硒是人体必需微量矿物质元素之一，大部分硒与蛋白质结合形成含硒蛋白。含硒蛋白在抗氧化、调节甲状腺激素、维持免疫功能、控制病毒致病性突变、预防克山病和大骨节病、抗肿瘤、抗艾滋、维持正常生育和延缓衰老等方面有重要的生理作用，主要包括谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、硫氧还蛋白还原酶、碘甲腺原氨酸脱碘酶、硒代磷酸盐合成酶和硒蛋白-P[1]。我国72%的地区属于缺硒地区。粮食等天然作物硒含量较低，而食谱中较大的植物性食物比重可能导致我国居民硒摄入不足[2]。缺硒引起的克山病和大骨节病的流行病学地图与我国土壤中缺硒地区分布图高度重合[3]。成人对硒的平均需要量和推荐摄入量分别为50 μg/d和60 μg/d[4]，而我国居民2011年的硒摄入量为11~28 μg/d。居民头发中硒含量比20年前下降24%~46%[3]。因此，我国居民膳食中所摄入的硒的水平并未达到推荐的营养需要量，需要通过强化硒产品进行补硒。我国食品添加剂标准限制了富硒酵母在液态奶产品中的添加量[5]。因此，改善奶牛饲料硒营养、提高生乳中硒含量成为开发富硒液态奶产品的途径之一。《饲料添加剂使用规范》中对允许硒的添加形式包括亚硒酸钠（无机硒）和酵母硒（有机硒），并对其添加量进行了规定[6]。酵母硒中，硒元素主要以硒蛋氨酸形式存在，也有酵母硒以高羊毛氨酸硒的形式存在[7-8]。羟基硒蛋氨酸（HMSeBA）是一种有机硒源，已经被批准应用在动物饲料添加剂的生产中[9]。硒能够在牛生产中应用，并起到较好的效果[10]。文章关注饲料硒营养对奶牛硒代谢、生产性能和健康状况影响，为富硒牛奶的生产提供参考。1硒在奶牛体内的消化吸收和分布饲料中硒元素以硒酸盐、亚硒酸盐或硒氨基酸的形式存在。大部分硒酸盐能够在瘤胃中被还原为亚硒酸盐；另一部分会通过瘤胃被小肠主动转运吸收。在瘤胃中，一部分亚硒酸盐会转变为很难被宿主吸收或利用的不可溶小分子硒；另一部分亚硒酸盐会被微生物利用，以含硒氨基酸的形式合成微生物蛋白；剩下部分会通过瘤胃到达小肠，机体以被动形式吸收[11]。小肠中，硒蛋氨酸通过与蛋氨酸相同吸收机制被有效吸收，吸收率超过80%；酵母硒中硒的真消化率为66%，比亚硒酸钠高30%。当日粮中硫酸盐的添加量超过0.2%，亚硒酸钠形式硒的真吸收率降低20%，而酵母硒不会受此影响[11]。硒在奶牛体广泛分布，肌肉硒含量约占体内总量的50%，皮肤、被毛和角质中含有14%~15%，骨骼中含有10%，肝脏含有约8%。硒在不同器官内的分布是动态平衡的过程，受奶牛硒营养平衡的影响[12]。向瘤胃投放酵母硒，硒的排泄量占奶牛总摄入量的66%，乳硒的排泄量和体内硒的存储量均占摄入量的17%[13]。与无机硒添加日粮相比，有机硒添加日粮和高硒日粮的有机硒摄入能够减少硒的粪便排泄率，增加硒的吸收率和储存率，并且高硒日粮在减少硒粪便排泄、增加硒的吸收和储存效率方面显著优于有机硒添加日粮，有助于硒营养的正平衡[14]。2饲料硒对奶牛血液指标的影响2.1饲料硒对奶牛血硒的影响牛血液中的大部分硒位于红细胞内，主要参与GSH-Px的合成，血浆中硒主要与白蛋白结合[15]。