氧化鋅及其替代物在仔豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

胡真真，董　麗，喻禮懷

（揚(yáng)州大學(xué)動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225000）

能夠改善仔豬生長性能及消化免疫系統(tǒng)功能，提高對過敏原的耐受力，維持各器官組織結(jié)構(gòu)功能和內(nèi)環(huán)境正常，降低死亡率、腹瀉率和應(yīng)激程度的添加劑，均可用來緩解仔豬斷奶應(yīng)激（張彩英等，2013）。氧化鋅作為飼料添加劑在解決仔豬早期斷奶應(yīng)激問題中的應(yīng)用逐漸變得普遍，普通氧化鋅具有降低仔豬腹瀉率、提高仔豬生產(chǎn)性能的特點(diǎn)（陳文等，2008）。但隨著使用量的增加，環(huán)境污染等問題日益嚴(yán)重，尋找一種安全環(huán)保的氧化鋅替代物成為了一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。不同的氧化鋅替代物各有利弊，應(yīng)用效果、使用成本、環(huán)境保護(hù)等都成為探尋一種理想氧化鋅替代物全面考慮的必須因素（劉軍，2011）。

1　氧化鋅及其常見替代物的特點(diǎn)

為緩解斷奶仔豬以腹瀉為主的應(yīng)激狀況，通常在仔豬日糧中添加四環(huán)素類、化學(xué)合成類等抗生素，但是四環(huán)素、氯霉素等效果逐漸減弱，耐藥性、食品安全等問題出現(xiàn)，使得尋找抗生素的替代品成為新的研究方向（周學(xué)光等，2011）。其中，微量元素添加劑作為抗生素的替代品之一被不斷廣泛采用。高鋅是微量元素添加劑的一種，是指在仔豬日糧中添加高劑量氧化鋅，從而提高仔豬抗氧化應(yīng)激能力、生長性能和免疫功能，降低仔豬腹瀉率，減少腸道食糜中大腸桿菌數(shù)量（趙民，2011）。氧化鋅具有制作成本低、使用保存方便、添加效果顯著等優(yōu)點(diǎn)（岳雙明，2008）。但研究發(fā)現(xiàn)，氧化鋅自身具有生物學(xué)利用率低特性，日糧中添加高劑量的氧化鋅可致使鋅在糞樣中的殘留量增加，對周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重威脅（彭點(diǎn)懿，2011）。不同鋅源存在的不足，使得研究氧化鋅本身的材料學(xué)性質(zhì)成為重點(diǎn)，通過改變氧化鋅的形式來提升效果（梁彥英，2011）。

