铜作为动物金属酶组成部分直接参与体内代谢，与机体正常红细胞的活性，骨和弹性蛋白，脑细胞和脊髓的正常髓鞘的形成，机体免疫反应和正常毛发色素沉积有关（AOandPierce,2013），并维持铁的正常代谢。动物若缺乏铜，弹性蛋白和胶原蛋白可能无法承受典型的心血管或骨骼系统形成的机械力（O'Dell等,1961;Guenthner等,1978）。而事实上已有报道，铜严重不足时可引起主动脉破裂，骨头可能脆弱容易碎（Guenthner等,1978;Opsahl等,1982;UnderwoodandSuttle,1999），对猪与禽的影响尤其明显，但牛和羊则少见。牛、羊均可因缺铜而降低繁殖性能（杨凤,2000）。正因为铜如此重要，加上生产常用的硫酸铜价格便宜、使用方便和高铜能提高动物的生产性能（刘晓波等，1997），在动物生产中常过量添加硫酸铜，造成了严重的环境污染，Li等（2007）研究发现超密集的和小规模的养殖场相比中型的养殖场，粪便中含有较高的Cu，且猪粪的铜浓度均高出猪饲料约5倍。但同时，铜在家畜生产中的研究也成为研究的热点。研究表明，将有机铜替代无机铜对动物的生长和环境保护得到了明显改善。本文就不同来源有机铜在猪与鸡生产中，综述了国内外对有机铜的有益影响、生物利用度、排泄方面的最新研究报告。
1有机铜与无机铜的吸收
对于无机铜来说，当饲粮中铜浓度低时，铜主要通过易化扩散被吸收；当饲粮中铜浓度高时，可通过简单扩散被吸收(杨凤,2000)。在动物生产中常用的无机铜为硫酸铜，但是，微量矿物盐大多溶解在胃肠道低pH环境中，化合物被解离为离子形式，带正电荷的铜离子不能通过小肠，因为小肠有带负电荷的粘液层，起着阻挡这些金属离子和病原菌的天然屏障作用（UnderwoodandSuttle,1999;罗兰,2011）。而硫酸盐的高溶解度带来的缺点是铜离子的高活性，即强促氧化剂，会促使饲料成分的不良反应。这会导致像维生素或脂肪这类敏感成分的降解和损伤，以及形成有害的自由基和过氧化物，降低饲料的适口性。另外，机体中多种金属离子如Fe2+、Zn2+、Mn2+等与Cu2+有竞争性抑制作用，其与肠粘膜细胞上蛋白质结合位点竞争性结合，从而抑制Cu2+的吸收，如高锌会减少铜的生物利用率，而反过来亦是如此（LeesonandSummers,2001;Zhao等,2008）。对于有机铜，当前主要有：碱式氯化铜、蛋白质铜盐、氨基酸螯合铜、壳聚糖铜、纳米铜、酵母铜等。现在有关有机微量元素络合物或鳌合物的吸收机制假说有两种：①有机矿物质螯合的结构形式，保护了金属离子易通过胃肠道的负电荷带，并且不受其他营养成分进行矿物质交换，并在吸收位点处发生水解，其中的金属以离子形式进入肠上皮细胞，并吸收进人血液。②金属氨基酸赘合物在消化道内以完整络合物的形式存在并被吸收。
2不同来源有机铜对猪与鸡生长性能的影响
大量试验表明，将低剂量的有机铜替代替代无机铜对动物的生长没有影响，且能降低粪便中铜的排量，并提高铜的生物利用率。
在仔猪应用上，王艳华（2002）对仔猪分别饲喂含 5mg/kg、240mg/kg 硫酸铜和 5mg/kg、60mg/kg 纳米铜，试验发现 5mg/kg 纳米铜相比 5mg/kg 硫酸铜，末重和日增重分别提高了 8.26%（P<0.05）和12.92%（P<0.05）。与 240mg/kg 硫酸铜相比，60mg/kg纳米铜组末重和日增重分别提高了 9.91%（P<0.05）和 14.60%（P<0.05），5mg/kg 纳米铜虽其差异不显著，但有增高趋势。