高鋅日糧的應用現狀、弊端及解決途徑

郭傳珍　李春華　程棟

摘 要：高鋅日糧目前使用非常普遍，尤其是仔豬日糧中添加高劑量氧化鋅，可有效降低仔豬腹瀉率，提高生產性能；但同時也帶來環(huán)境污染、高鋅依賴和后期生長抑制等不良后果，而導致高劑量氧化鋅在仔豬日糧中的應用受到關注并限制。包被氧化鋅等產品可有效提高氧化鋅利用率，在仔豬營養(yǎng)中必將有良好的發(fā)展前景。

關鍵詞：高鋅日糧；仔豬；弊端；包被

引言

近年來，我國仔豬腹瀉十分普遍，仔豬腹瀉會導致飼料報酬率低，仔豬成活率下降，生長緩慢，生長發(fā)育停滯，甚至死亡，給養(yǎng)豬業(yè)帶來了巨大的經濟損失。因此，有效地防治仔豬腹瀉對養(yǎng)豬業(yè)具有重要的經濟價值。

鋅是動物的必需元素，因其體內廣泛的生理功能而被稱為“生命元素”。缺鋅時，會導致體內物質代謝紊亂，影響動物的生長、免疫等。但當鋅超過一定劑量時，會對機體各方面產生一定的毒性作用，并影響機體的免疫功能。目前，眾多研究表明，高劑量的氧化鋅鋅源對仔豬有顯著的抗腹瀉效應，并被普遍應用到養(yǎng)豬業(yè)中。但是，高劑量的氧化鋅在有效防治腹瀉的同時，同樣帶來了一系列負面影響：如造成嚴重的環(huán)境污染、造成仔豬對高鋅的依賴性、抑制仔豬后期生長。目前，國內外都制定了相關法規(guī)來限制高鋅的使用。因此，在養(yǎng)殖業(yè)中合理的使用鋅有著十分重要的意義，開發(fā)出高鋅替代品更是具有重大價值。

1 高鋅在斷奶仔豬上的應用效果

在1989年丹麥Foulum國家動物科學院發(fā)現飼糧中添加2500～4000mg/kg鋅能有效防治仔豬早期斷奶應激綜合癥，控制腹瀉從而促進仔豬生長。自此以后，國內外對高鋅的防腹瀉促生長功效作了大量的研究，并證實3000mg/kg氧化鋅（以鋅計）對斷奶仔豬具有顯著的促生長及抗腹瀉功效。這些研究結果也廣泛應用于生產實際，目前國內在仔豬教槽和保育階段的氧化鋅添加量普遍在2500-3000mg/kg。高鋅的使用效果主要體現在以下方面：

1.1 防止仔豬腹瀉，提高仔豬的生長性能

大量研究認為，2500～4000mg/kg的氧化鋅（以鋅計）對防止斷奶仔豬腹瀉有明顯的效果（Poulsen，1989；Gluhovic，1995；方俊，2003；何學謙，2010）。鄭家茂等（2000）試驗發(fā)現，飼糧中添加3000 mg/kg氧化鋅和硫酸鋅使腹瀉率分別降低了98.60%和68.70%。而楊紅英（2006）試驗得出，斷奶后兩周內飼喂2500mg/kg的氧化鋅日糧，可降低40%的腹瀉率。國內外大量研究結果表明，斷奶仔豬飼糧中添加高劑量的鋅（2000mg/kg以上），可以顯著改善仔豬的生長性能。其作用效果與鋅的化學形式及添加劑量有關。3000mg/kg的氧化鋅可以顯著提高仔豬的采食量和日增重（Smith等，1995； Mccully等，1995；Vila等，2010）；1500～2000mg/kg的氧化鋅（以鋅計）也可以提高斷奶仔豬的生長性能（Hill等，2001）。

1.2 其他方面

一些研究認為，飼糧中添加高劑量氧化鋅可以顯著提高飼料中干物質和粗蛋白的表觀消化率。陳艷珍等（2001）研究認為，仔豬日糧中添加氧化鋅，不影響機體鈣、磷代謝和蛋白質的分解，從血清IgG含量看，高鋅能促進仔豬的體液免疫反應。Holm（1988）給斷奶仔豬飼喂4000mg/kg氧化鋅（以鋅計），與對照組相比，死亡率減少，生長速度增加。

2 高鋅（氧化鋅）的作用機理

目前，高鋅的研究以氧化鋅為主，也以氧化鋅形式的鋅源才有較好的應用效果。大多認為斷奶仔豬飼糧添加氧化鋅3000mg/kg可顯著降低腹瀉率。高劑量氧化鋅的作用機理仍然有爭議，可能與其具有弱抗菌和收斂作用有關。其可能的作用機理如下：