牛红细胞的寿命为90~120 d，硒仅在红细胞生成过程中才会进入红细胞[16]。奶牛血硒达到稳定期的时间受到硒添加形式和添加剂量影响。0.3和0.5 mg/kg无机硒添加组奶牛血硒稳定所需时间分别为42 d和37 d，同等硒营养硒酵母添加组奶牛血硒稳定所需时间更长，分别为59 d和82 d[7]。停止饲喂酵母硒后，红细胞更新时间较长和体组织硒库缓慢释放，导致饲料硒对血硒的影响到停止添加5个月后才会消失[16]。血硒水平会随着酵母硒添加量增加以及饲喂时间的延长而增加，每天多摄入1 mg硒，奶牛血硒浓度增加3.6 μg/kg，连续饲喂6 w奶牛的血硒浓度比饲喂2 w高86 μg/kg[16]。当硒添加量为0.3 mg/kg，30~60 d后，酵母硒饲喂组奶牛血硒水平稳定在132~135 μg/L，明显高于无机硒饲喂组（120.8~122.7 μg/L）[17]。单位饲料干物质（DM）中每毫克有机硒能够使全血硒和血浆硒分别升高283 μg/kg和141 μg/kg，远高于无机硒对应的170 μg/kg和88 μg/kg[7]。对血液中硒形态分析，发现无机硒饲喂组奶牛血液中硒浓度的增加几乎全部来自硒半胱氨酸，而有机硒饲喂组奶牛血液中硒蛋氨酸与硒半胱氨酸含量也增加[7]。亚硒酸钠的摄入只能用于增加含硒蛋白酶合成，而酵母硒的摄入可以同时用于硒酶合成和含硒蛋氨酸蛋白合成[11]。围产期奶牛摄入的HMSeBA大部分转换成血浆中的硒蛋氨酸。当奶牛围产期饲料中硒添加量为2.74 mg/d时，HMSeBA饲喂组和亚硒酸钠饲喂组奶牛产犊时血浆硒含量（67.4、58.1、38.9 μg/L）、半胱氨酸形式的硒含量（分别为46.1、49.5、32.0 μg/L）和GSH-Px活性（分别为108.4、108.6、93.0 U/mL）明显高于对照组奶牛，而HMSeBA饲喂组奶牛血液中硒蛋氨酸含量（18.7 μg/L）明显高于亚硒酸钠饲喂组（9.3 μg/L）和对照组（9.8 μg/L）[18]。2.2饲料硒对奶牛血液其他指标的影响饲料硒营养改善奶牛血液过氧化物酶和抗氧化力的效率与硒摄入形态和剂量有关。当饲料硒添加剂量为0.3 mg/kg时，摄入亚硒酸钠对抗氧化指标无明显改善[19-20]，还可能造成血液硫氧还蛋白还原酶、过氧化氢酶和总抗氧化力下降[17]；摄入同等硒含量的有机硒可以改善抗氧化指标，酵母硒和HMSeBA的摄入可以增加血液中GSH-Px活性，明显降低丙二醛含量[17,19-20]。摄入纳米硒也能够提高奶牛血液GSH-Px活性[21]。热应激期间，HMSeBA添加组奶牛血液的丙二醛、过氧化氢和NO含量均明显低于无机硒饲喂组，总抗氧化力较高；两种硒添加组奶牛血液的超氧化物歧化酶（SOD）活性无差异，但随着试验期延长，无机硒组奶牛血液GSH-Px活性逐渐降低，HMSeBA处理组维持不变[22]。与添加无机硒相比，补充酵母硒可以降低血浆总抗氧化物和硫代巴比妥酸反应性物质，减少氧自由基，保护细胞膜脂质免受氧自由基攻击，总抗氧化力增加的强度与硒添加量相关[23]。进一步细胞试验评估发现，HMSeBA和硒蛋氨酸在促进细胞抗氧化性能方面的指标一致[24]。