 不同铁源及水平对母猪血液生理指标的影响

HCT与HGB是反映机体贫血状况敏感的指标^{[ 13 ]}。前人关于饲粮中添加铁制剂对血液生理指标的研究主要是针对仔猪进行，并有研究表明随氨基酸螯合铁添加水平的增加，断奶仔猪HCT和HGB含量呈线性增加^{[ 14,15 ]}，但是对母猪血液生理指标影响的研究很少。本研究发现，在饲粮中添加铁制剂，可显著提高母猪RBC计数和HGB含量，同时Fe-Gly的效果要优于FeSO₄·H₂O，这与Wei等^{[ 8 ]}的研究一致。这可能是因为无机铁易受pH影响，在pH>3.0时，无机铁将变为不溶性化合物^{[ 14 ]}，但是氨基酸螯合铁的稳定性强，分子质量小，可完整通过消化道黏膜被吸收。本研究中，添加含铁80 mg/kg的Fe-Gly或110 mg/kg的FeSO₄·H₂O时，对母猪RBC计数、HGB含量和HCT的效果基本一致，同时高剂量FeSO₄·H₂O(含铁140 mg/kg)和Fe-Gly(含铁110和140 mg/kg)并不能显著提高母猪的HGB含量和HCT，这可能是与机体的稳态机制有关，机体可通过肝脏及其他组织器官调节铁水平^{[ 14 ]}。一般认为，当机体HGB含量为100 g/L时，可以认为机体铁含量充足；为80 g/L时，濒临贫血边缘；低于 70 g/L时认为动物已经贫血^{[ 16 ]}。在本试验条件下，当Fe-Gly和FeSO₄·H₂O的添加水平(以铁计)分别为80和110 mg/kg时，母猪HGB含量均超过100 g/L，以HGB含量为判据，可认为此时母猪的铁贮富足，已满足母猪的需要，过量添加只会增加成本和污染环境。

表5

Table 5

表5(Table 5)

表5 不同铁源及水平对母猪初乳铁和胎盘铁含量的影响 Table 5 Effects of different iron sources and levels on iron content in colostrum and placenta of sows 项目 Items 铁添加水平 Added iron level/ (mg/kg) 初乳铁 Colostrous iron/ (mg/L) 胎盘铁 Placental iron/ (mg/kg) 对照 Control 0 2.93e 181.02c 甘氨酸铁 Fe-Gly 50 3.77c 225.34b 80 4.16b 244.17b 110 4.39a 288.96a 140 4.42a 292.34a 一水合硫酸亚铁 FeSO4·H2O 50 2.98e 186.34c 80 3.18d 185.67c 110 3.22d 187.98c 140 3.22d 179.22c 甘氨酸铁 Fe-Gly 4.19 262.70 一水合硫酸亚铁 FeSO4·H2O 3.15 184.80 SEM 0.07 7.56 P值 P-value 对照 VS. (甘氨酸铁+一水合硫酸亚铁) Control VS. (Fe-Gly+FeSO4·H2O) <0.01 0.050 甘氨酸铁VS. 一水合硫酸亚铁 Fe-Gly VS. FeSO4·H2O <0.01 <0.01 甘氨酸铁 Fe-Gly 线性 P值 P-value <0.01 <0.01 Linear R2 0.846 0.856 二次 P值 P-value <0.01 <0.01 Quadratic R2 0.925 0.849 一水合硫酸亚铁 FeSO4·H2O 线性 P值 P-value <0.01 0.998 Linear R2 0.714 <0.01 二次 P值 P-value <0.01 0.646 Quadratic R2 0.775 0.039

表5 不同铁源及水平对母猪初乳铁和胎盘铁含量的影响 Table 5 Effects of different iron sources and levels on iron content in colostrum and placenta of sows