納米氧化鋅作為一種新型多功能環(huán)境友好型抗菌劑，已在許多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。低劑量納米氧化鋅（50 mg/kg）可以顯著提高仔豬生產(chǎn)性能，又可節(jié)約鋅源。從促進(jìn)動物健康、節(jié)約資源和提升環(huán)境質(zhì)量角度講，日糧中用低濃度納米氧化鋅替代高濃度普通氧化鋅一直都廣受推薦 （廖三賽，2006）。蛋氨酸鋅是一種新型飼料添加劑，其在生物學(xué)效價、穩(wěn)定性及促進(jìn)仔豬生產(chǎn)性能、疾病治療與防治等方面較其他形式的鋅源有明顯效果。認(rèn)為有機(jī)鋅的生物學(xué)價值是其他無機(jī)鋅所無法比擬的，尤以蛋氨酸鋅生物學(xué)效價為高。但其生產(chǎn)工藝較復(fù)雜、成本較高，使飼養(yǎng)成本增加，從而限制了其在生產(chǎn)中的大規(guī)模應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展，生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和完善，生產(chǎn)成本的逐漸降低，使得氨基酸鋅有望廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)（高惠林，2008）。新型氧化鋅結(jié)合了納米材料與多孔材料的特點(diǎn)，可觀測到比納米氧化鋅更為細(xì)小的組成單元，中空結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)使得新型氧化鋅具有“高比表面積-微米粒徑”的結(jié)構(gòu)，這不同于其他形式氧化鋅，使其始終具有較好的發(fā)展空間（李治學(xué)，2015）。改性修飾氧化鋅采用了定向微波處理技術(shù)，與普通氧化鋅相比，其添加量可降低50%，在消化道內(nèi)存留率也顯著提高95%以上，可達(dá)到全消化道不溶解，不增加仔豬血鋅濃度，不拮抗銅、鐵等微量元素吸收利用的效果。在改善外觀毛色、降低腹瀉率、提高生產(chǎn)性能、增強(qiáng)仔豬免疫力方面有著較為顯著的效果（朱海，2015）。包膜氧化鋅在腸道內(nèi)逐漸釋放氧化鋅，可有效防止胃液對氧化鋅的酸化。研究表明，仔豬日糧中添加1500 mg/kg包膜氧化鋅的抗腹瀉效果與普通氧化鋅相比無顯著差異，但顯著降低糞樣中鋅的殘留量，有替代3000 mg/kg普通氧化鋅的潛力（王超，2013）。氧化鋅及其常見替代物的特點(diǎn)見表1，從抗生素到氧化鋅，從納米氧化鋅到包膜氧化鋅，既反映了不同種類飼料添加劑逐步呈現(xiàn)出的特異性能，又展現(xiàn)出不同結(jié)構(gòu)添加劑利弊兩面性的特點(diǎn)。故找到一種最佳結(jié)構(gòu)成分和使用濃度，用以緩解仔豬斷奶應(yīng)激的飼料添加劑成為當(dāng)下非常重要的研究方向。

2　氧化鋅及其替代物在仔豬生產(chǎn)上應(yīng)用的研究進(jìn)展

目前早期斷奶技術(shù)已普遍應(yīng)用到養(yǎng)殖生產(chǎn)中，提高了母豬利用率及年產(chǎn)仔數(shù)（劉軍，2011），但斷奶仔豬應(yīng)激綜合征的風(fēng)險在增加、免疫功能降低、疾病感染率增加，尤其仔豬斷奶后腹瀉使仔豬生長嚴(yán)重受到抑制（趙民，2011）。隨著國內(nèi)外學(xué)者研究，成本低、保存方便、效果顯著的氧化鋅添加劑應(yīng)用愈加廣泛（岳雙明，2008）。氧化鋅及其替代物具有鮮明的功能特點(diǎn)，同時，不同種類飼料添加劑在仔豬的生產(chǎn)上有著不同應(yīng)用價值。在了解不同形式氧化鋅作為仔豬飼料添加劑中各自特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步挖掘其實(shí)際應(yīng)用價值成為必要的工作方向。

2.1氧化鋅在仔豬生產(chǎn)上的應(yīng)用氧化鋅表面生成的活性氧包括過氧化氫、羥基自由基、單態(tài)氧和超氧陰離子等，與其抗菌活性密切相關(guān)。氧化鋅具有吸收迅速、改善消化、促進(jìn)生長、提高免疫力的特點(diǎn)（劉軍，2011），能夠提高飼料轉(zhuǎn)化率、仔豬增重及日采食量、修復(fù)機(jī)體損傷組織及細(xì)胞（岳雙明，2008）。通過降低腸道通透性、保護(hù)腸上皮屏障、增強(qiáng)對腸道的先天和獲得性免疫等途徑（梁彥英，2011），顯著降低仔豬腹瀉 （王飛等，2007）。還能夠增強(qiáng)仔豬腸道抗菌能力、細(xì)菌發(fā)酵等，為機(jī)體提供更多能量，促進(jìn)仔豬生長，且飼喂添加3000 mg/kg氧化鋅的仔豬日糧能使仔豬達(dá)到最佳生長性能（王繼強(qiáng)等，2015）。