泌乳期间乳腺细胞代谢旺盛，容易产生更多的自由基，硒蛋白的抗氧化功能和活性能够缓解乳腺的氧化应激和炎症反应，从而缓解奶牛代谢疾病的发生[25]。热应激期间，饲料中添加硒的奶牛血液中的β羟丁酸、尿素和钠离子低于对照组，非酯化脂肪酸高于对照组，且酵母硒添加组的非酯化脂肪酸明显高于无机硒添加组，表明硒营养对机体营养代谢具有保护作用[23]。不同硒源对奶牛血液大部分生理生化指标影响不明显，但HMSeBA处理组奶牛丙氨酸氨基转移酶活性低于等剂量硒的亚硒酸钠饲喂组[22]。此外，血细胞形态和分布也受到硒营养形态影响，酵母硒添加组奶牛的红细胞分布宽度高于无机硒添加组，血小板低于后者[23]。饲料中添加有机硒会影响奶牛血液免疫和繁殖力指标。0.3 mg/kg酵母硒饲喂组30 d的免疫球蛋白A（IgA）、60 d可溶性CD4以及两个时间点白细胞介素（IL-1）含量明显高于同等硒营养的亚硒酸钠饲喂组[17]。硒营养对动物免疫的影响主要体现在硒蛋白上，能够增强非特异免疫、体液免疫和细胞免疫作用，从而提高机体的免疫机能[26]。与未添加硒对照组对比，添加0.3 mg/kg酵母硒能够明显提高黄体酮浓度，较高的黄体酮与受孕率有关；添加0.4 mg/kg硒明显降低血清中皮质醇的浓度，可能与氧化应激有关[27]。给奶牛连续3个月饲喂0.4 mg/kg高羊毛氨酸硒，可以使情期受胎率和21 d妊娠率提高1%~2%[8]。3饲料硒对牛奶的影响3.1饲料硒对乳硒的影响牛奶中含硒组分比例为乳清45%~54%、酪蛋白42%~53%、脂肪7%~11%，该比例不受奶牛日粮硒营养状态的影响[28]。乳硒浓度在奶牛硒营养摄入增加1 w内发生变化，18 d内逐渐趋于稳定[7]，停止添加硒的2~3 w，乳硒浓度迅速降低至添加之前的水平[16]。研究人员对富硒牛奶的生产进行探讨[29-30]，发现富硒奶的乳硒浓度需要达到75 μg/L[31]。奶牛日粮中硒的添加以及牧草中硒含量的增加均会提高牛奶中硒的含量，但不同形态的硒营养提高乳硒浓度的效率不同。每头牛每天摄入15 g纳米硒（硒含量0.1%），1 w后乳硒浓度达到峰值且稳定在30~34 μg/L，高于对照组23.1 μg/L[21]。该结果与另外一项持续30 d饲喂研究结果一致[32]。比较亚硒酸钠、螯合硒和硒蛋氨酸3种不同形式的硒由饲料向牛奶的表观转移效率，结果发现，硒蛋氨酸形式的硒表观转移效率（9.9%~12.5%）明显高于螯合硒或亚硒酸钠（2.4%~4.1%），饲料DM中硒浓度每增加1 mg/kg，乳硒浓度会分别增加65（硒蛋氨酸）、6（螯合硒）和4 μg/L（亚硒酸钠）[33]。研究表明，酵母硒和亚硒酸钠饲喂组中饲料单位干物质每毫克硒摄入所引起乳硒增长的幅度分别为108.7和23.3 μg/kg；当硒的添加量为0.5 mg/kg时，两种形式硒从饲料向牛奶的转移率分别为16.3%和3.2%[7]。围产期母牛摄入HMSeBA可以增加初乳中硒半胱氨酸的含量。后备母牛每天补充2.74 mg硒后，HMSeBA添加组初乳的硒半胱氨酸含量（61.8 μg/L）明显高于亚硒酸钠添加组（40.9 μg/L）和对照组（32.2 μg/L），而3组硒蛋氨酸浓度无明显差别[18]。