鋅-多糖螯合物對斷奶仔豬腹瀉、營養(yǎng)物質表觀消化率、消化酶活性的影響

段建兵，趙占軍，相艷麗

殼聚糖來自甲殼素，由隨機分布的線性多糖、去乙?；鶈卧蚇-乙酰葡萄糖的乙?；瘑卧獦嫵桑嬖谟谖r、螃蟹等貝類動物外骨骼中。殼聚糖及其衍生物具有無毒、生物降解、生物相容性好等優(yōu)良性能，自20世紀90年代以來，殼聚糖及其衍生物的研究日益受到研究學者關注。自1983年殼聚糖被美國食品藥品監(jiān)督管理局批準為飼料添加劑以來，殼聚糖作為添加劑的重要性受到越來越多的關注（Zhou等，2012）。鋅是300多種金屬酶的輔因子，在所有6種酶中至少有一種酶需要鋅，以往關于鋅離子與多糖螯合的研究主要集中在其吸附金屬離子分離或廢水處理方面（吳勝和彭艷，2019；Mcafee等，2011）。當殼多糖通過氮、氧或其組合與鋅離子結合時，這些結合可能會使一些潛在的供體原子游離，而這些游離供體原子增強了螯合物的生物活性（Wang等，2004）。但鋅-多糖螯合物對動物或人類生物學功能的研究很少。在動物生產中，斷奶仔豬飼糧中使用藥理水平的鋅（2000～3000 mg/kg）是一種常見做法，目的是提高生長性能，減少斷奶后非特異性腹瀉發(fā)生率。但由于大量鋅從糞便中排泄，使用高水平鋅已導致嚴重的環(huán)境問題。因此，有機礦物由于具有比無機礦物更高的生物利用度而引起研究者的興趣。此外，由于植酸鹽是單胃中限制鋅生物利用度的主要營養(yǎng)因素，因此，添加植酸酶在提高仔豬消化可溶性鋅，改善鋅狀態(tài)方面是有效的。Ma等（2014）研究表明，飼糧中添加殼聚糖鋅可以提高斷奶仔豬小腸的抗氧化能力、形態(tài)學和黏膜免疫功能?？紤]到腸道功能一直與其形態(tài)密切相關，我們推測鋅-多糖螯合物可以降低腹瀉發(fā)生率，提高營養(yǎng)物質消化率。因此，本研究旨在探討鋅-多糖螯合物對斷奶仔豬腹瀉、營養(yǎng)表觀消化率、消化酶活性的影響，并比較了鋅-多糖螯合物與硫酸鋅及硫酸鋅+多糖對斷奶仔豬的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗處理 本試驗將280只平均體重為（6.13±0.22）kg的斷奶仔豬隨機分為4組，每組7個重復，每個重復10只豬。試驗基礎日糧為玉米-大豆型日糧，對照組（鋅含量為42.5 mg/kg）和試驗組分別在基礎日糧中分別以硫酸鋅、硫酸鋅+多糖及鋅-多糖螯合物的影響分別添加80 mg/kg鋅。試驗日糧均為顆粒料（原料組成及營養(yǎng)水平見表1），試驗時間為斷奶后30 d。

表1 基礎日糧原料組成及營養(yǎng)成分

試驗期間所有的豬都被安置在一個3.0 m×4.0 m的帶水簾的豬舍內，每個重復均配有一個干/濕喂料機。在整個試驗過程中，試驗動物自由采食飼料和飲水。記錄每個重復的飼料用量，在飼養(yǎng)試驗開始和結束時，對各重復豬只分別稱重，計算平均日增重、平均日采食量和料重比。每天觀察斷奶仔豬腹瀉頭數(shù)及其持續(xù)時間，腹瀉定義為至少連續(xù)2 d拉稀糞，具體公式如下：