但使用高鋅會導(dǎo)致其他微量元素及維生素使用量增加，增加飼料成本，降低生產(chǎn)效益（陳于林，2014）。此外，高鋅會抑制仔豬細(xì)胞凋亡和消化道微生物活動、破壞各元素內(nèi)恒穩(wěn)機(jī)制、引發(fā)細(xì)菌抗性、患滲出性皮炎、胃酸分泌不足等，連續(xù)使用易出現(xiàn)膚色蒼白、毛發(fā)凌亂、貧血等抑制仔豬后期生長現(xiàn)象，且糞中排出的高鋅會嚴(yán)重污染環(huán)境（馬文鋒等，2011）。

2.2納米氧化鋅在仔豬生產(chǎn)上的應(yīng)用相比于普通氧化鋅，納米氧化鋅的表面電子結(jié)構(gòu)及晶體結(jié)構(gòu)都發(fā)生了變化，細(xì)微的晶粒結(jié)構(gòu)使其產(chǎn)生特殊的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)等，提高了其產(chǎn)品活性（楊會濤等，2013），作為添加劑，其生物活性與物理尺寸成反比關(guān)系（馮占雨等，2013），有著其他材料所不具備的光、電、高分散性等優(yōu)良性能和殺菌、抗紫外線等功能（王之盛等，2006）。由于納米氧化鋅的理化特性，其可以更快速地進(jìn)入血液，從而使得利用率極大提高，降低了添加比例，產(chǎn)生較為良好的使用效果（王之盛，2005）。

表1　氧化鋅及其常見替代物的特點(diǎn)

納米氧化鋅比表面積的提高，使其與仔豬腸道接觸更為廣泛，從而更有助于抑制有害微生物的生長，緩解因某些病原性大腸桿菌等造成的仔豬腹瀉（雷必勇，2004）。納米氧化鋅能明顯提高仔豬日增重及生產(chǎn)性能、降低料肉比及腹瀉率、提高堿性磷酸酶活性及血清濃度、改善腸黏膜形態(tài)，且具有較強(qiáng)的光催化活性和殺菌能力（廖三賽等，2003），還能通過提高血清鋅含量來促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，蔡景義等（2009）研究表明，仔豬日糧中納米氧化鋅最佳添加劑量為2000 mg/kg，但納米氧化鋅通過消化道、呼吸道時可造成細(xì)胞毒性及細(xì)胞凋亡，嚴(yán)重時還會造成DNA損傷。

2.3有機(jī)鋅在仔豬生產(chǎn)上的應(yīng)用有機(jī)鋅因?yàn)槠涓咏w內(nèi)的存在形式，所以能夠在消化道內(nèi)穩(wěn)定存在而不與其他物質(zhì)結(jié)合阻礙吸收，故其具有更高的生物學(xué)價值（高惠林等，2008）。螯合鋅能顯著改善仔豬飼料轉(zhuǎn)化率、提高鋅的生物利用率、增強(qiáng)免疫作用，具有改善血濃度、相容各種營養(yǎng)物質(zhì)及抗生素、提高維生素存留率等性能，能減少對鐵的拮抗作用并與鈣協(xié)同而增強(qiáng)作用效果（吳文平，2007）。

蛋氨酸鋅是一種新型飼料添加劑，具有提高仔豬生長性能、抗干擾能力、增強(qiáng)免疫與抗應(yīng)激等功能，能緩解與礦物質(zhì)的競爭頡抗作用，在疾病治療方面效果也較為明顯，其中，350 mg/kg鋅水平為蛋氨酸較佳添加量。但有機(jī)鋅具有較復(fù)雜的生產(chǎn)工藝和較高生產(chǎn)成本，限制了其在生產(chǎn)中的大規(guī)模使用。但在科技逐步發(fā)展和生產(chǎn)工藝逐漸改善情況下，生產(chǎn)成本會逐漸有所降低，以廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過程中（楊紅英，2006）。

