甘氨酸鋅在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

朱艷錦，李 芳，余 敏

（成都蜀星飼料有限公司，四川 成都 611633）

鋅在動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育及免疫反應(yīng)中扮演著重要角色。目前動(dòng)物飼料中的鋅源主要為硫酸鋅、氧化鋅等，生物利用率極低，尤其是氧化鋅，大劑量的鋅元素隨糞便排到體外后容易對(duì)環(huán)境造成污染。自2018 年7 月1 日起實(shí)施的中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部第2625 號(hào)公告降低了鋅在豬配合飼料中的使用限量， 如何提高鋅在動(dòng)物生產(chǎn)中的利用率，滿足動(dòng)物對(duì)鋅的需求，成為亟待解決的問(wèn)題。近年來(lái)，關(guān)于有機(jī)微量元素的研究逐漸增加，甘氨酸鋅作為一種有機(jī)鋅源，生物利用率高，正逐漸被應(yīng)用到動(dòng)物生產(chǎn)中。 筆者通過(guò)闡述甘氨酸鋅對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能、繁殖性能、免疫能力及腸道健康的影響，探討甘氨酸鋅的最佳使用量，以期為甘氨酸鋅在動(dòng)物生產(chǎn)中的使用提供參考。

1 甘氨酸鋅對(duì)生產(chǎn)性能的影響

甘氨酸鋅為氨基酸螯合物， 成環(huán)雙螯合結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好［1］，可減少與其他金屬元素如銅和鈣對(duì)鋅的吸收抑制， 也不易被植酸等抗?fàn)I養(yǎng)因子干擾，同時(shí)可減少對(duì)維生素的破壞作用。鋅與氨基酸等形成螯合物之后，通過(guò)肽或氨基酸的吸收機(jī)制，由小腸黏膜上皮細(xì)胞刷狀緣完全吸收， 更高效節(jié)能；螯合結(jié)構(gòu)具有緩釋作用，能夠延長(zhǎng)在腸道中停留的時(shí)間，有益于鋅的吸收，提高了鋅生物利用率［2］。 另外，甘氨酸鋅不僅能提供微量元素鋅，還能提供部分氨基酸，具有雙重營(yíng)養(yǎng)作用，有利于提高畜禽生產(chǎn)性能。

1.1 日增重

日增重是畜禽生產(chǎn)最重要的生產(chǎn)性能指標(biāo)之一。 大量研究表明，在日糧中添加甘氨酸鋅，能夠顯著提高仔豬日增重［3-7］?？螺V等［8］研究發(fā)現(xiàn)，甘氨酸鋅與甘氨酸亞鐵具有協(xié)同作用， 同時(shí)使用能極顯著提高仔豬日增重以及鈣、磷的利用率。在生長(zhǎng)豬階段選擇不同鋅源飼養(yǎng)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)， 甘氨酸鋅代替無(wú)機(jī)鋅同樣可以提高生長(zhǎng)豬日增重［9］。 上述研究充分說(shuō)明， 添加甘氨酸鋅具有提高豬日增重的作用， 其作用機(jī)制可能是甘氨酸鋅提高了核酸和蛋白質(zhì)的合成水平， 增加了味覺(jué)素蛋白的分泌，進(jìn)而提高豬采食量和日增重。 大量研究表明，甘氨酸鋅在其他動(dòng)物生產(chǎn)中也表現(xiàn)出促進(jìn)日增重的功能。 Kwiecień 等［10］研究表明，日糧中分別添加25、50、100 mg/kg 甘氨酸鋅均可有效提高肉雞21 d 及35 d 增重； 在湘東黑山羊上的研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充甘氨酸鋅60 mg/kg DM（以鋅計(jì)），妊娠母羊總增重和平均日增重顯著（P<0.05）增加［11］；用珍珠龍膽幼魚(yú)作為試驗(yàn)動(dòng)物， 在其餌料中添加適量甘氨酸鋅， 增重率和特定生長(zhǎng)率均顯著高于ZnSO4組［12］；付志歡等［13］在羅非魚(yú)上試驗(yàn)亦得到類似結(jié)果。 但也有一些研究認(rèn)為甘氨酸鋅并不能提高動(dòng)物日增重，這可能與甘氨酸鋅的添加量、日糧配方設(shè)計(jì)、試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間、動(dòng)物種類、生理狀態(tài)以及甘氨酸鋅質(zhì)量等有關(guān)。