腹瀉發(fā)生率/%=腹瀉仔豬數(shù)量/仔豬總數(shù)×100。

1.2 樣品收集與處理 在試驗結束前3 d，每欄至少抽取6只豬的糞便樣本，每天兩次。每只仔豬的糞便樣本混合、勻漿后，-20℃保存直至分析。將0.05%的三氧化二鉻添加到所有日糧中。飼養(yǎng)試驗結束后隨機選擇60頭仔豬（每組15頭），禁食12 h后宰殺，用塑料袋收集胰腺樣品。取出十二指腸，收集新鮮的消化液并轉移到滅菌試管中。所有樣品在液氮中快速冷凍，然后在-70℃保存，直到進行化學分析。用玻璃勻漿器將胰腺樣品在冰的154 M氯化鈉溶液中解凍，勻漿離心（120000×g，4℃）20 min，上清液保存 -70℃。用4mL 0.9%氯化鈉溶液勻漿十二指腸（0.2 g）。將消化液混合，4℃下12000×g離心20 min，收集上清液，-70℃保存，測定酶活性。采用南京建成生物研究所的試劑盒測定消化液中蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶活性。

1.3 統(tǒng)計分析 利用SAS單因素方差分析模型對數(shù)據(jù)進行分析，各組以均值表示，合并平均值的標準誤差，試驗數(shù)據(jù)以重復作為試驗單元，采用Tukey’s 法進行多重比較，P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 鋅-多糖螯合物對斷奶仔豬生長性能和腹瀉率的影響 由表2可知，日糧添加鋅較對照組顯著提高斷奶仔豬平均日增重和日采食量（P＜0.05）。此外，處理3組（鋅-多糖螯合物組）斷奶仔豬平均日增重和平均日采食量均顯著高于處理1組（硫酸鋅組）和處理2組（硫酸鋅+多糖組）（P＜0.05）。處理1組（硫酸鋅組）和處理2組（硫酸鋅+多糖組）對斷奶仔豬日增重和日采食量均無顯著影響（P＞0.05）。處理3組較其他組顯著降低斷奶仔豬料重比（P＜0.05），但其他組之間無顯著差異（P＞0.05）。與對照組相比，添加鋅飼料的豬腹瀉發(fā)生率明顯降低（P＜0.05）。此外，飼喂鋅-多糖螯合物的豬腹瀉率低于飼糧中鋅含量與硫酸鋅相同的豬（P＜0.05）。飼糧中單獨添加硫酸鋅或硫酸鋅+多糖對腹瀉率無顯著影響（P ＞ 0.05）。

表2 鋅-多糖螯合物對斷奶仔豬生長性能和腹瀉率的影響

2.2 鋅-多糖螯合物對斷奶仔豬養(yǎng)分消化率的影響 由表3可知，日糧添加鋅較對照組顯著提高粗蛋白質表觀消化率（P＜0.05）。此外，處理3組粗蛋白質表觀消化率顯著高于鋅含量水平相同的處理1組（P＜0.05）。飼糧中單獨添加硫酸鋅或硫酸鋅+多糖對干物質、粗蛋白質、粗脂肪、鈣和磷表觀消化率的影響無顯著性差異（P＞0.05）。不同鋅處理的豬對醚提取物、鈣、磷表觀消化率無顯著差異（P＞0.05）。

表3 鋅-多糖螯合物對斷奶仔豬養(yǎng)分消化率的影響%

2.3 鋅-多糖螯合物對斷奶仔豬消化酶活性的影響 由表4可知，日糧添加鋅較對照組可以顯著提高十二指腸和胰腺蛋白酶活性（P＜0.05）。此外，鋅-多糖螯合物組仔豬十二指腸蛋白酶活性顯著高于硫酸鋅和硫酸鋅+多糖組（P＜0.05），但硫酸鋅和硫酸鋅+多糖組對十二指腸和胰腺蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的活性均無顯著影響（P＞0.05）。日糧添加鋅對胰腺蛋白酶活性無顯著影響（P＞0.05）。鋅-多糖螯合物組豬十二指腸淀粉酶活性顯著高于其他組（P＜ 0.05）。

