包被納米氧化鋅對斷奶仔豬生長性能、抗氧化酶活性及血清生化和免疫指標的影響

王 銪，陳 浩，萬 蒙，陳懿琳，王繁村，祝愛俠，王春維,2*

（1.武漢輕工大學(xué)動物科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，武漢市畜禽飼料工程技術(shù)研究中心，湖北武漢 430023；2.湖北省生豬健康養(yǎng)殖協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北武漢 430070）

仔豬在早期斷奶后因斷奶應(yīng)激而導(dǎo)致的生長能力受限以及高腹瀉率一直是生豬養(yǎng)殖業(yè)的一大瓶頸。有研究表明，動物機體中補充足量的鋅水平有促進生長的作用[1]，且以在飼料中添加無機形式的鋅（主要為氧化鋅或硫酸鋅）對減緩斷奶仔豬腹瀉和促進腸道發(fā)育效果最為良好[2]。以氧化鋅形式添加到飼糧中以降低腹瀉率的藥理劑量是2 000～4 000 mg/kg[3]，但高劑量的鋅不能被動物體完全吸收，大部分隨著糞便排入外界環(huán)境，造成環(huán)境污染，同時也導(dǎo)致了鋅源浪費。我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在2017 修訂版的《飼料添加劑安全使用規(guī)范》中將斷奶后前2 周仔豬配合飼料中氧化鋅的最高添加量限定為1 600 mg/kg（以鋅計），包括美國、歐盟和荷蘭等多個國家也限定了仔豬飼料中鋅的添加量。因此，尋找一種能有效緩解仔豬斷奶應(yīng)激的氧化鋅替代品且微量高效的鋅源顯得尤為重要。近年來，2 種鋅源——納米氧化鋅和包被氧化鋅不斷受到學(xué)者們的關(guān)注。本試驗基于前人的研究，結(jié)合現(xiàn)代包被技術(shù)，自制了一種新型的包被納米氧化鋅，旨在研究其對斷奶仔豬生長性能、抗氧化酶活性及血清生化和免疫指標的影響，為其在斷奶仔豬上的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)，也為其替代普通氧化鋅提供一種潛在的可能性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 普通氧化鋅（飼料級，實測鋅含量為72%）；包被納米氧化鋅（本實驗室研制，是以納米氧化鋅為芯材，以海藻酸鈉和乳清蛋白為包被壁材，采用復(fù)凝聚法制得，實測鋅含量為55%）。

1.2 試驗動物及日糧 試驗動物由武漢金鷹牧業(yè)有限公司提供，并在該公司進行飼養(yǎng)試驗。試驗選取180 頭平均體重為（5.29±0.02）kg 的長×大二元雜交斷奶仔豬?；A(chǔ)日糧為玉米-豆粕型，滿足NRC（2012）仔豬營養(yǎng)需要標準，日糧組成及營養(yǎng)成分見表1。

1.3 試驗設(shè)計與飼養(yǎng)管理 根據(jù)體重相近原則，將180頭斷奶仔豬隨機分為5 個處理組，每組6 個重復(fù)，每個重復(fù)6 頭仔豬。5 個處理組分別為對照組（基礎(chǔ)日糧，含鋅100 mg/kg）、普通氧化鋅組（基礎(chǔ)日糧+2 500 mg/kg普通氧化鋅）和3 個包被納米氧化鋅組（基礎(chǔ)日糧中分別添加250、500、750 mg/kg 包被納米氧化鋅）。仔豬從17 日齡開始誘食，于21 日齡斷奶，正試期14 d。試驗期間仔豬采取分欄群飼，仔豬自由飲水與采食，按豬場常規(guī)免疫程序?qū)ψ胸i進行免疫。觀察并記錄各試驗組仔豬每天的采食、腹瀉與健康情況。

1.4 樣品采集 試驗結(jié)束后，從各試驗組每個重復(fù)中隨機選取2 頭仔豬，于試驗結(jié)束當天08:00 對60 頭仔豬進行前腔靜脈采血，每頭仔豬采取4 mL 血樣于真空采血管中，3 000 r/min 離心15 min，取其上清液，-20℃冰箱保存待測。

