飼用膨潤土對豬腸道功能的作用研究

胡紅軍，劉智東，韓風(fēng)明，王桂鳳，張玉光

(1.北京中農(nóng)牧業(yè)飼料研究所，北京 100071；2.寧城縣黑里河鎮(zhèn)政府，內(nèi)蒙古 寧城 024200；3.寧城縣農(nóng)牧局，內(nèi)蒙古 寧城 024200；4.內(nèi)蒙古愛牧動(dòng)物保健品有限公司，內(nèi)蒙古 寧城 024200)

1 膨潤土簡介

膨潤土被稱為“萬能土”，在我國俗稱“觀音土”和“神仙土”，別名稱為斑脫巖、皂土、膨土巖等。最早是美國地質(zhì)學(xué)者Knighl于1898年在美國懷俄明州落基山河附近發(fā)現(xiàn)，這是一種黃綠色的黏土物質(zhì)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)是在很古老的地質(zhì)層里發(fā)現(xiàn)的，而且這種物質(zhì)加入水后能夠快速吸水膨脹變成糊狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)考慮到產(chǎn)地在“Fort Beton”因而取名膨潤土。后來大家就把這一類性質(zhì)的黏土稱之為膨潤土。膨潤土在我國開發(fā)應(yīng)用的時(shí)間也很悠久，數(shù)百年前從四川仁壽地區(qū)被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)厝艘恢狈Q其為土粉。一開始只是把它作為洗滌劑，天然膨潤土在我國被廣泛使用有百十年歷史，在商品化飼料工業(yè)中應(yīng)用不到40年歷史，而實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的時(shí)間則更短。膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn)，國外已經(jīng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)24個(gè)領(lǐng)域100多個(gè)部門中廣泛應(yīng)用。

經(jīng)勘探結(jié)果研究表明，我國膨潤土的儲量世界第一，總儲量占世界總量的60%，種類齊全，分布廣，遍布26個(gè)省市，現(xiàn)已探明的100多個(gè)膨潤土礦產(chǎn)地主要集中分布于新疆、廣西、內(nèi)蒙以及東北三省，其中新疆是目前已探明儲量全國最大的膨潤土礦區(qū)。膨潤土中富含有鈣、鐵、鋅、硒、銅、鎂、鋁、硅、鈉、硫、氯等動(dòng)物機(jī)體生長發(fā)育所需要的40余種元素，它既可以補(bǔ)充礦物質(zhì)元素，又可起到激活體內(nèi)酶系作用。同時(shí)利用膨潤土中的這些元素可以彌補(bǔ)飼料原料因產(chǎn)地來源不同而導(dǎo)致的動(dòng)物地方營養(yǎng)性疾病的發(fā)生，所以飼用膨潤土在我國畜牧業(yè)動(dòng)物養(yǎng)殖生產(chǎn)中作為復(fù)合預(yù)混合飼料、礦物質(zhì)元素預(yù)混合飼料和混合型添加劑產(chǎn)品的主要成分具有一定的使用價(jià)值。

膨潤土具有良好的粘結(jié)性、可塑性、膨脹性、膠體分散性、懸浮性、吸附性、催化活性、接觸性、潤滑性和陽離子交換性等。因此，可作為粘結(jié)劑、吸附劑、填充劑、催化劑、觸變劑、絮凝劑、洗滌劑、穩(wěn)定劑、增稠劑等被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)。膨潤土具有良好的分散性和潤滑性，通過充分?jǐn)嚢?，將飼料添加劑與其均勻混和，能延緩飼料通過消化道的速度。膨潤土具有強(qiáng)烈的吸附性和膨脹性，能加強(qiáng)飼料在消化道的吸收作用，對豬腸道有毒有害物質(zhì)，如重金屬元素鉛等以及細(xì)菌毒素、毒性氣體等具有強(qiáng)烈的吸附作用。膨潤土可大大提高動(dòng)物的抗病能力，增強(qiáng)養(yǎng)殖動(dòng)物的食欲和消化機(jī)能。膨潤土作為各種“酶添加劑”的載休，具有穩(wěn)定激活作用，它含有補(bǔ)充動(dòng)物生長發(fā)育所需的礦物質(zhì)元素，具有解毒免疫作用，是價(jià)廉、取材容易的天然礦物質(zhì)載體。

