脂溶性维生素添加剂的安全性

    关键词 脂溶性维生素 添加剂 安全性

    中图分类号：S816．7   文献标识码：B   文章编号：1002－2813（2003）12—0012一04

    维生素A、D、E、K不溶于水而溶于脂肪及脂溶剂（如乙醚、氯仿和苯等），被称为脂溶性维生素。脂溶性维生素在饲料中常与脂质共存，在肠道吸收时也与脂质的吸收密切相关，能以扩散的被动方式穿过肌肉细胞膜的脂相，并可经胆囊从粪中排出。当脂质吸收不良时，脂溶性维生素的吸收会减少，从而引起相应的缺乏症；长期吸收过量脂溶性维生素，也会对动物机体产生毒害作用。除维生素K可由动物消化道合成足够的量外，其他维生素都必须由日粮提供。吸收后的脂溶性维生素可以在动物体内贮存，尤其以肝脏中为主。

    1 脂溶性维生素的结构与功能

    1．1 维生素A

    维生素A又名视黄醛、抗干眼病维生素，是含有β－白芷酮环的不饱和一元醇，由异成二烯构件分子生物合成。纯维生素A为淡黄色晶体，缺氧时对热稳定，有氧时对热不稳定，且易被紫外线破坏。维生素A仅存在于动物体内，植物中只有维生素A原——胡萝卜素和类胡萝卜素。维生素A包括A₁与A₂2种，也存在于哺乳及咸水鱼的肝脏中，A₂存在于淡水鱼的肝脏中，二者可直接被动物机体消化吸收。α、β、γ-胡萝卜素和玉米黄素在动物肠壁料胞内及肝脏、乳腺内经胡萝卜素酶作用可转化为维生素A。饲料中胡萝卜素的含量以β-胡萝卜素计，动物体内胡萝卜素的吸收转化率很低并因动物种类而异见表1。

    表1不同动物利用β-胡萝卜素转化为维生素A的效价

    注：资料来源于杨凤，2002；张艳云，1998

    维生素A是构成视紫红质的成分，视紫红质由9，11-顺视黄醛和视蛋白内赖氨酸的ε-氨基通过形成Schiff碱缩合而成，视黄醛是维生素A的氧化产物；维生素A能刺激实验动物的生长，也可刺激许多组织中DNA的合成；维生素A能调节动物机体的免疫功能；能恢复某些类型细胞的生长接触性抑制，并提高细胞之间的黏附；维生素A的衍生物在特异的糖蛋白合成中还可作为糖的携带者。维生素A的主要生理功能则表现为，维持正常的视觉，维持上皮组织的完整，促进结缔组织中粘多糖的合成，以及维持细胞膜和细胞器（线粒体、溶酶体等）膜结构的完整及正常通透性。

    1．2 维生素D

    维生素D又名抗佝楼病维生素，属固醇类衍生物，纯品为无色晶体。从营养学角度考虑，维生素D的2种最主要形式是D₂（麦角钙化醇）和D₃（胆钙化醇），其分子结构很相似，仅17位的侧链不同。维生素D₂原存在于植物中，如麦角和酵母；维生素D₃存在于新鲜鱼肝油中。在紫外光照射下，人和其他哺乳动物能通过皮肤产生维生素D₃，并运送至机体各部分器官利用或贮藏。维生素D在体内必须经过进一步的化学变化才能发挥生理作用。维生素D₂与维生素D₃对哺乳动物的活性基本相同；对于包括家禽在内的鸟类，维生素D₃的活性远高于D₂，前者约为后者的20－40倍；奶牛维生素D₂的的效价可能只有维生素D₃的1／2－1／4。

    维生素D₃的羟化产物1，25-二羟D₃，能诱导CaBP（钙结合蛋白）的合成及促进Ca－ATΒ酶的活性，有利于钙、磷的吸收。维生素D的主要生理功能为调节钙、磷代谢，特别是增加小肠对钙、磷的吸收，对钙化过程有直接效应；调节肾脏对钙、磷的排泄，在甲状旁腺切除动物中，维生素D可增加磷的清除率，促使血清磷浓度降低；控制骨骼中钙与磷的贮存；协调血液中钙、磷的浓度等。