2.1 收斂腸道中受損上皮細胞膜，維持腸道細胞完整性

研究認為，高劑量氧化鋅的抗腹瀉效果有可能通過改善腸道黏膜的結構，或者改善腸道免疫系統(tǒng)的完整性來實現的（Huang等，1999）。Li等（2006）試驗得出斷奶仔豬日糧中添加3000mg/kg的鋅能增加絨毛高度，且氧化鋅改變了腸道微生物菌群。仔豬斷奶后的采食量同絨毛高度和隱窩深度呈正相關，表明采食對胃腸道的成熟也有促進作用。

2.2 影響腸道微生物菌群，抑制其對腸道的損害

高劑量氧化鋅有利于維持斷奶仔豬腸道菌群穩(wěn)定性和大腸桿菌類多樣性，還可降低豬對大腸桿菌感染的易感性。鋅離子可通過抑制大腸桿菌的呼吸鏈而降低其有害作用（Kasahara等，1974）。大多數研究認為，高鋅能降低仔豬腸道或糞中大腸桿菌的數量。但也有研究認為，高鋅（2500～3000mg/kg）并沒有影響到仔豬糞便中產腸毒素大腸桿菌、腸道球菌、梭菌和乳酸菌的數量（Jensen等，1998；Li等2001）。而Roselli等（2003）報道氧化鋅可通過抑制細菌的黏附和細胞內攝作用、防止屏障完整性被破壞、調節(jié)細胞因子基因表達來保護腸細胞免受大腸桿菌感染，而非通過一種直接的抗菌效應。

3 高鋅日糧的負面影響

高劑量的氧化鋅作為一種有效控制仔豬腹瀉的手段被普遍使用，但其負面影響不容忽視。隨著生物技術的發(fā)展和人們對環(huán)境要求的提高，這些矛盾也必將更加突出。因此，明確高鋅潛在的副作用對于指導其在畜牧業(yè)上的應用具有十分重要的意義。

3.1 污染環(huán)境，毀壞耕地

動物糞中的鋅大部分來自日糧中未被吸收的外源鋅。無機源的高劑量鋅（尤其是氧化鋅）由于生物利用率較低，大部分隨糞便排到環(huán)境中。盡管鋅源及添加水平不同，一般情況下日糧中99%的鋅通過糞便排放到環(huán)境中（Case和Carlson，2002）。飼喂豬高鋅日糧（3000mg/kg，氧化鋅）糞中的鋅可達到1693.26mg/kg，是飼喂基礎日糧組的33 倍。據日本有關專家推測，如果所有豬糞中的鋅都停留在土壤中，鋅含量將在17年內超標（120mg/kg），被污染的土地將不再具有可耕性。鋅對魚類和水生生物的毒性更大，故漁業(yè)水質要求鋅在0.1mg/L之內。過量的鋅經畜體排泄后，還會污染地下水，妨礙畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.1 對高鋅的依賴性

由于鋅對腸道內細菌的抑制作用對有害菌和有益菌都起作用，長期使用加鋅飼料后停止使用時，病原菌比有益菌更容易在腸道內定植和繁殖，從而常導致腸道菌群紊亂而誘發(fā)腹瀉。一旦停止使用高鋅，仔豬腹瀉又會發(fā)生。

3.2 過量添加對銅、鐵的吸收不利，導致銅、鐵繼發(fā)性缺乏，出現貧血

高鋅對銅、鐵的吸收不利，導致鐵、銅繼發(fā)性缺乏，出現貧血。試驗飼糧中添加超過正常需要量30倍的鋅（3000mg/kg），血紅蛋白含量顯著下降，表明高鋅影響了鐵的吸收，從而影響血紅素的形成，導致血紅蛋白的合成減少。

3.3 高鋅會造成仔豬后期生長抑制

高鋅在仔豬斷奶前后能有效減少腹瀉，但長期使用后會造成仔豬后期的生長抑制，生長速度減緩，毛發(fā)過長且粗亂，皮膚蒼白。這種長期使用高鋅的不利現象非常普遍，也成為困擾養(yǎng)殖業(yè)的一大問題。

4 國內外限定高鋅的使用

鑒于高鋅帶來的巨大的負面影響，各國都相繼出臺規(guī)定來限制高鋅的使用。各個國家規(guī)定日糧中鋅添加量差異較大，大致在40～140mg/kg之間，中國的飼養(yǎng)標準為78～110mg/kg。為減少污染，一些國家已制定新的鋅添加標準。日本從1997年8月8日開始，將豬飼料中的鋅水平120mg/kg降到55mg/kg。加拿大國家飼料協(xié)會已將日糧鋅最大添加量規(guī)定為500mg/kg。有些鋅源如桿菌肽鋅已被歐盟禁止添加，歐盟于2006年后開始禁止氧化鋅高劑量作為飼料添加劑使用，只作為處方藥治療仔豬腹瀉（Broom 等，2006）。我國農業(yè)部第1224號公告規(guī)定“豬配合飼料中鋅的推薦添加量（以元素計）為40～110mg/kg（硫酸鋅）或40～120mg/kg（氧化鋅）；代乳料最高限量為200mg/kg；仔豬斷奶后前2周氧化鋅（以元素計）添加量不超過2250mg/kg”。