封伟杰（2006）同样以 250mg/kg的硫酸铜为对比，试验发现 10、50、100mg/kg 的酵母铜对仔猪的生长性能没有影响，且都显著（P<0.05）降低了粪中铜含量。邢芳芳等（2007）将 10、50、100、250mg/kg 甘 氨 酸 铜 （Gly-Cu） 添 加 剂（Gly-Cu 含 量 为 21% ）、10、50mg/kg 蛋 氨 酸（Met-Cu）铜添加剂（Met-Cu 含量为 17%。）、10、50、250mg 硫酸铜进行实验对比，100 mg/kg 甘氨酸螯合铜和 50 mg/kg 蛋氨酸螯合铜的生长性能与 250mg/kg 硫酸铜之间无显著性差异（P>0.05）。黄志坚等（2007）在仔猪基础日粮分别添加 150mg/kg 硫酸铜、105 mg/kg 烟酸铜、105mg/kg 蛋氨酸铜试验发现各组对仔猪的料肉比、日增重、日采食量没有显著差异，但烟酸铜、蛋氨酸铜相比硫酸铜组，分别降低粪铜含量 43.7%、45.7%（P<0.01）。郝贵增等（2009）以基础日粮对比，125mg/kg 的蛋氨酸铜对仔猪的促生长效应最为显著（P<0.05）。李江涛（2010）以250mg/kg 的硫酸铜为对比，62.5mg/kg 的甘氨酸铜显著降低了仔猪日采食量，但显著降低了料肉比，对仔猪末重没有差异性，而 125mg/kg 的甘氨酸铜各项指标也无差异性显著。62.5mg/kg、125mg/kg 甘氨酸铜显著（P<0.05）降低了粪中的铜含量。徐稳等（2010）研究报道添加 100%硫酸铜（对照组）、30%蛋白质螯合铜 +70%硫酸铜和 100%蛋白质螯合铜，蛋白质螯合铜明显地减少母猪哺乳失重，有利于改善仔猪初生重（P>0105），30%蛋白质螯合铜复合组仔猪断奶重显著高于对照组和 100%蛋白质螯合铜复合组（P<0.01），但 100%蛋白质螯合铜复合组仔猪在 14 日龄（P>0.05）和 21 日龄（P>0.05）阶段均呈现血清 Zn,Fe,Mn 和 Cu 微量元素水平明显提高。朱叶萌等（2013）研究报道 50、100 mg/kg 聚糖铜和 200 mg/kg 硫酸铜显著（P<0.05高了仔猪日增重，并显著（P<0.05）降低了料肉比。
在生长育肥猪上，邓伏清等（2012）在生长猪肥育猪前期日粮添加200mg/kg硫酸铜、150mg/kg碱式氯化铜、100mg/kg甘氨酸铜和100mg/kg羟基蛋氨酸铜，后三者都能提高日增质量，各组料肉比无差异。关于碱式氯化铜无显著差异，Cromwell等（1989）用28d的试验时间证实碱式氯化铜和硫酸铜对猪的生长具有同样的效果。高凤仙等（2008）等也认为碱式氯化铜和硫酸铜对猪生长性能的影响无显著差异（P>0.05）。郑春田等（2007）报道100mg/kg小肽铜和复合氨基酸螯合铜对生长猪的促生长效果与高剂量200mg/kg硫酸铜无显著差异,但粪中铜含量分别下降了36.8%和48.4%。孙晓光（2009）在日粮中用蛋白质鳌合铜分别以5%和10%比例替代硫酸铜，结果表明：鳌合铜添加对生长肥育猪生长性能和屠宰性能无明显影响，5%鳌合铜组和10%鳌合铜组分别降低粪中铜、锌、铁24.56%（P<0.01）、26.64%（P<0.01）、9.46%（P<0.05）和6.34%（P>0.05）、20.61%（P<0.01）、30.71%（P<0.01），亦降低Mn17.86%（P>0.05）和22.49%（P>0.05）。