    1．3维生素E

    维生素E又名生育酚、抗不育维生素，是一组具有生物活性的化学结构相似的酚类化合物，主要存在于植物油中。天然的维生素E有8种，即：α、β、γ、δ-生育酚和α、β、γ、δ-生育三烯酚，均系苯共二氢吡喃的衍生物。维生素E中以α-生育酚活性最高小、β、γ-生育酚及α-生育三烯酚的活性分别为40、8及20 ％，其余的活性甚低。就氧化性而言，δ-生育酚的最强，α-生育酚的最弱。

    维生素E极易被氧化而保护其他物质不被氧化，是动物体内最有效的抗氧化剂。它能对抗生物膜磷脂中不饱和脂肪酸的过氧化反应，避免脂质中过氧化物的产生，保护生物膜的结构和功能；维生素E还可与硒协同通过谷胱甘肽过氧化酶发挥抗氧化作用，防止肝组织坏死和肌肉受损，维持红细胞的稳定性和毛细血管的完整性；α-生育酚能通过影响膜磷脂的结构而影响生物膜的形成；维生素E与动物的繁殖机能密切相关，具有促进性腺发育，促成受孕和防止流产等作用；维生素E可以促进血红素的合成；高剂量的维生素E还能促进免疫球蛋白的生成，提高动物机体对疾病的抵抗力，增强抗应激作用。

    1．4草维生素K

    维生素K又名凝血维生素，天然维生素K有2类：维生素K₁（叶绿醌）和维生素K₂（甲基萘醌）。维生素K₂存在于绿色植物和动物肝脏中，维生素K₂由动物肠及其他微生物合成。二者都是2-甲基-1，4-萘醌的衍生物。人工合成的有维生素K₃、K₄，维生素K₃的活性高，属水溶性，使用方便，因此在实际中应用最为广泛。

    维生素K是动物体内形成凝血酶原所必需的维生素，能促进肝脏合成凝血酶原（凝血因子Ⅱ）；调节另外几种凝血因子Ⅶ、Ⅸ及Ⅹ的合成；除凝血作用外，维生素K还可能依赖蛋白质和肽参与钙什谢。

    2  脂溶性维生素缺乏与过量时的安全性

    饲料（添加剂）的安全性，是指某种饲料（添加剂）在规定的处理、使用方式和用量条件下，其所含的某种有毒有害物质对动物机体不致于产生任何损害，即不引起急性、慢性中毒，亦不致对摄入该饲料的动物及其后代产生潜在危害。我国已制定了大部分动物饲料中脂溶性维生素安全添加量的国家标防见表2。

    表2脂溶性维生素安全饲养添加量的国家标准

    注：*NRC（1996）建议的鸭营养需要量；**为胡萝卜素的添加量（mg／kg）

    资料来源于张宏福，张子仪．1998

    过量摄入脂溶性维生素可引起动物中毒，给其生长和代谢造成障碍；脂溶性维生素的缺乏症则一般与其生理功能相联系，下面分别讨论。

    2．1 维生素A的安全性

    2．1．1缺乏

    添加量不足、小肠吸收不良或维生素A原转变受阻（如肝病时），均会导致维生素A缺乏。维生素A缺乏时动物的上皮组织增生，角质化，其中以眼、呼吸道、消化道、尿道及生殖器官等黏膜上皮受影响最大。泪腺上皮角质化后，眼泪的分泌停滞，使眼睛干燥，引起干眼症；由于上皮组织不健全（特别是呼吸道黏膜的破坏），细菌易入侵而引起感染，动物抗病力下降；性腺及性器官上皮细胞的病变常能使动物生殖能力下降或丧失，表现为受胎率下降、流产、怪胎、难产等。维生素A不足还会导致视紫质合成减少，动物的暗适应能力降低，严重时可出现夜盲症。