表1 試驗基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)成分

1.5 測定指標及方法

1.5.1 生長性能 分別于正式試驗第1 天和第14 天08:00 對所有仔豬進行稱重，稱重前空腹12 h，計算各試驗組仔豬的平均日增重（ADG）；試驗結(jié)束后統(tǒng)計各處理組總采食量，計算各組的平均日采食量（ADFI）和耗料增重比（F/G）；觀察記錄試驗期間各處理組仔豬的腹瀉情況，計算腹瀉率。

腹瀉率=試驗期各重復(fù)累計仔豬腹瀉總頭數(shù)/（試驗期各重復(fù)飼養(yǎng)總頭數(shù)×試驗天數(shù)）×100%

1.5.2 血清生化指標 分別采用黃嘌呤氧化酶法、過氧化氫氧化酶法和比色法對血清中銅鋅-超氧化物歧化酶（Cu/Zn-SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）和丙二醛（MDA）進行測定，試劑盒均由南京建成生物工程研究所提供。

血清中總蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、尿素氮（UN）、堿性磷酸酶（AKP）和鋅（Zn）含量的測定采用寧波賽克生物技術(shù)有限公司和上海復(fù)星長征醫(yī)學(xué)有限公司生產(chǎn)的試劑盒，于全自動生化分析儀（型號：RX daytonaTM）上測定。

采用比色法測定血清中免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）和免疫球蛋白M（IgM）含量，試劑盒均由北京華英生物技術(shù)研究所提供。

1.6 統(tǒng)計分析 采用SPSS 19.0 軟件One-Way ANOVA 程序?qū)υ囼灁?shù)據(jù)進行單因素方差分析，并采用Duncan's 對平均值進行多重比較，P＞0.05 為無顯著性差異，P＜0.05為差異顯著，以平均值±標準差表示結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 包被納米氧化鋅對斷奶仔豬生長性能及腹瀉率的影響 由表2 可知，與對照組相比，500 mg/kg 包被納米氧化鋅組的ADG 和ADFI 分別提高了36.1% 和17.2%（P＜0.05），F(xiàn)/G 降低了22.2%（P＜0.05）。與普通氧化鋅組相比，添加不同水平的包被納米氧化鋅對仔豬的末重、ADG、ADFI 和F/G 均無顯著影響。與對照組相比，添加250、500、750 mg/kg 包被納米氧化鋅后斷奶仔豬的腹瀉率分別降低了12.9%、43.6% 和4%，但由于在整個飼養(yǎng)期間，各試驗組仔豬均未發(fā)生嚴重腹瀉，日糧中添加包被納米氧化鋅對降低仔豬腹瀉率的作用并不顯著，且與氧化鋅組無顯著差異。

2.2 包被納米氧化鋅對斷奶仔豬抗氧化酶活性的影響由表3 可知，與對照組相比，日糧中添加不同水平的包被納米氧化鋅均不同程度地提高了SOD 活性（P＞0.05）；添加500 mg/kg 和750 mg/kg 的包被納米氧化鋅能提高血清中GSH 活性（P＜0.05），降低MDA 含量（P＜0.05）；但與普通氧化鋅組相比，添加不同水平的包被納米氧化鋅對GSH 和MDA 的影響均不顯著。

2.3 包被納米氧化鋅對斷奶仔豬血清生化指標的影響由表4 可知，與對照組相比，飼糧中添加不同水平的包被納米氧化鋅能提高血清中Zn 水平（P＜0.05），降低UN 水平（P＜0.05），血清中TP、ALB 和AKP 含量均有不同程度上升（P＞0.05）；與氧化鋅組相比，不同水平包被納米氧化鋅試驗組中Zn 和UN 含量無顯著差異。

2.4 包被納米氧化鋅對斷奶仔豬血清免疫指標的影響 由表5 可知，與對照組相比，基礎(chǔ)日糧中添加500 mg/kg和750 mg/kg 包被納米氧化鋅能提高血清中IgG 含量（P＜0.05），但各處理組仔豬血清中IgA 和IgM 含量均無顯著差異。

