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饲料中维生素k的营养研究

  作者: 来源: 日期:2004-09-06  

 

       维生素K是一类含有甲萘醌结构的抗出血性化合物的总称。维生素K可分为两大类化合物: K1、K2、和K3,可动植物体内提取;另一类为水溶性化合物: K4,人工化学合成。最重要的为K1、K2、和K3,商品用维生素K是维生素K3的衍生物。维生素K3的活性成分为甲萘醌。本文就饲料中维生素K在畜牧水产养殖业上的营养研究作一综述。

          1 维生素K的生物学特性

         维生素K1,(Phytylmenaquinone)是金黄色粘稠油状物,耐热、易氧化,在强碱、强酸、光照的辐射下很不稳定。维生素K2  (Prenylmenaquinonen)是一类黄色晶体,性质类似于维生素K1。维生素K3(Menadione)是脂溶性的,但其亚硫酸氢钠加成物为水溶性,白色晶体,无臭味,常温下稳定,遇光易分解,活性很强,约是维生素K2的4.3倍。

                      
        维生素K为脂溶性维生素`,因而其在消化道中的吸收需要胆汁和胰液的参与。通常维生素K先溶于脂肪性分子胶团中,再在以上两种消化液的参与下被吸收。任何脂肪吸收机能障碍,均会减少维生素K的吸收。维生素K3盐和维生素K4是水溶性的,即使在低脂肪日粮中,它们也能被动物较好的吸收。

                      
        在动物体内,只有生物活性的是K2、,而维生素K1、和维生素K3经吸收后都要在肝脏中转化为K2才能发挥功能。不同维生素K的吸收效率不同,一般在10%~70%之间。维生素K1,的吸收率较低,沉积率较高;而维生素K3刚好相反(Suttie,J.W.1991)。

                      
        天然维生素K的稳定性很差,而维生素K3盐在不含徽量矿物元素的复合维生素预混料中稳定性很好,但在碱性条件下维生素K3盐很容易被破坏,因此碱性或微碱性的矿物质不能和维生素K3盐混在一起。维生素K3盐的稳定性,还会因为饲料中含有氯化胆碱或较高水分而降低。饲料制粒过程中的搅拌混合,高温、挤压等均会增加维生素K3盐的破坏。据Coelho(1991)指出、MSBC和MPB在含有胆碱的维生素一微矿元素预混剂中,保存3个月,其生物活性可损失80%。因此,在具体应用时,应筛选更加稳定的维生素K,衍生物,以使其在含氯化胆碱、微量元素的预混剂或饲料中长期保持较高的生物活性。

        2  维生素K的生物学作用

                      
        维生素K亦称抗出血因子,因为它与动物有机本血液凝固有密切关系,是合成凝血酶原因子Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的需成分。是维持血液凝固机制系统的功能所不可缺少的。这4种凝血蛋白的前体都必须先在肝脏中合成,需要在维生素K参与下转变为活性因子(Suttie et al. 1980)。维生素K缺乏时,凝血因子活性降低,凝血时间延长,在补充维生素K的4~6小时后,可恢复正常,但摘除肝脏的动物,却不能够恢复。

                      
        动物机体内(主要指在于肝脏、骨骼、睾丸、皮肤、肺脏、和肾脏等组织器官)的一些维生素K依赖羧化作用体系在发挥功能时,依赖于维生素K,如在凝血因子前体的激活,骨酪形成,皮肤的钙代谢时(Suttie J.W,1988;Furie B,1990),都需依赖于维生素K的轻化磁系统的参与(Weiset etal 1984)。维生素K是骨钙素(BGP)合成过程中不可缺少的因子(Price P A,1985),BGP是由成骨细胞产生和分泌的一种非胶原蛋白,具有骨代谢调节激求的作用(孟昭亨,1992。维生素K在高能化合物代谢和提供各种成形过程能量之氧化磷酸化作用中,以及同其它脂溶性维生素代谢的联系上均起右重要作用。维生素K还具有利尿,强化肝的解毒功能,拿与各种膜的结构与功能,并能降低血压(Olson  R.E,1984)。尽管除凝血功能外,维生素K的其他生物学功能尚在研究当中,但可以肯定维生素K和多种蛋白因子有关。

          3 畜禽对维生素K的需要量

                      
         动物对维生素K的需要量,一般通过日粮或肠道中微生物合成可以满足。其维生素K的需要量受到动物年龄、性别、品种、抗维生素K因子,疾病情况以及任何影响脂肪吸收和肠道檄生物态系的因求的影响。具有食粪习性的动物,能从粪便中获取大量维生素K。

                      
         饲粮中维生素K拈抗物的含量多少,直接影响动物对维生素K的需要量,维生素K的缺乏症也往往由拮抗物所引起。例如双羟香豆素,一旦含量过多,即会引发维生素K缺乏症,维生素K也可拮抗维生素K的合成与吸收作用,并可继发维生素K的缺乏(夏兆下等,1995)。日粮中添加过量的磺胺类药、抗生素等,也会抑制肠道微生物合成维生素K。据Hall等(1991)报道,使用过量的钙会导致猪对维生素K的更大需求。此外、霉变饲粮的霉变毒素也能引起类似情况,需要增加添加量。因此在日粮配制时,很难确定动物的精确需要量。

