2022 年后歐盟不會(huì)在動(dòng)物飼料中禁用氧化鋅

◆作者：J.Maurin,D.Cardoso,張津校 譯李升生校

◆單位：Animine SAS 公司

自歐盟2003 年動(dòng)物飼料中開始禁用藥理劑量氧化鋅的使用后，營養(yǎng)師們一直探尋在仔豬最容易發(fā)生消化道紊亂的時(shí)期，比如斷奶后這段時(shí)間哪些飼料原料和添加劑能夠幫助其降低這類風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)前一種特殊的增效氧化鋅類產(chǎn)品允許以營養(yǎng)水平添加到預(yù)混料中并在歐盟國家中廣泛地使用，且不需要獸醫(yī)的處方，應(yīng)用效果表現(xiàn)優(yōu)良，能夠有效地調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道微生物菌群的平衡，增強(qiáng)腸道的屏障功能。

1 哪種形式的氧化鋅應(yīng)該被禁用？

需要提醒大家的是，目前在仔豬日糧中只有藥理劑量氧化鋅的使用才會(huì)受到監(jiān)管的壓力，這意味著歐盟對(duì)氧化鋅的禁令僅限于監(jiān)管由有資質(zhì)的獸醫(yī)師開具處方授權(quán)在飼料中按照藥理劑量使用的這部分氧化鋅，并不適用于在預(yù)混料中作為營養(yǎng)性添加劑應(yīng)用的氧化鋅，目前氧化鋅仍然是歐盟國家飼料行業(yè)應(yīng)用的主要鋅源。

藥理劑量氧化鋅的使用在歐洲國家已經(jīng)超過15 年的時(shí)間，與飼料法規(guī)不同，歐盟國家間的獸醫(yī)法規(guī)也差異很大，因此生豬養(yǎng)殖戶、營養(yǎng)師和獸醫(yī)師均面臨著非常復(fù)雜的現(xiàn)狀。例如，荷蘭的飼料生產(chǎn)者從不允許在仔豬飼料中使用藥理劑量氧化鋅；法國只是在2016 年政府曾經(jīng)批準(zhǔn)允許使用藥理劑量氧化鋅，從那次授權(quán)以來只有不到20%的養(yǎng)殖戶在使用，但這只是一個(gè)臨時(shí)的期限，因?yàn)樵跉W盟18個(gè)月的禁令之前2021 年1 月以后該授權(quán)即到期終止使用；在德國藥理劑量氧化鋅允許使用的最后期限是2021 年6 月，比歐盟的截止日期早一年；在歐盟之外這種情況也在加速發(fā)展中，中國已于2018 年大幅降低仔豬日糧中鋅元素的補(bǔ)充水平（從2250ppm 鋅降至1600ppm），亞洲其他地區(qū)（如韓國）以及美洲（如加拿大）的許多國家也在對(duì)飼料藥理劑量氧化鋅的使用進(jìn)行審查。

2 為什么要禁止藥理劑量氧化鋅的使用？

2.1 日糧高鋅會(huì)促進(jìn)微生物的抗性

在動(dòng)物飼料中應(yīng)用高鋅會(huì)促進(jìn)細(xì)菌耐藥性的發(fā)展。細(xì)菌通過外排泵系統(tǒng)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鋅的濃度，這些泵既可以特異地排出胞內(nèi)鋅離子，又能夠排出其他分子諸如抗生素等，高鋅的使用會(huì)增加這些泵類蛋白質(zhì)的合成，因此飼料中應(yīng)用高鋅的同時(shí)也會(huì)降低細(xì)菌對(duì)抗生素的敏感性。