表4 鋅-多糖螯合物對斷奶仔豬消化酶活性的影響U/g

3 討論

本試驗結果表明，日糧添加鋅-多糖螯合物的斷奶仔豬生長性能顯著高于硫酸鋅或多糖+硫酸鋅組。關于鋅-多糖螯合物在動物生產中的生物學功能沒有發(fā)現(xiàn)類似研究。有報道稱，作為有機鋅多糖復合物，飼喂500 mg/kg Zn的豬與飼喂3000 mg/kg Zn的豬生長性能相似（Case和Carlson 2002）。另一項試驗表明，添加300或450 mg/kg鋅蛋白鹽飼料的斷奶仔豬生長性能有所提高，與添加2000 mg/kg氧化鋅斷奶仔豬生長性能相似（Buff等，2005）。Creech等（2004）發(fā)現(xiàn)，在育肥期日糧中添加螯合鋅比僅添加類似濃度鋅無機硫酸鹽形式的豬的體增重更高。鋅-多糖螯合物是殼聚糖與鋅的螯合物，具有殼聚糖與鋅的雙重功能，這可能是提高增重的原因。

本研究結果還表明，飼喂含鋅-多糖螯合物飼料的豬可降低斷奶仔豬腹瀉發(fā)生率，鋅-多糖螯合物組腹瀉率低于單獨添加硫酸鋅或硫酸鋅+多糖組。Creech等（2004）研究表明，給斷奶仔豬飼喂藥物劑量的鋅具有腸道效應，提高了十二指腸隱窩深度和絨毛高度，進而提高生長性能。飼糧中鋅濃度的增加可能會降低細菌數(shù)量，減少腹瀉。殼多糖與鋅螯合具有增強抗菌活性的作用，這可能是斷奶仔豬飼喂鋅-多糖螯合物可降低腹瀉率的原因之一。添加鋅源飼料的斷奶仔豬粗蛋白質利用率明顯提高，此外，鋅-多糖螯合物組粗蛋白質的消化率高于硫酸鋅或硫酸鋅+多糖組。營養(yǎng)物質消化率升高的可能原因一方面可能是殼多糖可能刺激胃、胰腺和腸黏膜消化酶的分泌，殼聚糖及其衍生物作為腸道吸收促進劑，可以增加腸黏膜通透性和某些氨基酸的生物利用度（Thanou等，2001）。另一方面，鋅在酶合成中起重要作用，酶是消化營養(yǎng)物質必需的，鋅-多糖螯合物可能結合了殼多糖和鋅的生物活性，并顯示出協(xié)同的生物功能。因此，飼糧中添加鋅-多糖螯合物提高了豬營養(yǎng)物質消化率，這也是生長性能提高的原因之一。

營養(yǎng)物質消化與消化酶的活性密切相關。高鋅可提高蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性，并可抑制缺鋅帶來的癥狀（Jing等，2008）。在本研究中，日糧添加鋅改善了胰臟蛋白酶活性，但只有在飼糧中添加鋅-多糖螯合物，豬十二指腸蛋白酶活性才有顯著提高，同時其也提高了胰腺淀粉酶活性。因此，本研究中消化酶活性的這種變化可能是養(yǎng)分表觀消化率和生長性能改善的原因。在仔豬日糧中添加高劑量鋅會帶來許多問題，如高鋅會導致土壤中鋅的積累，導致集約化耕地土壤出現(xiàn)毒性。因此，考慮到鋅排泄對環(huán)境的長期影響，通過添加低劑量的有機鋅對保持斷奶仔豬生長性能很重要，同時也有利于環(huán)境和養(yǎng)豬業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 結論

本研究表明，鋅-多糖螯合物影響了仔豬胃腸道的一些生理反應，而單獨添加硫酸鋅+多糖或硫酸鋅對相應生理指標無顯著影響，說明鋅-多糖螯合物可能作為斷奶仔豬鋅源在飼料中添加。