2.4新型氧化鋅在仔豬生產(chǎn)上的應(yīng)用新型氧化鋅的制備首先需要熱重分析曲線的測定，以20℃/min的速率加熱升溫至50～500℃，再通過其他適宜條件及煅燒等途徑得到新型氧化鋅，其粒徑與處理溫度呈正相關(guān)，故溫度是新型氧化鋅制備過程中的重要參數(shù)。新型氧化鋅結(jié)合了納米材料及多孔材料的特點(diǎn)，可得到更為細(xì)小的微米粒徑顆粒（李治學(xué)，2015）。

新型氧化鋅比表面積較高且具有特殊結(jié)構(gòu)，從而避免了團(tuán)聚作用等，其不易溶解釋放鋅離子的特點(diǎn)是對鹽酸直接分解的保護(hù)作用，它主要是以氧化鋅的形式進(jìn)入腸道。300mg/kg的新型氧化鋅可顯著降低斷奶仔豬腹瀉率、提高養(yǎng)分表觀消化率、改善仔豬生長性能和腸道形態(tài)、提高十二指腸內(nèi)容物消化酶活性和抗氧化應(yīng)激能力、增強(qiáng)腸道屏障功能，新型氧化鋅還具有更低的毒性，以緩解對消化道的損傷，且其極顯著降低了鋅在肝臟中的沉積和糞便中鋅的排放量，從而極大減弱了對環(huán)境的污染（李治學(xué)，2015）。

2.5其他氧化鋅替代物在仔豬生產(chǎn)上的應(yīng)用

2.5.1改性修飾氧化鋅在仔豬生產(chǎn)上的應(yīng)用經(jīng)定向微波技術(shù)處理的改性修飾氧化鋅具有更大的比表面積，通過表面產(chǎn)生的過氧化物來刺激機(jī)體產(chǎn)生可以增強(qiáng)機(jī)體抗氧化功能的過氧化物酶，從而使機(jī)體免受過氧化物基團(tuán)的氧化損害作用（朱海，2015）。

改性修飾氧化鋅可顯著提高其對粗蛋白質(zhì)、粗脂肪及鈣、磷等的表觀消化率，降低鋅元素排放量、改善仔豬生長性能、降低仔豬腹瀉率及鋅元素排放量，顯著提高脂肪酶活力及谷胱甘肽過氧化物酶活力、增強(qiáng)抗氧化性能、降低腸壁通透性、提高消化道存留率及增強(qiáng)仔豬免疫力和改善仔豬毛色，其中，1140mg/kg改性修飾氧化鋅的飼喂效果要好于760mg/kg改性修飾氧化鋅，且能達(dá)到顯著水平（劉俊奇，2014）。

2.5.2包膜氧化鋅在仔豬生產(chǎn)上的應(yīng)用包膜氧化鋅可在腸道內(nèi)逐漸釋放氧化鋅從而有效防止氧化鋅被胃液酸化（王超，2013），包膜氧化鋅同普通氧化鋅一樣，可增加仔豬日增重、降低仔豬腹瀉率、增強(qiáng)抗氧化能力（申俊華，2014），但包膜氧化鋅還可提高血清鋅含量、增強(qiáng)肝臟及空腸中緊密連接蛋白等基因的表達(dá)量、降低糞樣中鋅的含量，1500 mg/kg包膜氧化鋅為適宜添加量（趙必遷等，2012）。

3　小結(jié)

氧化鋅及不同氧化鋅替代物在實(shí)際應(yīng)用上具有不同特點(diǎn)，不同類型添加劑的使用量與環(huán)境中鋅排放量密切相關(guān)。選擇一種較為理想的氧化鋅替代物需要考慮多方面問題，既要保證能夠改善仔豬生長性能，又要考慮經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益等。故添加劑構(gòu)型、最佳使用濃度及配伍形式等都成為研究過程中需要考慮的客觀因素，如何研究出一種綜合性能高、發(fā)展前景好的環(huán)境友好型氧化鋅替代物將成為人們有望探索的長遠(yuǎn)道路。

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