2.2 日糧高鋅對(duì)營養(yǎng)組分吸收的負(fù)面作用

一些關(guān)于鋅和植酸酶互作效果的研究表明，藥理劑量氧化鋅的應(yīng)用會(huì)對(duì)植酸酶的活性產(chǎn)生負(fù)面影響，從而影響植酸磷的釋放，這意味著隨著植酸酶功能的降低，可能會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物機(jī)體出現(xiàn)磷的缺乏狀態(tài)。由于氧化鋅的系酸力值在所有飼料原料中最高，因此飼料中應(yīng)用高水平的氧化鋅會(huì)對(duì)所添加的酸制劑產(chǎn)生拮抗作用，例如有機(jī)酸等。此外高鋅還會(huì)導(dǎo)致金屬硫蛋白的過度表達(dá)，這種腸道轉(zhuǎn)運(yùn)載體會(huì)優(yōu)先與銅結(jié)合，因而可能導(dǎo)致體內(nèi)銅元素的水平處于亞臨床缺乏的狀態(tài)。

2.3 日糧高鋅引起環(huán)境問題

在仔豬斷奶后頭兩周的飼料中添加3 公斤氧化鋅可使豬的整個(gè)生長(zhǎng)周期內(nèi)排出鋅的總量增加近30%，這樣豬糞的處理變成了難題，因?yàn)樵谔幚磉^程中絕大部分的鋅會(huì)被濃縮在糞便的固形物里面，這部分副產(chǎn)物中鋅的含量可能會(huì)超過歐盟批準(zhǔn)用于有機(jī)肥料中鋅的最高限量。

2.4 日糧高鋅可能導(dǎo)致重金屬的污染

當(dāng)飼料生產(chǎn)中沒有對(duì)鋅產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的把控時(shí)，商業(yè)氧化鋅產(chǎn)品中的雜質(zhì)的問題需要受到重點(diǎn)關(guān)注。法國IFIP 研究所的一項(xiàng)研究表明，當(dāng)給42至160 日齡間的生豬飼喂受污染的飼料（0.5 mg Cd/kg），其腎臟中鎘的濃度會(huì)超過食品的法規(guī)限制（1 mg/kg）。由于鎘元素具有對(duì)動(dòng)物機(jī)體器官的毒性大且清除期長(zhǎng)的特點(diǎn)，因此如果斷奶后仔豬的機(jī)體組織受到鎘的污染，那將會(huì)提高其在屠宰時(shí)機(jī)體組織中鎘的含量值。

3 深入理解氧化鋅的作用機(jī)理設(shè)計(jì)合適的替代方案

根據(jù)《前沿技術(shù)研究》雜志于2020 年12 月采訪Zentek 教授（柏林大學(xué)）關(guān)于氧化鋅的最新報(bào)道中提到：“氧化鋅的作用機(jī)制是多方面的，一方面涉及腸道微生物菌群，另一方面也涉及腸粘膜中的許多過程。高劑量氧化鋅對(duì)腸道的功能發(fā)揮有很多的影響作用，它可以降低氯離子的分泌，進(jìn)而也減少了水分的析出；同時(shí)更多的研究表明除了影響腸道和腸粘膜的屏障之外，機(jī)體的整體免疫系統(tǒng)也會(huì)受到影響；甚至不同鋅元素的攝入水平其對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)制也有區(qū)別。總之這些有趣的發(fā)現(xiàn)便于我們更精準(zhǔn)地理解氧化鋅的作用機(jī)制，從而幫助我們更好地找到替代藥理劑量氧化鋅的方案”。

4 鋅元素類產(chǎn)品仍然是藥理劑量氧化鋅替代方案中的重要方向之一

氧化鋅是豬飼料中最常見的鋅源，但同時(shí)全球不同地區(qū)使用氧化鋅的巨大品質(zhì)差異也是眾所周知的。在北美常見的氧化鋅是深褐色粉末；在歐洲標(biāo)準(zhǔn)氧化鋅更多的是淡褐色產(chǎn)品；然而在亞洲氧化鋅卻多為白色粉末。這些差異不僅僅限于產(chǎn)品的顏色和粉末的外觀，還與產(chǎn)品的質(zhì)量、純度和生物學(xué)利用率密切相關(guān)（圖1）。氧化鋅生產(chǎn)原材料的品質(zhì)以及生產(chǎn)工藝均會(huì)影響產(chǎn)品的組成（包括重金屬的存在）及其理化性質(zhì)。和其他的理化特性相比，粒徑和比表面積這兩個(gè)指標(biāo)對(duì)氧化鋅在動(dòng)物胃腸道中去向的影響更為重要。