                      
        因集约化封闭式饲养,在猪和鸡等单胃动物日粮中添加VK势在必行。动物每日VK需要量因动物种类不同而异,一般在20-200μg/kg体重之间。据ARC(1981)估计猪日粮中VK3需要量为200~300μg/kg;而NRC(1998)则建议为500μg/kg日粮,肉用仔鸡和蛋用仔鸡的需要且则在500~600μg/kg日粮之间。水产鱼类对维生素K的需要量较高,不同的科研单位的建议量也相差很大,一般采用2~16mg/kg日粮(Hall et  al.1986)。维生素K的超量供给会产生毒性反应,主要造成血液循环系统的紊乱。不同动物对毒性反应不同,不同的维生素K种类引起的毒性反成也有差异。实际上动物对维生素K的耐受能力是非常高的,一般情况下是不会发生维生素K中毒。据Seerley等(1976)报道,用每kg含有llOmg2-甲基萘醌嘧啶重亚硫酸盐(MPB)的饲粮喂断奶仔猪达16周之久,都未发现中毒症状。Oduho等(1993)使用300mg/kgMPB日粮饲喂雏鸡,也未发生中毒症状。NRC(1988b)提出,维生素K的中毒剂量一般为需要量的1000倍,如万一发生中毒其死亡率非常高(Oduho et al. 1993)。

           4  维生素K的商品形式

                      
        饲料工业中采用的维生素K,通常是维生素K3盐。维生素K3盐比维生素K3稳定,且是水溶性,易为动物吸收。其主要产品有亚硫酸氢钠甲萘醌(MSB)用明胶微囊包被而成,含活性成分为25%或50%两种。亚硫酸氢钠甲萘醌复合物(MSBC)为一种晶粉状,可溶于水,水溶液pH值为4.7~7。含活性成分25%,由于加入稳定剂,稳定性很好,在50℃的高温时活性不损失。亚硫酸嘧啶甲萘醌(MPB)含活性成分50%,稳定性优于MSBC,但有一定的攘性,需要注意添加剂量。它们的生物活性分别相当于维生素K3的50%、45.3%、33%(Oduho et al.1993)。

         5 维生素K的缺乏症

                      
        维生素K缺乏症主要归因于现代饲养业中限制了动物的食粪;进用新品种,追求高生长速度,日粮中又使用含维生素K较低的浸提油饼和优质鱼粉;饲料中维生素K需要增加;饲料中可能含有双羟香豆素类维生素K拮抗剂(抑制因子);磺胺类药物、抗生素及其他药物的添加使用,减少了肠道维生素K的合成等等。维生素K缺乏时会导致皮下组织广泛性出血或肌肉、消化道、泌尿生殖道、腹腔和脑等器官或组织内出血,并往往造成动物死亡(Flodin   N.W,1988)。

                      
         维生素K缺乏引起的凝血时间延长及出血症等,还会导致动物发生贫血。如出生仔猪,在断脐时往往会流血过多使机体极度衰弱,生长缓慢、形成僵猪、甚至死亡(Seerley et al .1976;Hall et al 1991)。在母猪日粮中补充畜用维生素K能预防这一症状。大规模的现代化养猪中,母猪容易发生流产,生长猪发生出血综合征,出现有皮下大血、血尿及呼吸异常等。初生仔猪体质衰弱,容易诱发贫血。有些猪甚至会表现出全身充血性肿胀,耳部血肿等症状。一般猪还会引发肌退行性变化,即横纹肌纤维被纤维结缔组织取代。在心脏和骨骼中出现透明质退化现象,但可以通过补充维生素K来治疗。鱼类缺乏维生素K时,也会发生贫血和轻度出血,虹鳟还会表现出肝脏萎缩。毛应动物中并未发现缺乏维生素K的典型症状,但母畜在妊娠期缺乏维生素K,常导致新生仔畜的大批死亡(许梓荣等,1999)。

           6  维生素K在畜牧养殖中的应用

          6.1  在养畜业上的应用

                      
         Seerley等(1976)发现,每kg饲料中添加1.lmg2-甲基萘醌嘧啶重亚硫酸盐,可防止抗凝血剂(pivalyl)引起的刚断奶仔猪的出血症。Hall等(1986)提出,对于72kg体重的猪,每kg饲料中必须添加2mg2-甲基萘醌,才能防止抗凝血剂的作用。据报道,给体重4kg的断奶仔猪的饲料添加维生素K4mg/kg体重,仔猪的体增重比饲喂基础饲粮的对照组有所增加。NRC(1988)提出,每kg猪用饲粮中应该含有O.5mg2-甲基萘醌。

                      
        曾经发现养猪因凝血机制紊乱而导致的皮下出血和阉割后出血过多的情况,若按每kg体重一次肌肉注射3mg维生素K1或维生素K2可治愈上述症状。据陈璎等(1999)报道,在母猪日粮中添加维生素K3可显著提高仔猪断奶窝重、断奶个体重和断奶成活率,并对产仔数和初生窝重有改进作用。

         6.2 在养禽业上的应用

                      
        据研究认为,家禽对维生素K的最低生理需求是lmg/kg饲粮,但为保证种蛋的高孵化率和雏鸡的存活率,必须大大超过这一标准,最高可达lOmg/kg饲粮。蒋国文(1997)报道,在7周龄时,大剂量维生素K组公鸡第二性征发育普遍地较其它组明显。大剂量维生素K有促进生长的趋势,促进睾丸重量极显著增大。与维生素A互作明显降低增重,增大料重比,对肝、肾重量的影响上呈现相互的拮抗作用,而对脑重量的影响则呈现协同作用。另有报道认为,有维生素K缺乏症的雏鸡,迸受球虫病的侵客也更加严重(李有亚等,1997)。

         7  结语

                      
         综上所述,维生素K是一种脂溶性、具有一定毒性的维生素,而且在瘤胃和肠道可部分合成,以供动物需要。但是对单胃和幼年动物来说,其自身合成不足,吸收能力较差,适当补给维生素K是必要的。因此在配制畜禽动物饲料时,应综合考虑动物生理特性营养需求、原料来源、加工工艺和预混剂组成等多种因素来具体应用维生素K,谋求必需的安全用量,来获取最大的养殖经济效益。

 
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