3 討 論

3.1 包被納米氧化鋅對斷奶仔豬生長性能及腹瀉率的影響 已有研究報道，氧化鋅對提高斷奶仔豬的生長性能有顯著作用[4-5]。鋅通過提高仔豬食欲、促進采食量和提高動物體免疫力來達到促進仔豬生長的效果。胡彩虹等[6]、馮占雨等[7]試驗發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬飼糧中添加300 mg/kg 或600 mg/kg 納米氧化鋅均能顯著提高仔豬ADG，其效果與3 000 mg/kg 普通氧化鋅相當。另有任建波等[5]、劉連龍等[8]研究發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬飼糧中添加450 mg/kg 或800 mg/kg 包被氧化鋅能達到與高劑量氧化鋅相同的飼喂效果。本試驗中，日糧中添加500 mg/kg包被納米氧化鋅顯著提高了仔豬的生長性能，且與普通氧化鋅組效果相當，其原因可能是本試驗自制的包被納米氧化鋅結(jié)合了氧化鋅被納米化和包被的雙重特點，使得該產(chǎn)品不僅具有粒徑小、比表面積大、生物利用率高和有利于動物體吸收等優(yōu)點，還能使氧化鋅在包被材料的保護下免受胃酸破壞，到達腸道更多，從而被動物體吸收利用。但本試驗中，包被納米氧化鋅的最適添加量與前人研究中對于不同形式的氧化鋅的最適添加量均不相同，與陳杰等[9]研究中對于包被納米氧化鋅的建議添加量也存在差異，其原因可能是本試驗自制產(chǎn)品與前人研究的不同形式氧化鋅粒徑和包被工藝不同，以及有效鋅含量和試驗動物的差異也可能是其原因所在。綜上，本試驗自制的包被納米氧化鋅可提高仔豬的生長性能，且具有替代高劑量普通氧化鋅的潛力。

表2 包被納米氧化鋅對斷奶仔豬生長性能和腹瀉率的影響

表3 包被納米氧化鋅對斷奶仔豬抗氧化酶活性的影響

表4 包被納米氧化鋅對斷奶仔豬血清生化指標的影響

表5 包被納米氧化鋅對斷奶仔豬血清免疫指標的影響 g/L

仔豬斷奶時由于消化器官尚未發(fā)育完全以及防御能力下降，極易出現(xiàn)腹瀉率上升的情況。斷奶仔豬飼糧中添加高劑量的氧化鋅能有效降低仔豬腹瀉率[10]。本試驗中，各試驗組均未發(fā)生嚴重腹瀉，普通氧化鋅組和不同添加水平的包被納米氧化鋅組腹瀉率較對照組均有所降低，但差異不顯著。其原因可能表現(xiàn)在3 個方面：其一是基礎(chǔ)日糧中添加了雞血漿蛋白粉所致，血漿蛋白粉中含有免疫功能性蛋白，提高了仔豬免疫力，能有效防止仔豬腹瀉；其二，日糧抗原是造成仔豬腹瀉的主要原因之一[5]，本試驗基礎(chǔ)日糧配方中豆粕等植物性抗原原料較少，也在一定程度上減少了腹瀉發(fā)生的可能性；其三，較好的養(yǎng)殖環(huán)境有效降低了仔豬腹瀉的發(fā)生率。

3.2 包被納米氧化鋅對斷奶仔豬抗氧化酶活性的影響仔豬日糧中添加高鋅能刺激動物機體的抗氧化酶系統(tǒng)，提高動物體免疫力，其原因在于鋅能通過清除仔豬體內(nèi)的自由基提高其免疫力，并以此達到促生長的效果[11]。自由基是動物體在有氧呼吸過程中產(chǎn)生的物質(zhì)，當機體處于正常狀態(tài)時，自由基的產(chǎn)生與消除處于一種平衡的狀態(tài)，而這種平衡一旦被打破，就會產(chǎn)生大量自由基對機體造成損害。SOD 和GSH 是動物體內(nèi)2 種重要的抗氧化酶，是機體清除自由基的重要物質(zhì)，它們通過水解機體在代謝過程中產(chǎn)生的自由基，減少機體受到的損傷，且其作用受到鋅的影響[12]。鋅對SOD 和GSH 分別有輔助和激活作用。一般認為，高鋅能增強SOD 和GSH活性和抗氧化作用[12]。本試驗中，飼糧中添加不同水平的包被納米氧化鋅顯著提高了GSH 活性，但各處理組SOD 活性仍無顯著差異，這與冷靜等[13]、Carlson等[14]研究結(jié)果一致，其原因可能是本試驗正試期恰好為2 周，飼養(yǎng)時間較短，酶活性變化不足以達到顯著水平，而鋅的補充使這2 種酶活性達到較高值的時間約為補鋅后3 周[13]。MDA 是自由基作用于脂肪的代謝產(chǎn)物，且具有細胞毒性，它的產(chǎn)生能加劇膜的損傷，其含量可間接反映氧化反應(yīng)的程度。本試驗中，飼糧中添加不同形式的氧化鋅均降低了MDA 含量，這與荔霞等[15]研究結(jié)果相似，且飼糧中添加500 mg/kg 包被納米氧化鋅時，MDA 含量的降低達到了顯著水平，數(shù)值上效果最優(yōu)，表明飼糧中添加包被納米氧化鋅能提高斷奶仔豬的抗氧化酶活性和抗應(yīng)激能力，且與添加2 500 mg/kg 普通氧化鋅效果相當。