日粮中硒主要以硒蛋氨酸的形式存在，占总硒含量的55%~65%，另外有5%~15%的硒以硒半胱氨酸的形式存在[12]。与无机硒（亚硒酸钠＋低硒青贮，硒含量为0.80 mg/kg DM）和有机硒（酵母硒＋低硒青贮，硒含量为0.70 mg/kg DM）添加日粮相比，高硒日粮（无添加硒＋高硒青贮，硒含量为0.79 mg/kg DM）能够更有效地提高乳硒浓度，3组牛奶中硒浓度分别为28.4、54.1和60 μg/L，硒转移率分别为4.6%、9.3%和9.6%[14]。当奶牛日粮中添加富硒青稞秸秆时，全血硒含量增加35%，乳硒含量增加186%[34]。3.2饲料硒对乳成分和乳品质的影响不同研究中，饲料硒的添加对产奶量和乳成分影响的报道不一致。奶牛每天摄入15 g纳米硒后，其产奶量和乳成分与对照组无明显差异[21]。向奶牛日粮中添加0.15、0.30和0.45 mg/kg酵母硒时，中低剂量添加组奶牛产奶量明显高于对照组和高剂量添加组，各处理组之间的乳成分含量及产量无明显差异[35]。在HMSeBA和亚硒酸钠的比较中，0.3 mg/kg的硒添加量对采食量、产奶量、乳成分等生产性状与对照组（未添加硒）无明显差异；但随着HMSeBA添加量的上升（硒添加量为0.1、0.3、0.5 mg/kg），牛奶乳脂率和总固形物呈线性增加，脂肪和能量校正乳产量增加[19,36]。热应激期间，HMSeBA饲喂组乳脂率低于同剂量亚硒酸钠饲喂组，但产奶量有增高的趋势[22]。向奶牛饲料中添加0.45 mg/kg的硒蛋氨酸，产奶量和乳成分的变化未受到影响，体细胞数明显降低[37]。饲喂无机硒的奶牛的乳蛋白低于饲喂有机硒的奶牛，饲喂含硒日粮的奶牛体细胞数低于对照组奶牛[14]。奶牛的血清硒水平与体细胞数呈负相关，随着血清硒水平的递增，隐性乳房炎的发病率呈下降趋势[38]。与对照组相比，奶牛日粮中添加0.45 mg/kg硒蛋氨酸后，其乳制品中饱和脂肪酸降低，亚油酸含量增加，同时自由脂肪酸、酯类和醛类等挥发性气味物质明显增加，乳制品特征风味增强[37]。与亚硒酸钠饲喂组相比，酵母硒饲喂组的生乳基于pH值测试的保持质量稳定性得到改善，但是与对照组差异不明显[7]。4饲料硒对奶牛瘤胃发酵的影响添加饲料硒对奶牛营养物质消化的影响主要表现在对瘤胃发酵特性和营养物质消化的影响。与亚硒酸钠相比，硒蛋氨酸和酵母硒能够明显提高24 h体外培养菌体蛋白量，且酵母硒组的瘤胃pH值有下降趋势，氨氮、菌体蛋白以及挥发酸浓度有升高的趋势；当培养液中硒添加量为0.3 mg/kg时，瘤胃发酵指标得到明显改善[39]。向奶牛日粮中添加0.15、0.30和0.45 mg/kg酵母硒，瘤胃发酵指标呈现二次性变化，0.30 mg/kg处理组奶牛的瘤胃pH值、乙酸/丙酸比值和氨氮最低，总挥发酸浓度和丙酸比例最高[35]。补充HMSeBA可以线性（0.1、0.3、0.5 mg/kg硒）增加瘤胃总挥发酸量，提高丙酸和丁酸比例，并降低瘤胃pH值、氨态氮含量以及乙酸/丙酸的比例[40]。