    2．1．2 过量

    同其他脂溶性维生素在动物体内具有贮积性一样，维生素A不易从动物体内迅速排出。摄入量超过正常量的50－500倍时会产生毒性，猪常表现为被毛粗糙，磷状皮肤，箭壳周围皮肤的裂纹处出血，血尿、血粪，过度兴奋，对触摸敏感，腿失控伴以不能站立，周期性震颤甚至死亡；鸡表现出精神抑郁，采食量下降，以至完全拒食；兔则会引起软骨损伤而致耳朵卷曲，还可导致妊娠母兔流产；瘤胃微生物可大量破坏维生素A，因此反刍动物对于维生素A高摄入量的耐受力高于非反刍动物。由于有关维生素A中毒引起高血钙和骨损伤的报道较多，早期的研究把维生素A过量与钙代谢联系起来，但目前对其病理仍然没有清楚的解释。现在有一种把维生素A的毒性与膜现象联系起来的趋势，少量的维生素A对于维持膜脂与蛋白质交叉连接的稳定性是至关重要的，但大剂量的维生素A与膜的脂蛋白结合，进而与外源蛋白结合则会溶解红细胞产生病症。

    2．2维生素D的安全性

    2．2．1缺乏

    维生素D不足时，既使钙、磷充足，动物也不能很好的利用钙、磷、镁在骨骼中的沉积会下降；幼龄动物的成骨作用发生障碍，出现佝偻症和软骨症，牙齿发育不良，生长受阻；成年动物发生骨质疏松症，易骨拆，关节变形；母畜孕期维生素D过度缺乏会造成新生儿先天畸形，母畜本身也会受到损害；家禽缺乏可降低产蛋量和孵化率，蛋壳薄而脆。

    2．2．2 过量

    维生素D中毒表现为高尿钙、厌食、恶心呕吐。口渴、多尿、乏力、关节疼痛及一般定向障碍，过量的维生素D引起血钙过高使多余的钙沉积在心脏、血管、关节、心包或肠壁，导致心力衰竭，关节强直或肠道疾患，甚至死亡。维生素D₃的毒性10－20倍于维生素D₂，这是因为维生素D₃很容易被代谢为25-羟-D₃的原因，组织培养可以证明25-羟-D₃对骨重吸收活动的影响。Trunnel等（1990）给15头7－10日龄的奶牛犊和杂种牛喂维生素D、A和E复合物，每天维生素D100万IU、维生素E88万IU。结果所有的牛均表现出精神不振、厌食、脱毛。步行困难等症状，其中6头在饲喂13－27 d后死亡。对其中3头进行解剖发现，在肺动脉的内皮表面有红褐色沉淀物，肝脏轻微变色。对8头牛中的6头牛进行血液化学检查，发现血浆中25-羟-D₃和Ca²⁺的浓度均有明显升高。

    2．3 维生素E的安全性

    2．3．1 缺乏

    动物缺乏维生素E会使多种机能发生障碍，血管平滑肌和心肌受损，心力衰竭，缺硒能促使症状加重。维生素E与硒同时缺乏时，会引起动物急性肝坏死，如果只缺乏其中之一，则为较轻的慢性病变。反刍动物的维生素E缺乏症表现为营养不良，犊牛和羔羊产生白肌病；公猪睾丸退化，肝坏死，营养性肌肉障碍以及免疫力降低；家禽主要表现为繁殖机能紊乱，精子数量减少，种蛋孵化率低，脂肪组织褪色，渗出性素质病等。

    2．3．2 过量

    维生素E相对于维生素A和维生素D是无毒的，多数动物摄入超过其日常供应量的100倍都不发生有害反应。但过量摄取维生素E可能会抑制维生素A及维生素K的吸收，且摄入量大于1200 mg／d生育酚当量时，可干扰维生素K的代谢，降低血小板的粘附能力，增强某些抗凝剂的作用，引起术后出血。据报道，高剂量维生素E会引起仓鼠睾丸萎缩和精子产生量减少；公鸡的性特征发育缓慢；向可育的鸡蛋中注人维生素E有致胚胎死亡作用；有人认为，体内高浓度的维生素E可能会抑制嗜中性粒细胞对细菌及真菌的杀伤能力，从而增加早产儿患脓毒血症的危险。

