仔豬日糧添加納米氧化鋅的益處

付亞楠 譯自Piglets，2019，№8：29～31

潘雪男 校 何 閃 制圖表

鋅是動物機體中多種金屬酶和消化酶的組成部分，也是一種必需微量元素。氧化鋅可改善斷奶仔豬的生長性能，抑制腸道炎癥反應。然而，由于仔豬對氧化鋅的消化率低，日糧中高劑量地添加氧化鋅會顯著增加鋅的排泄量，造成環(huán)境污染。過去幾十年，納米技術迅速發(fā)展，為尋找斷奶仔豬日糧中常規(guī)添加濃度的氧化鋅的替代品提供了一個新的維度。由于顆粒直徑減小、表面積加大、化學穩(wěn)定性提高以及反應活性增強等特點，納米氧化鋅具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

早期斷奶仍然是豬生長中的一個關鍵時期，并且會引發(fā)大量的問題，如消化系統(tǒng)紊亂、生長速度減慢、腹瀉增多以及發(fā)病率和死亡率提高等，這些問題都會給養(yǎng)豬業(yè)造成重大的經(jīng)濟損失。人們通常建議在斷奶前兩周給仔豬補充氧化鋅(日糧中鋅的添加量通常為2 500 mg/kg)。這對預防仔豬斷奶后腹瀉(甚至死亡)和偶發(fā)性水腫病至關重要，這兩種疾病都與大腸桿菌感染相關。預防仔豬發(fā)病確實能顯著改善動物的生長性能和飼料轉化率。

由于豬對氧化鋅的吸收較差，因而攝入體內的氧化鋅約80%會隨糞便排出，導致環(huán)境顯著惡化。因此，人們越來越擔憂糞便中的鋅會污染環(huán)境以及影響環(huán)境中微生物的多樣性。

1 什么是納米氧化鋅

在未批準將氧化鋅用于治療仔豬腹瀉的國家或地區(qū)，人們通常用抗生素來控制仔豬斷奶后的大腸桿菌感染。然而，由于細菌會對抗生素產(chǎn)生耐藥性，很多國家和地區(qū)已禁止使用抗生素。納米氧化鋅能替代仔豬日糧中的氧化鋅嗎？化工業(yè)和制藥業(yè)常用的納米氧化鋅是指顆粒直徑小于100 nm的氧化鋅。與斷奶仔豬日糧中通常以藥理學水平添加的氧化鋅相比，納米氧化鋅的粒徑更小，單位質量的顆粒數(shù)更多，擁有的表面積更大，且在動物生化系統(tǒng)中的活性更強。

動物營養(yǎng)上所用的氧化鋅產(chǎn)品在理化特性上與納米氧化鋅存在很大的差異，這說明氧化鋅產(chǎn)品在動物體內會產(chǎn)生不同的生物利用率和抗菌作用。納米氧化鋅特定的粒徑(是傳統(tǒng)氧化鋅的10～15倍)和形狀增加了其與細菌接觸的表面積。此外，納米氧化鋅的高孔隙率提高了它的抗菌活性。在斷奶仔豬日糧中，用低劑量的納米氧化鋅替代高劑量的傳統(tǒng)氧化鋅是切實可行的，可以減少對環(huán)境的污染。

2 營養(yǎng)利用率和生長性能

多項研究報道了用納米氧化鋅替代仔豬日糧中傳統(tǒng)氧化鋅的效果。如表1所示，Pei等評估了在日糧中添加納米氧化鋅對斷奶仔豬生長性能和腹瀉發(fā)生率的影響。與不添加鋅的對照日糧相比，添加納米氧化鋅和傳統(tǒng)氧化鋅的試驗日糧能夠提高仔豬的平均日增重、每日平均采食量、增重與耗料比以及十二指腸和空腸的絨毛高度與隱窩深度的比值，且可以降低腹瀉的發(fā)生率。