3.3 包被納米氧化鋅對斷奶仔豬血清生化指標的影響血清生化指標的變化能夠間接反映機體內(nèi)組織細胞通透性和新陳代謝的變化。血清UN 是衡量蛋白質(zhì)合成代謝情況的重要指標，其含量越低，表明蛋白質(zhì)合成能力越強[16]。王彬等[17]報道，仔豬日糧中添加3 000 mg/kg普通氧化鋅和100 mg/kg 納米氧化鋅能顯著降低UN 水平。另有研究報道，飼糧中添加2 400 mg/kg 普通氧化鋅和2 400 mg/kg 包被氧化鋅在一定程度上降低了仔豬血清尿素氮水平，但未達到顯著水平[10]。本試驗與王彬等[17]研究結(jié)果相似。本試驗中，飼糧中添加包被納米氧化鋅均顯著降低了UN 水平，且隨著包被納米氧化鋅水平的增加呈先下降后上升的趨勢，表明飼糧中添加包被納米氧化鋅有利于提高蛋白質(zhì)利用率，促進仔豬生長，且以500 mg/kg 的添加水平效果更佳。鋅經(jīng)腸道吸收后，由血液運輸至全身，因而在一定意義上，血清中鋅含量可以反映機體內(nèi)鋅的吸收和利用情況[18]。AKP是動物體主要的含鋅酶，其酶活性與鋅含量呈正相關(guān)，在一定程度上也可以反映機體對鋅的利用率。本試驗中，血清鋅含量隨包被納米氧化鋅水平的增加呈顯著上升趨勢，AKP 活性雖有所增加，但未達到顯著水平，表明飼糧中添加包被納米氧化鋅能提高鋅的吸收率和利用率，且對含鋅酶活性的增加具有一定促進作用。

3.4 包被納米氧化鋅對斷奶仔豬血清免疫指標的影響鋅在調(diào)節(jié)仔豬免疫功能方面發(fā)揮著重要作用，它不僅影響脾臟、胸腺等免疫器官的發(fā)育，還參與動物體的細胞免疫和體液免疫過程[19]。鋅可充當促細胞分裂劑，提高B 淋巴細胞的分化速度，并誘導(dǎo)其分泌免疫球蛋白，從而發(fā)揮抑菌抗病毒的作用[20]。IgA、IgM 和IgG 是動物體內(nèi)3 種重要的免疫球蛋白，與動物體免疫力呈正相關(guān)，其中以IgG 含量最高，約占85%[17]。IgG 是介導(dǎo)體液免疫的主要抗體，其在抗菌、抗病毒和抗腫瘤等方面均發(fā)揮著免疫學(xué)作用。本試驗中，飼糧中添加包被納米氧化鋅能提高血清IgG 水平，且以添加500 mg/kg 和750 mg/kg 包被納米氧化鋅效果最為顯著，但對IgA、IgM 無明顯作用，此結(jié)果與朱宇旌等[10]研究結(jié)果有相似之處，表明日糧中添加包被納米氧化鋅可提高仔豬的體液免疫能力。

4 結(jié) 論

本試驗結(jié)果表明，日糧中添加包被納米氧化鋅可顯著促進仔豬生長，提高飼糧中蛋白質(zhì)和鋅的利用率，并能有效改善血清抗氧化酶活性，提高仔豬免疫力，且以日糧中添加500 mg/kg 包被納米氧化鋅效果最佳，具有替代高劑量普通氧化鋅的潛力。本研究對于開發(fā)新的氧化鋅添加劑和減少高鋅帶來的環(huán)境污染具有重大意義。