2 膨潤土的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

通過分析國內(nèi)外大量膨潤土文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn)，膨潤土中含有的有毒有害物質(zhì)含量很低，完全符合《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13078-2017)規(guī)定的鉛≤15 mg/kg、總砷≤10 mg/kg、汞≤0.1 mg/kg、鎘≤2 mg/kg、氟≤400 mg/kg的限制要求，這些物質(zhì)成分在動(dòng)物消化道中，由于膨潤土本身具備吸附性而被包裹住，隨糞便排出體外，不會產(chǎn)生毒副作用。所以把提純后的膨潤土作為飼料添加成分和稀釋劑載體，對于生產(chǎn)養(yǎng)殖的動(dòng)物群體來說是安全的。

膨潤土作為飼料原料在使用過程中，雖然對動(dòng)物體具有較好的安全性，但當(dāng)其中的有毒有害物質(zhì)濃度含量超過一定數(shù)值時(shí)，也會對動(dòng)物機(jī)體造成危害，對環(huán)境造成污染，而且天然膨潤土中含有一些金屬碎屑，可以破壞動(dòng)物的腸道粘膜屏障及生產(chǎn)設(shè)備。從動(dòng)物健康和飼料生產(chǎn)成本來考慮，需要對飼用膨潤土制定相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，尤其要限定添加劑量和其中相關(guān)成分的含量，包括主要成分蒙脫石含量除檢測吸藍(lán)量(在水溶液中具有吸附亞甲基藍(lán)的能力，其吸附量稱吸藍(lán)量，蒙脫石(%)=吸藍(lán)量/0.442)外，還要檢測國家《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13078-2017)中所規(guī)定的衛(wèi)生指標(biāo)部分以及水分和其他揮發(fā)性物質(zhì)含量、膨脹力系數(shù)或吸水率、磁性金屬屑性、通過率、濕壓強(qiáng)度、pH值等指標(biāo)，這些可以根據(jù)行業(yè)及企業(yè)具體情況來酌情考慮質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)控方案。

3 膨潤土的應(yīng)用及功能

豬的腸道不僅是消化系統(tǒng)器官，而且位于豬體防御的最前沿，是一個(gè)最大而且重要的免疫器官。它還是大腦以外最為復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)，又稱之為第二大腦或者腹腦。腸道對動(dòng)物機(jī)體而言具有營養(yǎng)轉(zhuǎn)化利用、免疫防御抗病和腸腦軸神經(jīng)調(diào)節(jié)等基本功能。有接近50%的免疫細(xì)胞附著在腸道表層，產(chǎn)生機(jī)體絕大部分的抗體。腸道除能不斷吸收營養(yǎng)外，還具有提高機(jī)體整體免疫力的作用，所以養(yǎng)豬其實(shí)就是在養(yǎng)豬的腸道，腸道對養(yǎng)豬生產(chǎn)養(yǎng)殖的重要性不言而喻。

3.1 吸附內(nèi)外毒素

根據(jù)多項(xiàng)研究表明，飼用膨潤土可祛除飼料中和進(jìn)入動(dòng)物機(jī)體內(nèi)的有毒有害氣體、真菌毒素、抗?fàn)I養(yǎng)因子及其它有毒物質(zhì)等，可提高動(dòng)物機(jī)體的免疫力和抗病能力。國內(nèi)外防化吸毒劑主要是膨潤土，它能吸附豬舍內(nèi)和動(dòng)物機(jī)體腸道內(nèi)大量的NH3、H2S、SO2等有毒氣體及臭氣，具有相當(dāng)高的吸附容量。在飼料中添加膨潤土等添加劑成分，可以充分利用其物理、化學(xué)性質(zhì)，如吸附性、離子交換性等吸氨除臭。有研究表明，在生長豬日糧中添加5%的膨潤土，豬舍和通過豬腸道排放的氨氣量下降21%。真菌毒素是糧油原料作物中真菌的二級代謝產(chǎn)物，而霉菌毒素是真菌毒素的主要類別，尤其是對豬的機(jī)體健康和生產(chǎn)性能具有嚴(yán)重的負(fù)面影響。飼用膨潤土擁有很好的對抗黃曲霉毒素B1對動(dòng)物機(jī)體毒害的作用，添加膨潤土后可以很大程度上緩解采食玉米赤霉烯酮污染的日糧對仔豬腸道乃至機(jī)體的毒副作用，可以顯著減少豬日糧中霉菌毒素的污染。