3.2 不同铁源及水平对母猪血清生化指标的影响

FE、SI、TIBC是反映猪机体铁状况和生长发育状况的重要指标^{[ 17,18 ]}，同时TIBC越高，体内SI含量越低^{[ 19 ]}。本研究中，母猪饲粮中添加铁制剂，显著提高了母猪FE和SI含量，降低了TIBC。这与石文艳^{[ 9 ]}研究发现一致。氨基酸螯合铁可显著提高母猪血液SI含量，降低TIBC。本研究中在相同的铁添加水平下，Fe-Gly效果优于FeSO₄·H₂O，这表明Fe-Gly更能改善母猪的铁营养状况。这可能是因为无机铁需要借助辅酶与氨基酸或其他物质形成螯合盐后才能被吸收，而氨基酸螯合铁是机体吸收金属离子的主要形式，可直接被机体吸收，并且避免了同其他矿物元素之间的吸收竞争^{[ 16 ]}，从而提高了氨基酸螯合铁的生物学效价^{[ 2,20 ]}。

3.3 不同铁源及水平对母猪抗氧化性能的影响

机体内铁含量可显著影响机体的抗氧化能力。铁元素可通过机体酶促抗氧化系统，清除体内代谢产生的强氧化剂超氧阴离子自由基(O^2-·)的歧化产物过氧化氢(H₂O₂)及有机过氧化物，并维护抗氧化酶系催化反应得以正常进行^{[ 21 ]}。铁摄取不足，会增大对应激的敏感度，降低动物的抗氧化能力^{[ 22 ]}。GSH-Px和SOD可反映体内自由基反应的动态变化及组织损伤情况，是机体抗氧化系统中重要的酶，而MDA则是一种具有很强生物毒性的脂质过氧化反应的代谢产物，其变化可反映肝脏组织内脂质过氧化情况；同时对T-AOC的测定，能够全面地评价动物机体的抗氧化状态。前人关于铁对GSH-Px活性影响的报道并不一致，有研究表明，给小鼠定期定量注射右旋糖酐铁，血清GSH-Px活性随铁含量的增加而显著降低^{[ 23 ]}；同时也有研究表明，血清中GSH-Px活性随铁含量的增加而升高^{[ 24,25 ]}。本研究表明，母猪血清GSH-Px活性均随铁添加水平的增加而升高，这可能与所选用的试验动物以及铁添加水平的不同有关。冯国强等^{[ 26 ]}报道，肉仔鸡饲粮中添加120及160 mg/kg甘氨酸亚铁显著提高了肉仔鸡血清SOD活力，降低了MDA含量。本研究结果表明，添加铁制剂可显著提高母猪血清T-AOC和SOD活性，降低MDA含量，且Fe-Gly和FeSO₄·H₂O添加水平(以铁计)分别为80和110 mg/kg时，血清T-AOC和MDA含量达显著水平。这表明，添加铁制剂可改善母猪的抗氧化性能，但Fe-Gly效果优于FeSO₄·H₂O。

3.4 不同铁源及水平对母猪初乳铁和胎盘铁含量的影响

氨基酸螯合铁的吸收是以一种易于穿透胎盘的方式进行的，在妊娠母猪饲粮中添加氨基酸螯合铁后，可显著增加胎盘和胎儿铁含量^{[ 16,27 ]}。有研究报道在妊娠母猪分娩前1个月，蛋氨酸螯合铁能迅速通过胎盘并向仔猪转移，增加仔猪铁贮^{[ 5 ]}，提高母乳中的铁含量^{[ 28 ]}，这与本研究的结果一致。但是Robbins等^{[ 29 ]}研究认为，妊娠母猪饲粮铁源并不能影响乳汁铁含量，这可能是由鳌合铁的品质和母猪铁营养状况等的不同所致。本试验结果表明，无机铁对胎盘铁含量无显著影响，这与Spruill等^{[ 30 ]}报道一致，这说明氨基酸螯合铁具有更强的穿过胎盘屏障的能力，使机体更有效地利用铁制剂，从而改善仔猪铁营养状况。

4 结 论

① 本试验条件下，妊娠母猪饲粮中添加Fe-Gly和FeSO₄·H₂O均可不同程度改善母猪铁营养状况及抗氧化性能；添加Fe-Gly对母猪初乳铁、胎盘铁、SI含量、TIBC和抗氧化性能等的效果优于添加FeSO₄·H₂O。

② 以母猪HGB含量为标准，综合本试验研究结果，母猪适宜的Fe-Gly和FeSO₄·H₂O添加水平(以铁计)分别为80和110 mg/kg。