5 解決途徑及研究方向

高劑量氧化鋅的利用率有限，大部分鋅隨糞便排泄到環(huán)境中，嚴重污染著環(huán)境，且長時間使用氧化鋅還對仔豬產生毒副作用。鑒于諸多的不利因素，尋找一種高效的鋅源形態(tài)或更加有效的防止仔豬腹瀉的措施，顯得十分重要。

5.1 微膠囊包被技術

微膠囊技術是一種用成膜材料把固體或液體包覆形成微小粒子的釋放，減少其毒副作用。由于高劑量氧化鋅在仔豬的胃酸環(huán)境中與鹽酸反應生成氯化鋅（ZnCl2），使實際到達腸道的有效氧化鋅數量大大降低。若采用包被技術在氧化鋅芯材表面包上抵抗胃酸的包衣可實現延遲釋放，保持其在胃酸環(huán)境下的穩(wěn)定性，增加到達小腸的氧化鋅含量。因此，微膠囊包被氧化鋅產品可以大大減少氧化鋅的使用量，已成為一種新的研究開發(fā)熱點。

近年來，市場上出現了微囊氧化鋅產品，這種油脂包被的氧化鋅在減少氧化鋅使用量的同時，也能起到治療斷奶仔豬腹瀉（PWD）的效果（Kim 等，2010），還減少了環(huán)境污染。油脂組分保護了ZnO在胃中的吸收及化學變化，當進入腸道時，油脂包衣被脂肪酶分解，釋放出ZnO進而發(fā)揮作用。目前，國內不少廠家也相繼推出了包被氧化鋅產品?，F有的研究均認為，低劑量的包被氧化鋅可以代替高劑量的氧化鋅，對斷奶仔豬具有良好的抗腹瀉和促生長作用。這不僅降低了飼養(yǎng)成本，也在一定程度上保護了無機鋅源，并減少了對環(huán)境的污染，具有十分廣闊的發(fā)展前景。

5.2 營養(yǎng)調控

營養(yǎng)因素，即飼糧品質不能適應仔豬斷奶時的消化生理特點是發(fā)生腹瀉的重要因素。近年來，國內外的許多試驗研究表明，在引起仔豬腹瀉的諸多因素中，原發(fā)性因素在大多數情況下并不是各類細菌和病毒，而是由于生長過程中的應激因素影響腸道和黏膜免疫系統(tǒng)的正常生長所導致的。因此，通過改善仔豬營養(yǎng)結構來預防和控制仔豬腹瀉的發(fā)生，也已經成為一種趨勢。

5.3 其他替代品

目前，堿式氯化鋅、甘露寡糖、抗菌肽等應用于抗仔豬腹瀉方面的研究已有不少。有報道稱，相對于氧化鋅，堿式氯化鋅具有較高的生物學效價。有大量研究表明甘露寡糖可提高斷奶仔豬的生產性能，是通過改變胃腸道的微生物區(qū)系和減少腸道中的病原菌來實現的。而抗菌肽主要通過破壞細胞膜來殺滅病原菌，極難產生耐藥性。近年來，Han等（2011）采用微膠囊包被技術將桉樹的中鏈脂肪酸（MCFA）進行處理后，可以作為氧化鋅和抗生素的替代物應用于斷奶仔豬，并認為微膠囊中鏈脂肪酸可以作為仔豬的促生長劑。另外隨著納米技術的發(fā)展，納米氧化鋅及納米蒙脫石等產品也相繼開發(fā)出來，作為高鋅替代品也可達到促生長及抗腹瀉效果。

6 結語

近年來，隨著社會對健康、安全的訴求提高，食品安全、動物福利與環(huán)境保護已成為世界各國關注的焦點。因此在養(yǎng)豬領域，選用相關產品以防止仔豬腹瀉，應基于安全、高效、環(huán)保等基點。高鋅對仔豬腹瀉的效果已經得到認可，但如何既能利用這一效果，又能避免高鋅使用帶來的諸多毒副作用，且保證用量符合國家相關法規(guī)是添加劑、飼料及養(yǎng)殖業(yè)共同關注的焦點。應用微膠囊包被技術，將普通氧化鋅包被，開發(fā)包被氧化鋅產品時一種很好的選擇。其安全、穩(wěn)定、高效、添加劑量少，使用性價比高，使其逐漸成為飼料添加劑企業(yè)研究開發(fā)的方向，也可能將是飼料及養(yǎng)殖企業(yè)的選擇目標。

參考文獻（略）