铜是机体不可或缺的重要微量元素之一,铜离子参与机体多个重要代谢途径,是许多酶的重要组成成分,通过酶的生物功能来调节机体细胞的呼吸、相关金属离子的摄取、神经递质传导、抗应激、抗氧化等众多环节的生命活动,铜和铁、锌、锰、碘、硒等属于猪饲料中必须添加的微量元素。为了促进猪的生长或追求所谓的皮红毛亮、粪发黑的外观“健康表象”,猪饲料中过量添加铜、铁、锌等微量元素的问题比较普遍,过量添加数十倍甚至上百倍的现象也时有发生。自猪的规模化养殖以来,屠宰生猪大肠发黑的问题一直受到人们的关注。近年来,该问题愈发严重,在屠宰猪中黑大肠的发生比例越来越高,严重猪群可高达40%以上,人们纷纷猜测这与饲喂高铜、高铁饲料中微量元素的过度添加有关,但缺乏科学依据。基于食品安全及动物健康福利的考虑,对屠宰猪大肠变黑的发生原因、发生率、病理学变化、发生机制以及对动物机体的危害等问题展开了系列化调查研究及实验检测验证。首先我们通过对17份黑大肠及2份正常大肠中的Cu、Zn、Mn、Al、Cr、Fe、Co、Ni、As、Se、Cd、Pb 12种金属离子的含量进行了检测,检测结果显示:黑大肠组织中的铜离子含量严重超标,铁离子也存在一定的超标问题。根据这一线索我们随机挑选市面上22种猪全价饲料,对饲料中的Fe、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Cr 7种金属离子的含量进行了检测,发现所抽查的饲料中大多存在Cu、Fe和Zn超标添加的问题。我们又到生猪屠宰厂对黑大肠问题进行了现场调查,调查结果表明,5-10月份黑大肠的检出率较高,该季节的平均检出率在20%左右;来源于小规模猪场或散户的生猪黑肠的比例往往较高,有的猪群可高达到95%;而来源于大型规模化猪场时则检出率则较低,一般不超过5%。为了解黑大肠的病变性质,对猪黑大肠组织进行了常规石蜡切片,HE染色、铜盐染色、普鲁士蓝染色。通过显微镜观察发现:HE染色肠黏膜的固有层中有大量棕褐色的巨噬细胞聚集,并见棕褐色颗粒状散在的粉末状物。肠黏膜上皮细胞有一定的变性坏死表现,黏膜固有层未见明显的炎症反应;棕褐色的巨噬细胞和粉末状物铜盐染色呈墨绿色阳性反应,而普鲁士蓝染色稍显蓝色。为了进一步验证是否在饲料中过量添加铜一定会导致猪的大肠变黑的问题,根据饲料中铜离子超标调查结果设置不同Cu含量的饲料,我们选用BALB/c小鼠代替猪进行动物实验。实验结果证实,高铜饲料添加组的小鼠大肠有不同程度的变黑现象,以盲肠最明显,且随着饲喂时间的延长,小肠的颜色也发生同样的变化。将小鼠黑大肠组织进行常规石蜡切片,HE染色、铜盐染色、普鲁士蓝染色,镜检发现了猪黑肠组织的类似病变并见肠黏膜上皮细胞发生凋亡。铜离子主要在大肠黏膜及肝组织内富集并造成一定程度的组织损伤性反应甚至导致动物急性死亡。本次实验结果还证实在一定范围内的高铜饲料对动物的生长有一定的促进作用,但对动物的身心健康及动物福利造成了严重伤害。本研究初步解答了长期困惑人们的屠宰生猪黑肠的发生原因、发生机制及病变性质,为我国的肉食品安全保障及动物福利的保护提供了一定的理论依据。