从这些数据来看，各种形式的低剂量有机铜并不是都对猪的生长有显著效果，只是提高猪的生长性能。但因其生物利用度高于无机铜，确实降低了猪粪中的铜含量，这可节约矿物资源，并降低环境污染。而不同铜源中，蛋氨酸铜研究较多，其作用随着添加剂量的上升而明显提高动物的生长。另外，从母猪母源上探讨微量元素铜对仔猪的生长性能研究还很少，只徐稳等（2010）研究表明蛋白质螯合铜对仔猪微量元素体况和贮备可维持在一个较高的水平上。
Richards等（2010）分析认为在鸡生产中，由于胫骨软骨发育不良作为快速型肉鸡生长发育的缺陷，在这种情况下肉鸡的骺板软骨模型无法僵化，骨头都因此弱，当肉鸡长大沉重，可能导致骨骼断裂。Rath等（1999）试验报道，胫骨断裂强度与胶原蛋白的形成有关，而铜参与胶原蛋白的形成。Manangi等（2012）研究表明8ppmHMTBa螯合铜、90ppm硫酸锰对比，54d肉鸡的生长性能和产肉性能没有差别，但显著改善了鸡脚的发育，且显著降低了粪中铜含量。Lim等分别将100mg/kg蛋氨酸螯合铜、壳聚糖螯合铜、酵母螯合铜添加到肉仔鸡饲粮中，验结果表明，以螯合铜形式添加100mg/kg，可以提高增重、采食量和干物质利用率，其中蛋氨酸螯合铜最好。酵母螯合铜组采食量显著高于对照组（P<0.05）。各处理组料重比明显不同，由低到高依次为蛋氨酸螯合铜组、对照组、壳聚糖螯合铜组和酵母螯合铜组，螯合铜的试验组干物质利用率显著高于对照组，其中壳聚糖螯合铜组最高。将蛋白螯合铜添加到肉仔鸡饲粮中，铜的日粮补充水平为0，5，10和20mg/kg饲料，Pierce等（2005）在3周肉鸡试验中，该结果表明，铜的沉积率随着铜水平增加而增加，蛋白螯合铜的铜沉积率比硫酸铜高35％（P<0.05）。Ao等（2013）研究报道，基于铜在肉仔鸡肝脏的沉积，蛋白螯合铜的相对生物利用度为硫酸铜的138％。田相迪等（2007）在基础日粮中添加铜8mg/kg的硫酸铜、氧化铜、纳米氧化铜及4、8、16mg/kg纳米铜，试验表明，相比硫酸铜和氧化铜，纳米氧化铜可显著提高肉鸡平均日增重（P<0.05），显著降低料肉比（P<0.05），纳米铜则只显著提高1~14d平均日增重。马玉龙则试验表明载铜硅酸盐纳米微粒（Cu34.2mg/kg和68.4mg/kg），与硫酸铜（Cu64mg/kg）比较载铜硅酸盐纳米微粒明显地促生长和改善饲料利用率的作用，并降低肠道大肠杆菌、沙门氏菌和产气荚膜梭菌数量，能抑制肠道β-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酸酶的活性，提高肠道丙酸和乳酸的浓度，降低异丁酸的浓度。
以上研究表明，国外注重对鸡的健康生长研究，即铜对鸡胫骨发育，铜对胶原蛋白的形成机理，同时探讨了有机铜的利用度。与有机铜在猪生产上的应用相同，不同形式的低剂量有机铜并没有显著提高鸡的生长性能。不同铜源中，蛋白螯合铜、蛋氨酸铜、载铜硅酸盐纳米微粒对鸡的生产作用优于其他铜源，载铜硅酸盐纳米微粒可通过改善肠道健康来提高鸡的生长发育。
3不同来源有机铜对猪与鸡免疫性能的影响
研究表明，铜缺乏或者过量都会降低动物机体免疫功能。铜缺乏引起淋巴免疫器官的病理损伤或免疫器官指数下降，B、T淋巴细胞数量减少，血清免疫球蛋白浓度降低，白细胞、杀伤细胞数量减少，对细菌的抵抗力下降等（Prohaska等，1993；Davis等，2000；Muoz等，2005；赵雪花，2010）。而高铜会损害禽类红细胞免疫功能（杨帆，2007），显著降低血清免疫球蛋白含量（徐之勇等，2008）、缩小免疫器官体积和诱导淋巴细胞调亡（徐之勇等，2008）。崔恒敏（2005）分析认为淋巴细胞增殖受阻和抗氧化酶活性降低对组织细胞结构与功能影响是铜致免疫功能受损的基础，但以前者为主。