硒营养促进瘤胃发酵机理可能是刺激瘤胃微生物或酶活性，保护纤毛虫种群，提高氨氮利用率和增加挥发酸产量等[41]。体外发酵试验表明，亚硒酸钠、硒蛋氨酸和酵母硒3种硒源对日粮营养物质的消化率无明显影响，而随着培养液中硒含量从0增加至0.3 mg/kg，日粮中的DM、粗蛋白、中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）消化率呈现增高趋势[42]。向奶牛日粮中添加酵母硒时，0.15和0.3 mg/kg添加组DM、有机物、粗蛋白、粗脂肪、NDF和ADF的消化率明显高于对照组和0.45 mg/kg处理组[35]。与不添加硒的对照组（硒含量为0.019 mg/kg）相比，0.3 mg/kg的HMSeBA处理组能够明显增加有机物、粗蛋白和粗脂肪的表观消化率，但其对这些指标以及DM、NDF和ADF的表观消化率的影响与同等剂量的亚硒酸钠处理组无明显区别[36]。也有研究表明，相同剂量HMSeBA处理组奶牛的粗蛋白、NDF、ADF和硒的表观消化率明显高于亚硒酸钠处理组[40]。5饲料硒对犊牛的影响奶牛可以通过胎盘和初乳两条途径来影响哺乳犊牛机体硒营养状态。围产期奶牛补充有机硒不仅可以提高奶牛机体免疫应答反应，减少母体疾病发生，并且能够提高犊牛的成活率和健康水平[43]。围产期奶牛每天摄入2.74 mg硒（HMSeBA、亚硒酸钠），产犊时硒添加组和对照组奶牛和犊牛血清中硒含量差异显著（P0.05），围产期硒的添加提高了犊牛全血GSH-Px活性[18]。此外，提高初乳中硒水平也可以改善犊牛营养状态。向初乳中添加3 mg/L无机硒，2日龄时犊牛血清硒含量比对照组（未添加组）高25%，喂养14 d后犊牛全血硒比对照组高28%[44]。母体较好的硒营养状态可以提高犊牛的自身的免疫水平和获得免疫的效率。围产期奶牛每天补充15 mg有机硒所产犊牛有较高的血液免疫球蛋白G（IgG）含量和IgG吸收效率，并且这种先天免疫优势会持续整个哺乳期[44]。研究表明，通过牛奶补硒可以增加30日龄犊牛的中性粒细胞氧化活性，且巨噬细胞的吞噬能力提高2倍，这对犊牛先天免疫系统的建立和降低断奶时腹泻的发生有积极意义[45]。初乳中无机硒的添加虽然不能改善哺乳前期（2 d）和哺乳后期（60 d）犊牛血液IgG含量，但可以提高哺乳中期（14 d）犊牛血液IgG含量[44]。硒营养状态良好的奶牛所产犊牛的出生体重高于对照组，两种初乳中硒含量差异不明显，但母乳对体重的影响也高于对照组[44]，同时初乳补硒能够提高哺乳期犊牛的饲料转换效率[45]，表明母体硒营养可能通过母体效应以及初乳中营养摄入影响犊牛的体重水平。6展望奶牛饲料硒摄入量的提高不会对奶牛产奶量和乳成分产生负面影响，还能够有效提高奶牛体内抗氧化力，缓解热应激，对瘤胃发酵和消化以及犊牛生产有一定的促进作用。文章收集到的乳硒数据均低于富硒奶的要求，而以硒添加剂形式的强化途径受到添加限量的严格限制。因此，提高饲料原料中硒含量、增加硒从饲料向牛奶的转移效率，成为开发富硒奶产品的主要技术瓶颈。此外，粪尿中硒排放对环境的影响以及富硒畜产品对人体健康的影响，仍然需要进一步全面深入研究进行评估。