红色纳米硒在动物科学领域中的应用研究

硒是动物生产中不可缺少的微量元素之一,尤其是哺乳动物,硒的主要功能有：抗氧化功能、与VE的协同作用、增强机体免疫力、提高动物的繁殖性能。 硒是动物生产中不可缺少的微量元素之一,尤其是哺乳动物,硒的主要功能有：抗氧化功能、与VE的协同作用、增强机体免疫力、提高动物的繁殖性能。<<隐藏

动物营养 红色纳米硒在动物科学领域中的应用研究进展陈 辉 ， 黄仁录＊， 邸科前 ， 张振红 ， 郭云霞 ， 潘（河北农业大学动物科技学院，河北 保定 ０７１００１） 栋 摘 要： 红 色 纳 米 硒 Ｒｅｄ Ｎａｎｏ－ Ｓｅ） 是 以 蛋 白 质 为 分 散 剂 的 单 质 硒 纳 米 粒 子 。 综 述 了 纳 米 硒 的 生 物 学 功 能 以 （ 及在动物科学领域中的应用研究进展。 关键词： 纳米硒； 动物科学； 进展 中图分类号：Ｑ６１３．５２；Ｓ８１６．７２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－ ００８４ （２００６） ００１６－ ０３ ０５－ １ 纳米材料与纳米技术 １．１ 纳米材料广义的纳米材料的概念为： 在三维空间中， 至 少有一维处于纳米尺寸范围的材料或由这些材料做 为基本单元而构成的材料。 日本率先开展了纳米物理和纳米化学的研究。 （ ） Ｋｉｍｏｔｏ 利用透视显微镜 ＴＥＭ 观察结晶行为， 提出 了 的新概念， 即颗粒尺寸少于 １００ “超微粒子结构” ｎｍ 的结构， 具有小尺寸、表面与界面和量子尺寸三 大效应。零维， 称纳米粉； 二维， 称纳米线； 三维， 称纳米晶 包括缺陷的尺寸亦少于１００ ｎｍ） 。到２０ 世 （ 纪 ７０ 年 代未、 ８０ 年代初 ， 人们对纳米 微粒结 构 、 形态和特性进行了较为系统的研究。１９８２ 年， 联邦 德国 的 Ｇｌｅｉｔｅｒ 等人 对 金 属 及 金 属 氧 化 物 纳 米 的 制 备、结构与性能做了研究。１９９０ 年 ７月， 在美国巴 尔的摩召开了第一届国际纳米科学技术会议， 正式 将纳米材料科学作为一个新的学科分支公布于世。 在随后的时间里， 纳米材料与纳米技术不断向其他 的学科领域渗透、扩展， 其内涵也在不断丰富。 科学家们就曾预言， 如果我们对物体微小规模上的 排列方式加以控制， 就能获得大量的异于物质本体 的特性， 从而使物质世界产生丰富的变化。扫描隧 道显微镜 ＳＴＭ 和原子力显微镜 ＡＦＭ ， 具有空前 （ ） （ ） 高的空间分辨率， 不但可直接观察到物质表面的原 子结构， 还可以作为一种表面加工工具在纳米尺度 上对各种表项进行刻蚀和修饰， 实现纳米加工， 甚 至可以移动并定位单个原子、分子， 更进一步的了 解物质的特性。 ２ 红色纳米元素硒一般认为， 零价元素硒 如灰和黑色元素硒） ， （ 几乎无生物活性和毒性。 Ｎｕｔｔａｕ １９８５） 提出胶体状 （ 态红色元素硒具有或在特定环境下具有生物活性的 假说， 由于当时无实验证据， 加上一些微生物中红 色元素硒对微生物既无生物活性也无毒性， 是作为 代谢终端产物存在的， 以及灰和黑色元素硒也没有 生物活性和毒性， 他的假说末得到研究证实。 体外研究中观察到， 蛋白质能够控制红色元素 硒原子的聚合。从而形成以蛋白质为核、红色元素 硒为膜和以蛋白质为分散剂的纳米粒子。这种纳米 硒对热稳定， 不转化形成灰或黑色元素硒。常规制 备的是大颗粒、浑浊状态红色元素硒， 而生物体形 成 的是纳米尺度、胶体状态红色元素硒。两种硒状 态的明显不同， 说明生物体内存在着能控制元素硒原 子聚合的物质。目前， 对于红色元素硒生物性质的认 识是模糊的。一些微生物对无机硒有耐受性， 原因 是将无机硒转化形成为对这些微生物无毒性的处于 胶体状态的红色元素硒 〔 ２ 〕。利用酵母或植物生产硒 蛋白的实践中， 经常会发现红色元素硒， 通常情况 １．