3.2 降低腹瀉率

腸道絨毛高度/隱窩深度的比值綜合反映了動(dòng)物腸道的功能狀態(tài)正常與否。這個(gè)比值下降表明腸道黏膜受損，導(dǎo)致動(dòng)物的消化和吸收功能下降，豬就會經(jīng)常性發(fā)生腹瀉疾病。用提純的納米級飼用膨潤土可以解決仔豬白痢和早期斷奶腹瀉綜合征，對非感染仔豬腹瀉總有效率高達(dá)94.1%。據(jù)相關(guān)研究成果表明，用飼用膨潤土做飼料載體在防治仔豬斷奶后的下痢中有一定的效果；在養(yǎng)豬生產(chǎn)實(shí)踐中為其補(bǔ)充5%左右的膨潤土，可以有效防治腸道傳染病的發(fā)生；在保育仔豬飼料中使用3 kg和6 kg的膨潤土使得斷奶后保育仔豬的腹瀉評分分別改善了16.5%和21.8%，腹瀉率分別降低了70.8%和75.0%，相比不添加膨潤土的對照組差異非常顯著；在仔豬商品日糧中添加5%的飼用膨潤土，可使仔豬的腹瀉減少1/2。

3.3 重組腸道菌群

乳酸桿菌和雙歧桿菌是豬腸道中尤為重要的有益菌群，對于有效改善豬只的腸道內(nèi)環(huán)境，增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體對一些常見疾病的抵抗能力、提高免疫力以及維持腸道微生物區(qū)系平衡等方面具有十分重要的意義。

1)在豬飼料中添加1.5 kg/t飼用膨潤土提純產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)在保育仔豬腸道中雙歧桿菌、乳酸桿菌的數(shù)量有效增加，而致病性梭菌和大腸桿菌的數(shù)量顯著減少。

2)在豬配合飼糧中每噸添加0.2%的飼用膨潤土提純產(chǎn)品，飼用后的斷奶仔豬腸道內(nèi)容物中雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量有明顯增加的趨勢。

3)豬飼料中添加了飼用膨潤土后，斷奶豬糞便中乳酸桿菌的數(shù)量大幅度增加，而致病性大腸桿菌的數(shù)量在急劇減少。

4)飼用膨潤土能改變腸道菌群，營造更好的腸道環(huán)境。

5)在哺乳仔豬日糧中添加2 kg/t的飼用膨潤土，顯著提高了腸道中乳酸桿菌的含量，顯著降低了致病性大腸桿菌的含量。

3.4 提高飼料轉(zhuǎn)化利用率

飼用膨潤土添加劑提高生長豬飼料的轉(zhuǎn)化利用效率明顯。有研究表明：①添加20 kg的飼用膨潤土應(yīng)用于斷奶后的保育仔豬，試驗(yàn)階段結(jié)束后豬只的日增重和飼料轉(zhuǎn)化率都有顯著的改善。也同時(shí)說明膨潤土在腸道消化吸收和利用飼料營養(yǎng)素上起了一定的促進(jìn)作用。②在保育仔豬配合飼糧中添加0.3%的飼用膨潤土，飼料轉(zhuǎn)化率提高了5.4%，說明有一定的提升效果。③在日糧中添加飼用膨潤土作為礦物質(zhì)微量元素飼養(yǎng)肥育豬，能顯著提高日增重和飼料報(bào)酬。④在斷奶后的保育仔豬飼糧中添加飼用膨潤土，從1%一直到5%逐步加大添加劑量，充分發(fā)現(xiàn)飼料的轉(zhuǎn)化利用率得到了顯著提高。