1.2 產(chǎn)蛋率及其他生產(chǎn)性能

鋅缺乏或過(guò)量都會(huì)引起蛋雞的代謝紊亂，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)發(fā)病甚至死亡。 從日糧中獲得適量的鋅，可以維持蛋雞正常生產(chǎn)性能，給蛋雞飼喂補(bǔ)充40 mg/kg 的甘氨酸鋅，可以提高產(chǎn)蛋率1.85%（P＜0.05）； 在基礎(chǔ)日糧中添加70 mg/kg 的氨基酸鋅，能夠生產(chǎn)富鋅蛋，進(jìn)而提高蛋品質(zhì)。在湘東黑山羊上的研究發(fā)現(xiàn)，添加甘氨酸鋅對(duì)羊奶木蠟酸、順-11-二十烯酸、γ-亞麻酸含量顯著（P<0.05）提高，說(shuō)明甘氨酸鋅能夠提高羊奶品質(zhì)。高峰等［14］的研究也證實(shí)有機(jī)鋅可以提高牛奶產(chǎn)量及牛奶中鋅含量。其作用機(jī)制可能是鋅對(duì)覆蓋于乳頭管表層的層纖維蛋白（角蛋白）的形成是必需的，而乳頭管上皮的完整性，是機(jī)體防御乳房感染的第一物理屏障［15-16］。因此，可以認(rèn)為，甘氨酸鋅提高了奶牛的產(chǎn)奶量，鋅元素對(duì)其有著相當(dāng)大的貢獻(xiàn)， 而甘氨酸與鋅的絡(luò)合作用，彌補(bǔ)了無(wú)機(jī)鋅不足之處，最大限度地發(fā)揮了鋅的生物學(xué)效能。還有研究發(fā)現(xiàn)，不同水平有機(jī)硒、銅、鋅對(duì)肉雞胴體及肉品質(zhì)有顯著影響，最優(yōu)組合為0.25 mg/kg 蛋氨酸硒＋70 mg/kg 甘氨酸鋅＋60 mg/kg 甘氨酸銅，顯著提高凈膛率，降低腹脂率，提高肌肉品質(zhì)［17］。 綜上所述，甘氨酸鋅等有機(jī)鋅可以改善畜禽生產(chǎn)性能及產(chǎn)品品質(zhì)， 但關(guān)于作用機(jī)理研究甚少，有待深入研究。

2 甘氨酸鋅對(duì)免疫能力的影響

鋅對(duì)畜禽免疫系統(tǒng)正常發(fā)育與免疫功能的維持具有重要作用， 尤其是細(xì)胞免疫的抗病原感染作用。 最新研究證實(shí)［18］，血漿鋅濃度與CD4+T 淋巴細(xì)胞、CD8+T 淋巴細(xì)胞呈正相關(guān)，T 淋巴細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)與微量元素平衡存在相關(guān)性。此外，動(dòng)物體內(nèi)許多鋅結(jié)合蛋白例如胸腺素可促進(jìn)免疫反應(yīng)的進(jìn)行。缺鋅嚴(yán)重動(dòng)物的免疫器官生長(zhǎng)發(fā)育停止，尤其是胸腺發(fā)育嚴(yán)重受損， 嚴(yán)重影響胸腺素生物學(xué)活性的發(fā)揮［19］。王勇等［20］研究表明，在日糧中添加中甘氨酸鋅可顯著提高斷奶仔豬淋巴結(jié)指數(shù)、血清免疫球蛋白IgG 和IgM 含量；添加100 和200 mg/kg甘氨酸鋅可顯著提高斷奶仔豬血清補(bǔ)體C3和C4含量， 這說(shuō)明甘氨酸鋅有提高豬體液免疫和細(xì)胞免疫的作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，甘氨酸鋅是通過(guò)調(diào)節(jié)TH1/TH2 的平衡調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞功能［21］。 通過(guò)在肉雞日糧中添加不同來(lái)源的鋅元素， 發(fā)現(xiàn)甘氨酸鋅可顯著提高外周血T、B 淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率， 降低應(yīng)激反應(yīng)炎癥［22］。張繼杰等［23］研究發(fā)現(xiàn)，甘氨酸鋅的額外添加顯著提高肉雞免疫球蛋白（IgA、IgM、IgG）水平，但血清補(bǔ)體（C3和C4）以及白蛋白無(wú)顯著增加。 還有研究顯示［24］，肉雞日糧中添加100 mg/kg 甘氨酸鋅會(huì)提高肝臟及血清α 酸性糖蛋白（α-1-AGP）和轉(zhuǎn)鐵蛋白（TRF）含量；而添加硫酸鋅則會(huì)引起C 反應(yīng)蛋白（CRP）和血清淀粉樣蛋白A（SAA）含量升高，引發(fā)炎性反應(yīng)。馮江［25］研究發(fā)現(xiàn)，90 mg/kg 甘氨酸鋅顯著提高肉雞胸腺發(fā)育。綜上所述， 甘氨酸鋅可能是通過(guò)促進(jìn)免疫器官發(fā)育，對(duì)免疫細(xì)胞增殖、免疫調(diào)節(jié)以及延緩炎癥反應(yīng)等具有正向調(diào)節(jié)作用。