比利時(shí)根特大學(xué)的學(xué)者研究了一種歐洲產(chǎn)地的特殊增效氧化鋅的效果（商品名HiZox“匯鋅”，圖1 中間圖片），該產(chǎn)品使用專利的生產(chǎn)技術(shù)對(duì)其理化特性進(jìn)行了修飾，使其比表面積達(dá)到常規(guī)氧化鋅的10 到15 倍左右，形成具有較大比表面積的“多孔”顆粒。這種特性大大地增加了產(chǎn)品與腸道細(xì)菌的接觸面積，同時(shí)較高的孔隙率更是增強(qiáng)了這種氧化鋅的抗菌活性。該產(chǎn)品已經(jīng)在全球市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用，并驗(yàn)證了其部分替代或全部替代飼料藥理劑量氧化鋅的功效（圖2）。

圖1 從左到右：亞洲產(chǎn)氧化鋅、歐洲產(chǎn)氧化鋅和美國產(chǎn)氧化鋅

圖2 小腸遠(yuǎn)端大腸菌群計(jì)數(shù)（P＜0.05）.比利時(shí)根特大學(xué)

雖然理論上藥理劑量氧化鋅的應(yīng)用能夠滿足營養(yǎng)供應(yīng)和生物學(xué)利用率兩方面的挑戰(zhàn)，鋅的需求量也很明確，但鑒于仔豬斷奶期間的復(fù)雜性似乎并不能夠攝取到足夠的鋅元素來滿足其機(jī)體需要，關(guān)于這段時(shí)間內(nèi)仔豬鋅的需求量是否應(yīng)以“mg/天”而不是“mg/kg 日糧”來衡量是值得商榷的，因?yàn)樵谧胸i斷奶前期其采食量很低根本不能夠滿足其對(duì)鋅的需求。

在仔豬日糧中應(yīng)用的不同鋅源中，氧化鋅是最為熟知的一種。法國INRA（Cardoso 等，PSA 2020）充分比較了一些具有不同物理化學(xué)特性氧化鋅樣品的生物學(xué)利用率，結(jié)果再次證實(shí)了先前的研究結(jié)論，即氧化鋅的生物利用率是易變的，并且與產(chǎn)品自身的理化特性密切相關(guān)；此外還發(fā)現(xiàn)與硫酸鋅的生物學(xué)利用率相比，不同來源氧化鋅的表現(xiàn)各異，低于、相似甚至高于硫酸鋅的都有（圖3）。

圖3 不同來源的氧化鋅和硫酸鋅的相對(duì)生物利用率（%）

5 結(jié)論

目前很多的業(yè)內(nèi)會(huì)議甚至網(wǎng)絡(luò)信息都在宣傳“歐盟地區(qū)的飼料級(jí)氧化鋅將被禁止使用”的消息，這個(gè)表達(dá)太籠統(tǒng)、有點(diǎn)不太準(zhǔn)確，實(shí)際上歐盟國家只有在獸醫(yī)方面使用的藥理劑量部分的氧化鋅才會(huì)受到法規(guī)的限制，以鋅源形式作為營養(yǎng)補(bǔ)充的氧化鋅仍然是被授權(quán)和推薦的，并且也是目前配方師們主要使用的原料之一，任何替代藥理劑量氧化鋅的策略都不能夠回避一部分氧化鋅仍然作為營養(yǎng)補(bǔ)充劑在使用的現(xiàn)實(shí)，實(shí)際上合理地使用一些特殊的鋅源甚至?xí)鸬揭皇B的效果，其不僅僅是優(yōu)秀的營養(yǎng)補(bǔ)充劑（高生物學(xué)利用率），同時(shí)兼具明顯的腸道健康調(diào)節(jié)功能，例如某些歐洲來源的氧化鋅在添加150ppm 鋅的濃度（根據(jù)2016/1095 號(hào)法規(guī)）時(shí)在仔豬腸道內(nèi)仍然具有很高的抗菌性能（Vahjen 等,JAS 2012）。