4 膨潤土的改性研究

在商品動(dòng)物生產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，長期使用抗生素和化學(xué)藥物，會造成致病菌的耐藥性、抗藥性、耐藥菌株或者超級細(xì)菌的產(chǎn)生、肉蛋奶畜產(chǎn)品中藥物殘留、藥物正常劑量無效而需要使用劑量加倍等不良后果，無形中就會直接或者間接威脅到人類健康，而且在動(dòng)物養(yǎng)殖生產(chǎn)中濫用抗生素和化學(xué)藥物所引起的環(huán)境污染問題，導(dǎo)致動(dòng)物和人類的生存環(huán)境急劇惡化。因此，開發(fā)新技術(shù)、新工藝、新材料并研制新型的抗菌產(chǎn)品已經(jīng)迫在眉睫。

以無機(jī)材料為載體，通過加入抗菌性的金屬離子而制成的無機(jī)抗菌劑，具有抗菌譜廣、細(xì)菌不易產(chǎn)生耐藥性、可長期安全使用等特點(diǎn)。飼用膨潤土主要成分可以作為各式各樣的無機(jī)抗菌劑載體。通過物理吸附、化學(xué)離子交換反應(yīng)等加載植入抗菌性的金屬銅離子中，從而制成載銅膨潤土提純產(chǎn)品，并且膨潤土主成分結(jié)構(gòu)在搭載金屬的銅離子后表面可以剩余大量的正電荷，從而有效提高了膨潤土吸附帶負(fù)電荷致病性細(xì)菌的能力，通過加載抗菌性金屬銅離子的溶出而讓膨潤土本身具有更強(qiáng)大的吸附性能和殺菌能力。

膨潤土表面具有很好的親水特性，所以說明膨潤土本身對有機(jī)物的吸附性能會比較差一些。應(yīng)用有機(jī)改性劑對天然膨潤土進(jìn)行改性，能使有機(jī)改性劑可以更加有效地進(jìn)入到膨潤土的層間結(jié)構(gòu)中，快速螯合會改變其表面性質(zhì)和晶層結(jié)構(gòu)，使吸附性能顯著提高。

依托赤峰寧城地區(qū)的礦產(chǎn)資源高純度特色，充分發(fā)揮科研團(tuán)隊(duì)的技術(shù)優(yōu)勢，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合致力于膨潤土產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)研究，專注于非金屬礦的改型改性及其生產(chǎn)應(yīng)用，開發(fā)出高純膨潤土，經(jīng)行業(yè)機(jī)構(gòu)檢測符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求。其在防治動(dòng)物胃腸道疾病、吸附霉菌毒素和細(xì)菌毒素、提高動(dòng)物機(jī)體免疫力和抗病能力等有顯著效果，應(yīng)用在飼料養(yǎng)殖、保健食品、醫(yī)藥衛(wèi)生等多個(gè)領(lǐng)域有很好的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

5 膨潤土的應(yīng)用前景

利用膨潤土的相關(guān)特性和功效特點(diǎn)，加快步伐開發(fā)綠色、安全、環(huán)保、高效的功能性飼料、新型多功能生理調(diào)節(jié)型飼料添加劑和動(dòng)物保健品，同時(shí)可以減少畜牧養(yǎng)殖業(yè)對自然生存環(huán)境的污染。但由于目前形勢下我國多區(qū)域產(chǎn)地的膨潤土礦的純度和類型有一定的區(qū)別，導(dǎo)致在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)研究結(jié)果存在一些差距，甚至有些實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生了與理論研究相反的結(jié)論，需要繼續(xù)開展深入研究和驗(yàn)證。綜上所述，飼用膨潤土的應(yīng)用前景還是相當(dāng)廣闊的，對于開發(fā)無抗飼料、實(shí)現(xiàn)無抗養(yǎng)殖和精準(zhǔn)飼喂以及生豬生產(chǎn)中的綠色安全環(huán)保高效養(yǎng)殖具有非常重要的作用和意義。因此，在以后的理論和實(shí)踐研究中對飼用膨潤土要進(jìn)行很清晰的定位，在指標(biāo)定性和定量標(biāo)準(zhǔn)上要系統(tǒng)的劃分，針對性地制定出飼用膨潤土不同等級的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。尤其要對在研究過程中發(fā)現(xiàn)的不足與空白，需要在理論研究和實(shí)踐技術(shù)開發(fā)上作進(jìn)一步的研究和探討。