3 甘氨酸鋅對(duì)繁殖性能的影響

鋅在動(dòng)物體性腺及生殖器官中含量較高，說(shuō)明生殖細(xì)胞能夠優(yōu)先累積鋅， 尤其是雄性動(dòng)物精液中富含鋅。鋅能維持生殖器官發(fā)育，促進(jìn)性腺激素的分泌，影響動(dòng)物繁殖性能。 當(dāng)鋅缺乏時(shí)，動(dòng)物性機(jī)能減退，射精量減少，精子數(shù)量下降，精子形態(tài)異常，胎兒異常和不育。 早有研究表明［26-27］，在母豬日糧中額外添加鋅可顯著降低死胎數(shù)， 提高初生重；鮑宏云等［28］研究表明，日糧中添加200 mg/kg 的甘氨酸鋅（Zn 計(jì)44 mg/kg），可有效縮短母豬發(fā)情周期10.12%， 減少哺乳期體重?fù)p失6.93%，同時(shí)哺乳仔豬總增重和平均日增重顯著提高。吳森等［29］研究表明，在小尾寒羊母羊日糧中添加90 mg/kg 甘氨酸鋅可顯著提高母羊平均黃體數(shù)；母羊血清黃體酮（P4）、雌二醇（E2）、游離三碘甲狀腺原氨酸（FT3）的含量也有所提升，有效提高了母畜繁殖能力，促進(jìn)胚胎發(fā)育。 張玲［30］研究表明，在肉種雞日糧中添加80 mg/kg Zn-Gly（以Zn計(jì)）組效果最佳，與對(duì)照組相比提高了產(chǎn)蛋率、蛋重、種蛋受精率、孵化率和健雛率（P＜0.05）。 夏磊等［31］研究報(bào)道，在肉種母雞日糧中添加80 mg/kg甘氨酸鋅可有效提高后代60 日齡體重和22～60日齡的平均日增重， 且顯著降低后代肉雞22～60日齡的死亡率。 同時(shí)，給其后代肉雞補(bǔ)充80 mg/kg的鋅源，死亡率最低。 綜上表明，甘氨酸鋅不僅可以提高母畜繁殖能力， 還能在一定程度上提高后代生產(chǎn)性能。

4 甘氨酸鋅對(duì)腸道功能的影響

腸道是動(dòng)物吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要場(chǎng)所， 同時(shí)承擔(dān)機(jī)體屏障功能， 腸道健康對(duì)于動(dòng)物健康來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。鋅能夠促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞發(fā)育，維持細(xì)胞完整性， 提升腸道免疫反應(yīng)， 改善腸道屏障功能。有人研究發(fā)現(xiàn)，添加甘氨酸鋅組十二指腸的絨毛高度顯著（P＜0.05）高于對(duì)照組，其中100 mg/kg甘氨酸鋅組還顯著（P＜0.05）降低了空腸的隱窩深度，顯著改善仔豬腸道上皮形態(tài)［20］。 日糧中添加300 mg/kg 的甘氨酸鋅能夠明顯降低仔豬腹瀉率［32］，這可能與鋅有促進(jìn)GLP-2 基因表達(dá)的作用有關(guān)， 促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞發(fā)育， 修復(fù)腸道損傷。Jarosz 等［33］研究發(fā)現(xiàn)，添加100 mg/kg 甘氨酸鋅可以顯著提高42 日齡肉雞小腸IL-2、IL-4、IL-10、TGF-β、IgA 和IgG 基因的表達(dá)， 肉雞腸道的免疫應(yīng)答能力得到顯著提升，提高免疫調(diào)節(jié)能力，保障Th1 和Th2 的平衡，降低腸道炎癥反應(yīng)。 反之添加硫酸鋅則顯著提高了小腸TNF-α、IL-12 和IL-17等促炎因子基因的表達(dá)， 引起小腸的炎癥反應(yīng)。Ma 等［34］研究發(fā)現(xiàn)，在肉雞日糧中添加90 mg/kg 甘氨酸鋅可顯著增加42 日齡肉雞十二指腸和空腸絨毛高度， 降低了空腸和回腸隱窩深度以及空腸腸壁厚度， 整體提高了腸道細(xì)胞的成熟度和吸收能力。 Claudin 是緊密連接蛋白的主要成分，是調(diào)節(jié)腸道通透性的關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)， 可以支持上皮結(jié)構(gòu)的完整性， 防止病毒和病原體進(jìn)入腸黏膜的固有膜結(jié)構(gòu)層［35］。王振鑫等［36］研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)鋅能夠顯著提高回腸緊密連接蛋白claudin-1 的基因表達(dá)水平（P＜0.05），進(jìn)而顯著提高腸道屏障功能。 在珍珠龍膽幼魚(yú)上的實(shí)驗(yàn)表明， 甘氨酸鋅顯著提高前腸和中腸的皺襞厚度以及后腸肌層厚度， 具有促進(jìn)腸道發(fā)育與健康作用。