在猪的研究上，余德谦等（2004）试验表明添加赖氨酸铜可提高淋巴细胞转化率。李江涛（2010）则试验表明，甘氨酸铜能够不同程度提高仔猪的血清免疫球蛋白水平，但与对照组无差异显著；对补体因子C3也无差异。封伟杰（2006）研究报道，相比250mg/kg的硫酸铜组，100mg/kg酵母铜在仔猪第9周龄时，显著提高了仔猪T淋巴刺激指数和E-玫瑰花环形成率（P<0.05），但酵母铜整个试验期对B淋巴刺激指数没有显著差异。周丽华（2009）用蛋白螯合铜按30%或100%替代硫酸铜探讨对生长肥育猪免疫器官指数、血常规参数、肠道组织形态及肠黏膜免疫的影响发现：30%或100%螯合铜有提高猪免疫器官指数的趋势；对肠道组织形态无显著差异；100%螯合铜组显著提高了淋巴细胞计数、血红蛋白、红细胞压积、红细胞平均血红蛋白含量及红细胞平均血红蛋白浓度等血常规指标（P<0.05），且100%螯合铜组血红蛋白显著高于30%螯合铜组（P<0.05）；100%螯合铜组提高了十二指肠（P<0.05）、空肠（P<0.01）淋巴细胞数量，且十二指肠淋巴细胞数量高于30%螯合铜组（P<0.05）。王敏奇等（2011）饲粮中添加不同剂量的载铜纳米壳聚糖（CNP-Cu）对断奶仔猪血清免疫球蛋白有不同程度的提高，但未达到显著水平（P>0.05）。50、100和150mg/kg载铜纳米壳聚糖血清补体C3水平分别较对照组提高了42.86%、57.14%和42.86%（P<0.05）。血清溶菌酶LE含量以100mg/kg剂量组最高，较对照组提高了28.70%（P<0.05）。以上研究表明，不同有机铜源对猪的免疫功能有良好的作用，但在不同免疫性能指标上的效果并不是完全都有效，如甘氨酸铜对仔猪血清免疫球蛋白水平没有显著影响。蛋白螯合铜可通过改善肠道免疫性能来提高育肥猪的免疫能力，酵母铜可提高T淋巴刺激指数和E-玫瑰花环形成率，而载铜纳米壳聚糖提高血清补体C3水平。在鸡研究上，张彩英等（2010）添加15mg/kg和30mg/kg铜（以蛋白螯合铜的形式）可显著提高育成蛋鸡的生产性能和新城疫抗体效价，增强机体的体液免疫功能。何海健和占秀安（2009）研究表明，15或30mg/kg氨基酸螯合铜可显著提高蛋鸡免疫器官指数、淋巴细胞转化率和鸡新城疫抗体效价，15mg/kg氨基酸螯合铜还显著提高了蛋鸡胸腺指数，说明添加15和30mg/kg的铜可增强育成蛋鸡的免疫功能。Wang等011）研究报道，铜-壳聚糖纳米颗粒可提高肉仔鸡生长性能与免疫系统，并增强蛋白质合成能力。100mg/kg铜-壳聚糖纳米颗粒可增加肉仔鸡平均日增重（P<0.05），提高IgA（P<0.01）、IgG的（P<0.01）、IgM（P<0.01）、补体C3（P<0.05）、补体C4（P<0.05）含量，提高胸腺、脾脏、法氏囊器官指数，增加盲肠食糜中Fabricus指标和乳酸杆菌和双歧杆菌种群数量（P<0.05）。Richards等（2006）报道，在肉鸡饲喂基础日粮（9ppm的铜）上添加25ppm硫酸铜，铜蛋白盐，赖氨酸铜或MINTREX铜。通过测定抗球虫试验的抗体应答的疫苗接种MIC2抗体，MINTREX铜显著改善了肉鸡抗体应答。但Kulkarni等（2013）研究报道添加Cu为8、12、16mg/kg的丙与硫酸铜对仔鸡的免疫器官指数没有显著影响。
以上研究表明，铜-壳聚糖纳米颗粒对鸡的免疫性能有明显改善作用，铜-壳聚糖纳米颗粒可通过改善肠道、提高鸡特异性免疫能力来增强鸡的免疫效应，另外蛋白螯合铜、氨基酸螯合铜、MINTREX铜都有改善鸡新城疫抗体效价的作用，但不是所有有机铜源都能改善鸡的免疫。在添加剂量上，较低水平的蛋白螯合铜、氨基酸螯合铜、MINTREX铜都可以提高肉鸡的免疫能力。