２ 纳米技术 目前比较统 一的对纳米 技术的定义 是： 在 １～ １００ ｎｍ空 间 内 ， 研 究 电 子 、 原 子 和 分 子 运 动 规 律和特性的技术 。纳米技术是伴随纳米材料研究发〔１〕 展起来的。一般所说的纳米材料是指晶粒尺寸为纳 米级 １０ （－９ ｍ） 的 超 细 材 料 。 早 在 ２０ 世 纪 ５０ 年 代 ， 收稿日期：２００５－ １２－ ２４ 作者简介： 陈辉 １９８１－ ） ， 女， 河 北 藁 城 人 ， 硕 士 研 究 生 ， 研 （究方向为家禽营养与饲料科学。 ＊ 通讯作者 饲料博览 ２００６ 年第 ５ 期 － １６ － 动物营养下是把它当作无生物利用价值的元素硒而废弃。 纳米硒是以蛋白质为核、红色元素硒为膜和以 蛋白质为分散剂的红色元素硒的纳米粒子， 粒径在 钠的机理尽管不是很清楚， 但是有一点可以肯定的 是， 纳米硒所具有的表面及界面效应、催化特异 性、低毒性是造成这一结果的主要原因。 杨陟华等〔 ７ 〕研究了纳米硒对用Ｄ－ 半乳糖造成的 小鼠免疫失衡和氧化损伤的保护作用 ， 结果表明， 纳 米硒不但可 以降低由于 连续注射 Ｄ－ 半 乳 糖 引 起 的体内自由基的升高， 而且可以抑制由于连续注射 ８０ ｎｍ 以内， 是单质硒。这种纳米硒对热稳定， 不转化形成灰或黑色元素硒。 ３ 红色纳米硒的生物学功能及在动物科学领域中 的应用 ３．１纳米硒的低毒性 高学云等 研究了纳米硒的急性毒性、生物利〔３〕 Ｄ－ 半乳糖引起的小鼠免疫功能的失衡， 从而证实纳米硒有一定的生物利用率和生物功效。张劲松等 〔 ８ 〕 采用 Ｄ－ 半乳糖小鼠衰老和黑腹果蝇生存模型， 评 价纳米硒的抗氧化和延长生存时间作用， 结果表 明， 纳米硒能显著降低小鼠全血丙二醛含量和提高 小鼠全血谷胱甘肽过氧化物酶活性， 显著延长黑腹 果蝇生存时间， 说明适当剂量的纳米硒具有延缓衰 老的保健作用。 用性 以及对小鼠 Ｌｅｗｉｓ 肺癌移植 瘤的 抗 肿 瘤 功 效 ， 结果表明， 纳米硒的急性毒性约为亚硒酸钠的 １／７ ； 纳米硒和亚硒酸钠都能被小鼠很好地利用， 都能使 血中谷胱甘肽过氧化物酶活性提高； 纳米硒具有良 好的抗 Ｌｅｗｉｓ 肺癌移植瘤功效 。Ｚｈａｎｇ 等 体外研〔４〕 〔５〕 究证实， 纳米硒与谷胱甘肽 ＧＳＨ） 的反应速率仅仅 （ 是 Ｎａ２ＳｅＯ３ 与 ＧＳＨ 的反应速率的 １／１２．３ ， 这可能是 纳米硒毒性较低的机制之一。 ３．３ 纳米硒的免疫调节功能 高学云等〔９ 〕采用动物实验研究纳米硒对免疫功 ３．２ 纳米硒的抗氧化功能 谷胱甘肽还原酶 ＧＰｘ） 、超氧化物歧化酶 ＳＯＤ） （ （ 能的调节作用， 结果表明， 与对照组比， 纳米硒与 亚硒酸纳各剂量组的小鼠脏器重量及其指数无明显 变化； 纳米硒中， 高剂量组小鼠的细胞免疫功能、 体液免疫功能和巨噬细胞吞噬功能明显升高， 而亚 硒酸钠各剂量组的上述免疫指标无明显变化， 说明 纳米硒对小鼠免疫功能有明显的调节作用。 纳米硒的体液免疫效能高于硒代蛋氨酸和亚硒 酸钠， 并且纳米硒免疫效能的 Ｗｅｉｎｂｅｒｇ 剂量 － 效应 的最适剂量范围更宽， 可能源于纳米粒子奇异性质 在生物体内的表现， 与纳米硒独特的生物学效应有 关。纳米硒在提高小鼠免疫功能的作用机理上与硒 代蛋氨酸和亚硒酸钠可能存在不同之处， 其增强机 体免疫机能的机理有待于进一步探讨， 推测与其抗 氧化作用有关。可以明确的是， 在高剂量硒水平下， 纳米硒的抗氧化作用强于硒代蛋氨酸和亚硒酸钠， 机体中合成免疫球蛋白的能力高于硒代蛋氨酸和亚 硒酸钠， 从而导致高剂量硒水平下纳米硒组肉鸡的 体液免疫机能高于硒代蛋氨酸组和亚硒酸钠组。 和过氧化氢酶 ＣＡＴ） 是动物机体 的主要抗 氧化酶， （ 它们的含量和活性影响机体内的活性氧自由基水平 以及脂质过氧化终末代谢产物丙二醛 ＭＤＡ） 含量。 （ Ｔ－ ＡＯＣ 是衡 量机体总抗 氧化能力 的指标， 它 的 高低代表机体的总抗氧化能力。由于肉鸡缺硒（ 饲喂 基础日 粮） 状 态 下 机 体 主 要 抗 氧 化 酶 ＧＰｘ、 ＳＯＤ 和 ＣＡＴ 活 性 严 重 下 降 ， 导 致 机 体 活 性 氧 自 由 基 水 平以及脂质过氧化终末代谢产物 ＭＤＡ 含量显著升高。 由于硒是 ＧＰｘ 的组成成分， 并且位于 ＧＰｘ 的活性中 心 ， 缺 硒 直 接 导 致 ＧＰｘ 合 成 量 下 降 以 及 ＧＰｘ 活 性 降低； 虽然 硒不 是 Ｔ－ ＳＯＤ 和 ＣＡＴ 的 组 成 成 分 ， 但 动物缺硒状态下组织合成各种抗氧化酶的机能下 降， 其依赖于硒的 ＧＰｘ 活性降低， ＧＰｘ 活性的降低 直接影响Ｈ２Ｏ２ 的降解， 使细胞内 Ｈ２Ｏ２ 的水平增高， 继之蓄积的 Ｈ２Ｏ２ 可使 Ｔ－ ＳＯＤ 活性下降， 致使 Ｏ 蓄２－ 积， 又连锁性地引起 ＧＰｘ 和 ＣＡＴ 失活 ， Ｔ－ ＡＯＣ 相 应的降低。这种过程造成恶性循环， 使组织内产生 的 Ｏ 和Ｈ２Ｏ２ 不能及时清除， 导致脂质过氧化增强，２－ ４ 结 语纳米技术的发展使越来越多的微量矿物质的纳 机体活性氧自由基水平和ＭＤＡ 含量显著升高 。纳〔６〕 米化成为可能， 例如己经利用纳米技术制备了一部 分纳米态的微量元素： 纳米铜、纳米铁、纳米锌等， 对这些纳米态添加剂的生物学效应研究会使动物营 养学的研究从宏观、微观领域向介观领域拓展， 为 纳米科技在畜禽养殖中的应用奠定坚实的理论基础。饲料博览 ２００６ 年第 ５ 期 米 硒 能 显 著 地 提 高 ＧＰｘ 活 性 ， 机 体 组 织 清 除 自 由 基、脂质过氧化物的能力增强， 相应地机体内自由 基水平和 ＭＤＡ 含 量降低。纳米 硒在高剂量 硒水平 下所表现出的抗氧化能力强于硒代蛋氨酸和亚硒酸 － １７ － 动物营养 玉米蛋白粉的营养价值及其应用张艳铭 ， 甄二英 ， 宋智娟（河北农业大学动物科技学院，河北 保定 ０７１００１） 摘 要： 玉米蛋白粉是玉米加工的副产物， 在动物饲料中有很高的利用价值。文 章 主 要 介 绍 了 玉 米 蛋 白 粉 的 营养价值以及在畜禽饲料中的应用。 关键词： 玉米蛋白粉； 营养价值； 应用 中图分类号：Ｓ８１６．１５；Ｓ８１６．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－ ００８４ （２００６） ００１８－ ０３ ０５－ 玉米蛋白粉是玉米籽粒经医药工业生产淀粉或 酿酒工业提醇后的副产品， 它含蛋白质 ６０％ 以上， 有的 高 达 ７０％ ， 其 余 是 ２０％ 的 淀 粉 和 约 １３％ 的 纤 维素、维生素 Ａ 等多种营养物质， 还含有 １５ 种无 机盐以及玉米独有的黄色素。因其具有特殊的味道 和色泽， 一般只作饲料使用， 与饲料工业常用的鱼 粉、豆饼相比， 资源优势明显， 饲用价值高， 不含 有毒有害物质， 不需进行再处理， 可直接用作饲料 蛋白原料。玉米蛋白粉作为饲料可开发资源的优势 还在于工业化规模产量在扩大， 产品的抗营养因子 含量少， 潜在的开发性大， 饲料的安全性能好。因 此， 玉米蛋白粉有很好的生产前景。 磨法工艺制得的玉米粗淀粉乳， 经过水解、分离、 浓缩、发酵烘干制成。玉米蛋白粉主要由玉米蛋白 组成， 含有少量的淀粉和纤维。玉米蛋白粉中的蛋 白质在猪胃肠内呈可溶性的蛋白质和不可溶性的蛋 白质两种状态存在， 不溶性的蛋白质易和其他大分 子有机物或微量元素结合， 不易被动物吸收利用， 几乎均被动物排出体外， 是组成粪干物质的成分。 玉米蛋白粉中的淀粉包含抗性淀粉和慢性淀粉， 抗 性淀粉在消化道内不易被淀粉酶水解， 抵抗淀粉酶 的消化； 抗性淀粉吸收水分后， 黏滞性增大， 影响 食糜的蠕动和营养物质的消化吸收。玉米蛋白粉中 的 纤 维 成 分 由 非 淀 粉 多 糖 ＮＳＰ） 和 木 质 素 组 成 。 （ １ 玉米蛋白粉的组成玉米蛋白粉也叫玉米麸 质粉， 是玉米 籽粒经湿收稿日期：２００５－ １１－ ０４ 作者简介： 张艳铭 １９８１－ ） ， 男， 河北秦皇岛人， 硕士研究生， （ ＮＳＰ 的含量、种类、结构在一定程度上影响日粮的消化吸收， 也影响氮的利用和排泄。 ２ 玉米蛋白粉的营养价值不同用途、不同生产工艺生产的玉米蛋白粉营 研究方向为饲料资源。 养成分不同， 且变化程度很大， 直接影响其饲料原〔 ５ 〕 Ｚｈａｎｇ Ｊ Ｓ， Ｇａｏ Ｘ Ｙ， Ｚｈａｎｇ Ｌ Ｄ， ｅｔ ａｌ． Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａ ｎａｎｏ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 〔 参 考 文 献 〕〔６〕 〔 １ 〕 Ｓｃｈｏｏｎｍａｎ Ｊ． Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｎ ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｉｏｎｉｃｓ〔Ｊ〕． Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｉｏｎｉｃｓ ， ２０００ ， １３５： ５－ １９． 〔 ２ 〕 Ｇａｒｂｉｓｕ Ｃ， Ｇｏｎｚａｌｅｚ Ｓ， Ｙａｎｇ Ｗ Ｈ， ｅｔ ａｌ． Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｅｃｈａ－ ｎｉｓｍｓ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ｓｅｌｅｎｉｔｅ ｔｏ ｅｌｅｍｅｎｔａｌ ｓｅｌｅｎｉｕｍ（ ｂｙ ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ 〔Ｊ〕． Ｂｉｏｆａｃｔｏｒｓ ， １９９５ ， ５ １） ： ２９－ ３７． ｒｅｄ ｅｌｅｍｅｎｔａｌ ｓｅｌｅｎｉｕｍ 〔Ｊ〕． ＢｉｏＦａｃｔｏｒｓ ， ２００１ ， １５： ２７－ ３８．高 铭 宇 ， 杨 鹰 ， 袁 莉 ， 等． 硒 和 锌 相 互 作 用 及 对 肉 用 鸡 胰 腺 抗氧化功能的影响 〔Ｊ〕． 中国兽医科技， ２００１ ， ３１ ４） ： ２３－ ２６． （ 〔 ７ 〕 杨陟华， 朱茂祥， 龚治芬， 等 ． 纳 米 硒 对 Ｄ－ 半 乳 糖 造 成 小 鼠免 疫 失 衡 和 氧 化 损 伤 的 保 护 作 用 〔Ｊ〕． 微 量 元 素 与 健 康 研 究 ， （ １９９９ ， １６ １） ： ４－ ７． 〔８〕 张 劲 松 ， 高 学 云 ， 张 立 德 ， 等． 蛋 白 质 分 散 的 纳 米 红 色 元 素 硒的延缓衰老作用 〔Ｊ〕． 营养学报， ２０００ ， ２２ ３） ： ２１９－ ２２２． （ 〔３〕 高 学 云 ， 张 劲 松 ， 张 立 德． 纳 米 红 色 元 素 硒 对 小 鼠 的 免 疫 功 能的调节作用 〔Ｊ〕． 中国公共卫生， ２０００ ， １６ ５） ： ４２１－ ４２２． （ 〔９〕 高 学 云 ， 张 劲 松 ， 张 立 德 ， 等 ． 纳 米 红 色 元 素 硒 对 Ｃ５７ 小 鼠 〔４〕 高 学 云 ， 张 劲 松 ， 张 立 德． 纳 米 红 色 元 素 硒 的 急 性 毒 性 和 生 物利用性 〔Ｊ〕． 卫生研究 ， ２０００ ， ２９ １） ： ５７－ ５８． （ Ｌｅｗｉｓ 肺 癌 移 植 瘤 形 成 与 转 移 的 影 响 〔Ｊ〕． 中 国 公 共 卫 生 ，（ ２０００ ， １６ ２） ： １０９－ １１０． 饲料博览 ２００６ 年第 ５ 期 － １８ －