5 不同動(dòng)物對(duì)甘氨酸鋅的需要量

根據(jù)2625 號(hào)公告可以查到常見(jiàn)養(yǎng)殖動(dòng)物鋅的推薦添加量，多數(shù)為范圍值，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)缺乏指導(dǎo)性，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。查閱NRC 和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定各種動(dòng)物的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)可知不同動(dòng)物不同階段對(duì)鋅的需求量（包括飼料原料攜帶所有形式的元素），但該類標(biāo)準(zhǔn)將不同動(dòng)物生長(zhǎng)階段劃分過(guò)細(xì)， 且不分元素來(lái)源，缺乏實(shí)際操作意義。

通過(guò)統(tǒng)計(jì)得到甘氨酸鋅在實(shí)際生產(chǎn)中最佳添加量（見(jiàn)表2）。 由表2 可知，在斷奶仔豬日糧中添加100 mg/kg 甘氨酸鋅， 母豬則為有機(jī)+無(wú)機(jī)效果最佳。在肉仔雞基礎(chǔ)日糧中添加80～90 mg/kg 甘氨酸鋅更為合理； 水產(chǎn)及反芻家畜則明顯高于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)推薦添加量。

有些研究認(rèn)為， 甘氨酸鋅的生物學(xué)效價(jià)高于無(wú)機(jī)鋅，有機(jī)形式的鋅具有更高的吸收率，糞中殘留的鋅顯著減少，穩(wěn)定性較好，抗干擾性強(qiáng)。 但是到目前為止有機(jī)鋅的作用機(jī)理依然是不甚清楚。從以上統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出， 當(dāng)以獲得最佳生長(zhǎng)性能、免疫功能等指標(biāo)為目標(biāo)時(shí)，甘氨酸鋅的添加量均處于2625 號(hào)公告推薦添加中上限或上限。盡管人們從不同角度研究了甘氨酸鋅對(duì)動(dòng)物的促生長(zhǎng)作用，但是各研究結(jié)果依然存在差異，還需要進(jìn)一步研究。

表1 鋅的推薦添加量 單位：mg/kg

表2 不同動(dòng)物對(duì)甘氨酸鋅的需要量 單位：mg/kg

6 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用甘氨酸鋅替代無(wú)機(jī)鋅作為動(dòng)物的鋅源添加劑，可以提高生產(chǎn)性能、繁殖性能，增強(qiáng)免疫力及抗病力。 甘氨酸鋅具有相當(dāng)廣泛的利用價(jià)值和前景。然而，關(guān)于甘氨酸鋅的研究目前仍有諸多不明，有待深入研究，如甘氨酸鋅在動(dòng)物體內(nèi)具體吸收機(jī)制及代謝狀態(tài)；甘氨酸鋅在體內(nèi)對(duì)免疫功能、激素代謝的影響及具體的作用機(jī)制。 動(dòng)物所需的微量元素并非全部以氨基酸螯合物的形式提供，因此， 今后應(yīng)繼續(xù)深入研究不同動(dòng)物生產(chǎn)中的最適添加量以及作用效果和作用機(jī)制。另外，也應(yīng)結(jié)合甘氨酸鋅的用量， 對(duì)使用甘氨酸鋅的經(jīng)濟(jì)效益做出可行性評(píng)價(jià)，加強(qiáng)推廣應(yīng)用。