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比較納米氧化鋅和傳統(tǒng)氧化鋅對仔豬生產(chǎn)性能的影響后發(fā)現(xiàn)，仔豬采食添加了300 mg/kg納米氧化鋅或450 mg/kg納米氧化鋅的日糧后，其生長性能顯著高于采食日糧中添加3 000 mg/kg傳統(tǒng)氧化鋅的仔豬。Milani等研究發(fā)現(xiàn)，與在日糧中添加3 000 mg/kg的傳統(tǒng)氧化鋅相比，添加60 mg/kg的納米氧化鋅不足以顯著提高仔豬的生長性能；然而，與添加濃度低至15 mg/kg的納米氧化鋅所產(chǎn)生的影響相比，營養(yǎng)物質(蛋白質和能量)的消化率在數(shù)值上有所改善，不過無統(tǒng)計學意義上的顯著差異(表2)。

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圖1顯示了納米氧化鋅對斷奶仔豬腸道形態(tài)的影響。在日糧中添加450 mg/kg的納米氧化鋅和3 000 mg/kg的傳統(tǒng)氧化鋅，仔豬十二指腸、空腸和回腸絨毛的病理損傷均得到了減輕(圖1未顯示結果)；仔豬十二指腸、空腸和回腸的絨毛高度均有所提高。與添加3 000 mg/kg的傳統(tǒng)氧化鋅相比，添加450 mg/kg的納米氧化鋅后，仔豬腸道絨毛高度和隱窩深度均有所增加。該結果表明，鋅的納米顆粒能夠促進仔豬腸道黏膜的生長，并能夠增強腸上皮細胞的再生，從而可以改善腸道發(fā)育。因此，納米氧化鋅可以增加用于吸收和利用養(yǎng)分的表面積，進而提高仔豬的生長性能。

3 對腸道微生物區(qū)系的影響

納米氧化鋅(450 mg/kg)對斷奶仔豬大腸微生物組成的影響表明，盲腸、直腸和結腸中大腸桿菌的數(shù)量顯著減小。與傳統(tǒng)氧化鋅(3 000 mg/kg)相比，這種減少在結腸中更為明顯。但與不添加鋅的日糧相比，納米氧化鋅對斷奶仔豬腸道中沙門菌、乳酸菌和雙歧桿菌豐度的影響不顯著。血清免疫指標顯示，與傳統(tǒng)氧化鋅(3 000 mg/kg)相比，在仔豬日糧中添加納米氧化鋅(450 mg/kg)可提高血液中免疫球蛋白A、細胞因子IL-6和TNF-α的濃度，這些結果表明納米氧化鋅可通過改變血清中抗體的濃度展現(xiàn)抗炎能力。在一項類似的研究中，Li等發(fā)現(xiàn)納米氧化鋅可以提高斷奶仔豬血清中的IgG水平，并能增強動物的免疫應答能力。

一般建議在測試動物日糧中納米氧化鋅的作用之前解決一些挑戰(zhàn)性問題：如使用恰當?shù)姆治龇椒▽Ξa(chǎn)品定性、從實驗室樣品生產(chǎn)到工業(yè)化規(guī)?；a(chǎn)品生產(chǎn)、ADME(在動物體內的吸收、分布、代謝和排泄)、對動物的毒性水平、工人和環(huán)境的安全性以及遵守當?shù)胤伞?/p>

4 結語

綜上所述，與按3 000 mg/kg水平添加的傳統(tǒng)氧化鋅相比，按適當濃度(尤其是添加量為450 mg/kg時)添加納米氧化鋅可改善仔豬的增重、采食量和增重與耗料比。添加量低至60 mg/kg時，納米氧化鋅也能提高營養(yǎng)物質的消化率，但未能達到統(tǒng)計學意義上的顯著差異。與傳統(tǒng)的氧化鋅相比，納米氧化鋅可以改善仔豬對鋅的吸收，減少糞便中鋅的排泄量。與按3 000 mg/kg濃度添加的傳統(tǒng)氧化鋅相比，日糧中添加450 mg/kg的納米氧化鋅后，仔豬糞便和尿液中鋅的排泄量有所減少(分別減少為55.41%和46.24%)。與傳統(tǒng)氧化鋅相比，低濃度添加的納米氧化鋅(450 mg/kg)能更有效地降低仔豬腹瀉的發(fā)生率，改善腸道形態(tài)，減少腸道中大腸桿菌的豐度。