4不同来源有机铜对猪与鸡抗氧化性能的影响
铜作为血浆铜蓝蛋白（ceruloplasmin,CP）和铜锌超氧化物岐化酶（CuZn-SOD）的组成部分，参与机体的抗氧化反应，有效清楚体内的超氧离子和自由基。动物缺铜时，体内的抗氧化酶的活性会降低。Lai等（1996）研究报道，鼠在日粮缺铜时，其肝脏CuZn-SOD活性和基因表达水平都被降低。而高铜则会使会导致小鼠血清脂质过氧化产物MDA浓度增加，红细胞中SOD活性下降，引起脂质氧化（Zhang等，2000）。可见，铜的使用剂量对动物机体的抗氧化有一定的关系。
王敏奇等（2011）试验CNP-Cu可改善断奶仔猪抗氧化能力，不同剂量CNP-Cu均显著提高了血清GSH-Px活性和T-AOC。雷颂苹（2013）研究表明50mg/kg~200mg/kg纳米氧化铜可通过增强机体的抗氧化能力达到提高生产性能的作用。郝贵增等（2009）报道125和250mg/kg的蛋氨酸铜可显著提高仔猪血清谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）活性。但黄志坚等（2007）105mg/kg烟酸铜和蛋氨酸铜对仔猪T-SOD、CP无等显著差异。朱叶萌（2013）等发现100mg/kg壳聚糖铜可显著提高血清铜蓝蛋白含量。余姮和颜培实（2010）研究表明30%和100%蛋白螯合铜能使猪脾脏SOD活性分别提高14.80%和17.40%（P<0.05），降低丙二醛（MDA）的含量（P<0.05），100%蛋白螯合铜还可降低猪肝脏MDA含量（P<0.05）。孙会等（2007）研究报道日粮中添加50mg/kg酵母铜与添加250mg/kg硫酸铜相比，具有相同抗氧化酶活性方面的作用效果血清中CuZn-SOD、铜兰蛋白的活性随着酵母铜浓度的增加相应提高。
当前，探讨单一的有机铜对鸡抗氧化的影响的研究还很少，调查发现50~350mg/kg三碱式氯化铜可降低肉仔鸡肝脏MDA含量（Zhang等，2009），主要还是集中于高铜对鸡抗氧化的研究（王峰等，2012；胡锴等，2011；李敏等，2011），因为高铜可影响硒的吸收，进而影响GSH-Px的活性，同时一定浓度的高铜可提高CuZn-SOD的活性。
以上研究表明，在今后的研究中探讨单一有机铜源对鸡抗氧化的影响有待深入，在已有的研究中，30mg/kg硫酸铜可显著改善鸡的抗氧化能力（滑静和王晓霞，2003；张彩英等，2011），另外，在猪的研究上，各有机铜源对猪的抗氧化能力皆有提高。从添加水平上看，各较低剂量的有机铜也改善了猪的抗氧化能力。
5总结
综上，不同来源的有机铜对猪与鸡的生长、免疫与抗氧化能力都有提高和改善。其中蛋白螯合铜、纳米铜盐、酵母铜、氨基酸螯合盐类（如蛋氨酸铜）效果较明显。氨基酸螯合物语蛋白螯合铜可通过氨基酸、小肽等其它形式吸收和转运，纳米铜盐则以其独特的纳米颗粒促进动物对铜的吸收。随着各有机铜源被研究与应用，各自的优势将逐渐被人们认识。
微量元素铜的使用虽然给动物生产带来了利益，但同时由于高剂量的铜使用，也造成了一定的环境污染，如何科学使用微量元素的同时提高动物的生长和满足生产效益将成为新的研究热点，探讨理想的微量元素模型具有深远的意义。在选择高效铜源时，我们需要对铜源的物化特性、作用机制、生物利用率和安全性试验进行综合评估，再根据具体的价格，选择出性价比较高的铜源。
（湖南农业大学，蔡超 魏艳红 曲湘勇 杨清丽 徐勋）