    2．4 维生素K的安全性

    2．4．1 缺乏

    维生素K缺乏时产生低凝血酶原症，血浆中多种凝血因于减少，血液凝结时间大为延长。由于动物消化道的某些微生物能合成足够的维生素K₂，放成年动物不易缺乏维生素K。幼龄动物，特别是笼养幼禽不能由合成维生素K₂满足其生长发育的需要。肠道疾病或动物长期服用广谱抗生素和抗菌药物制剂时，肠道微生物活力下降，可引起维生素K缺乏。由腐烂的植物饲料中形成的双香豆素能降低维生素K的利用率，故当饲料中含有此类物质以及添加有磺胺类药物和抗生素时，需增加日粮维生素K的含量。

    2．4．2 过量

    天然形式的维生素K发生中毒的可能性很小，维生素K的毒性主要来自于它的水溶性合成类似物，其中以维生素K₃最为明显。维生素K₁以任何途径投用极大剂量也不产生有害作用；维生素K₂毒性极小（如果可产生毒性的话）；合成的维生素K₃若以非经肠途径投用，可产生致死性贫血、高胆红素血症和严重的黄疽，然而其毒性阀值至少1 000倍于其需要量。马对于维生素K中毒特别敏感，以非经肠途径投用2－8 mg／kg体重就可产生致死作用。但对大多数动物来说，非经肠途径投用的LD₅₀值（半数致死量）都比上述剂量大得多。

    3 安全使用脂溶性维生素添加剂应注意的问题

    3．1 注意选择使用时的针对性

    选择饲料添加剂时应综合考虑使用目的、质量规格、价格和个体因素。针对不同动物及同一动物的不同缺乏症，应选择不同的脂溶性维生素。地区气候、土壤、水源等环境条件的差异，会对饲料中的有效成分和含量产生不同影响，在配合饲料时要有针对性的增减饲料添加剂的种类，以达到有的放矢。高效合理之目的。配制预混料时，如生产条件和技术力量好，可选择纯品或药用级脂溶性维生素制剂；如生产条件和技术力量差，应选择经过包被处理的

    制剂；如配制液体饲料或宠物罐头饲料，则应选择可溶性制剂。

    3．2 注意合理供给量

    确定脂溶性维生素供给量时应考虑以下因素：日粮组成、饲料中脂溶性维生素的颌颃因子、饲料中固有脂溶性维生素及其利用率、饲养方式和环境条件减物的健康状况及应激等。确定供给量时应区分饲养标准中的需要量和实际供给量之间的差别，需要量一般是指在正常情况下能保持畜禽健康及生产性能发挥的最低需要量，而供给量则除考虑上述原因以外，尚要考虑畜禽在不同生理状态下对维生素的利用能力及影响维生素利用的某些因素在内的总需要量。在实际应用中应根据畜禽不同的生理状况和生产性能，包括安全系数在内的供给量来添加脂溶性维生素。

    3．3 注意饲喂前的预处理

    脂溶性维生素添加剂产品在开封后应尽快用完，制粒、膨化冷却后再喷涂在颗粒料表面能减少脂溶性维生素的损失。由于添加剂在配合饲料中占的比例很小，不可能一次搅拌均匀，放使用维生素添加剂要事先用少量玉米粉等载体预混，然后再逐级扩大混匀。添加剂均匀性差，会直接影响饲喂效果，达不到使用添加剂的目的，造成浪费甚至危害，充分预混均匀则能显著降低畜禽的发病率。

    3．4  注意添加剂之间的互作

    饲料添加剂之间存在协同作用与颉颃作用，若将有协同作用诸成分配合在一起使用，其功效能大于各自功效的总合，收到事半功倍的效果；反之则会使其功效小于各自功效，甚至无效和产生毒副作用。脂溶性维生素对大部分矿物质不稳定；在潮湿或含水量较高的条件下，脂溶性维生素对各种因素的稳定性均降低；试验还表明，维生素K若与氧化物或碳酸盐微量元素配合，贮藏中的损失率可达92％。表3是脂溶性维生素与矿物质元素、氯化胆碱共存时对外界因素的稳定性。

    表3  脂溶性维生素添加剂对外界因素的稳定性

     注：+表示敏感；++表示非常敏感；（+）表示弱敏感或同其他因素结合时敏感；-表示不敏感