仔豬日糧禁用藥理劑量的氧化鋅：后果與解決方案

林子怡譯

林子怡 譯自International Pig Topics， Vol.37（2022），№7：18～20

李 紅 校? 孟祥光 制圖表

摘 要：斷奶是豬生長過程中的一個應(yīng)激期，容易導(dǎo)致斷奶仔豬腹瀉。日糧中添加藥理劑量的氧化鋅是世界各地養(yǎng)豬生產(chǎn)常用的預(yù)防斷奶仔豬腹瀉的方法。但高劑量使用氧化鋅存在污染環(huán)境、影響畜產(chǎn)品質(zhì)量、導(dǎo)致仔豬重金屬中毒、加速腸道微生物產(chǎn)生耐藥性等不足。許多國家已限制或禁止在哺乳仔豬飼料中添加藥理劑量的氧化鋅。在尋求更好替代品的同時，可以通過以下策略提高仔豬對斷奶應(yīng)激的抵抗力：提高母豬和仔豬的采食量；日糧中添加抗氧化緩沖劑；使用低蛋白日糧；減少霉菌毒素污染；維持腸道健康。

關(guān)鍵詞：斷奶后腹瀉；氧化鋅；替代品；哺乳仔豬；母豬

中圖分類號：S828 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-0769（2023）01-0035-06

斷奶是豬生長過程中的一個應(yīng)激期，容易使仔豬發(fā)生胃腸道功能的生理和病理的失衡，并可能會引發(fā)斷奶后腹瀉（post-weaning diarrhoea，PWD）。30多年來，使用氧化鋅（ZnO）預(yù)防哺乳仔豬斷奶后腹瀉一直是世界各地養(yǎng)豬生產(chǎn)的常用方法。

然而，經(jīng)過這些年的使用，氧化鋅有效預(yù)防哺乳仔豬斷奶后腹瀉的機制卻仍未完全清楚。這可能是由于仔豬腸道的工作機制有多種形式。調(diào)節(jié)腸道微生物群被認(rèn)為是氧化鋅控制仔豬PWD的主要途徑之一。

氧化鋅似乎是通過增加仔豬腸道微生物群的多樣性發(fā)揮作用的，進(jìn)而與大腸桿菌（導(dǎo)致PWD的主要原因）定植形成競爭。研究人員也提出了其他作用模式，如降低腸旁細(xì)胞通透性、激活局部免疫細(xì)胞和調(diào)節(jié)抗炎細(xì)胞因子。

氧化鋅也有一些不足，如氧化鋅的適口性不佳，在仔豬的胃中產(chǎn)生一定的緩沖作用，可與營養(yǎng)物質(zhì)（如鐵）和酶（如植酸酶）發(fā)生相互作用。過去幾年中，還有證據(jù)表明，氧化鋅的使用有助于細(xì)菌對重金屬和抗生素產(chǎn)生耐藥性基因的選定。

此外，由于氧化鋅在仔豬消化道中的吸收較差，被排出體外后可能會導(dǎo)致土壤和水污染。

由于沒有有效的環(huán)境風(fēng)險緩解策略，2017年，歐洲藥品管理局制定了禁止在豬飼料中高劑量地使用氧化鋅的五年期限。藥理劑量的氧化鋅禁令已于2022年6月生效。

在過去的五年中，研究人員和養(yǎng)豬生產(chǎn)者清楚地認(rèn)識到：禁用藥理劑量的氧化鋅會帶來利潤損失的風(fēng)險（丹麥研究機構(gòu)Seges計算，從仔豬日糧中去除氧化鋅可能會使每頭豬的產(chǎn)值降低約0.26歐元），但目前還沒找到能夠以經(jīng)濟(jì)高效的方式替代藥理劑量氧化鋅的單一解決方案。

在養(yǎng)豬生產(chǎn)中替代藥理劑量的氧化鋅應(yīng)該可以通過綜合方法實現(xiàn)，這必然包括提高豬場生物安全，在母豬和仔豬飼養(yǎng)計劃中采取動物管理和日糧干預(yù)措施。

下文將討論一些可以考慮的營養(yǎng)策略，以提高仔豬對斷奶應(yīng)激的抵抗力。

1? 提高母豬和仔豬的采食量

斷奶時，哺乳仔豬能夠達(dá)到目標(biāo)體重，對確保其在保育階段擁有良好的生產(chǎn)性能非常重要。體重較輕的哺乳仔豬在斷奶時有可能采食量小，甚至在進(jìn)入保育舍后的頭幾天根本不采食，從而導(dǎo)致腸道發(fā)育不良。仔豬轉(zhuǎn)向采食干飼料時，發(fā)生腹瀉的可能性會增加，這對其生長和存活產(chǎn)生不利影響。

有幾種不同的營養(yǎng)干預(yù)措施可幫助哺乳仔豬，包括代乳品、液體和固體教槽料。但大多數(shù)仔豬的生長得益于母豬乳汁。

因此，提高哺乳仔豬的斷奶重要從母豬開始：哺乳期的采食量需要達(dá)到最佳水平，以最大限度地提高母豬的泌乳量。

許多試驗表明，使用專門設(shè)計的誘食劑來提高母豬的采食量，對母豬和仔豬都有利。在最近發(fā)表的一項研究中，母豬采食含有誘食劑的日糧后，采食量明顯增加，從而增加了泌乳量，隨后斷奶時的窩內(nèi)仔豬的均勻度和體重也得到明顯的改善，且母豬的體重或體況未受到額外的影響（表1）。

誘食劑在母豬飼料中的成功使用，促使我們探索將其作為替代藥理劑量氧化鋅方案的一部分，以便為仔豬的開口料提供感官聯(lián)系。產(chǎn)房中的仔豬會模仿母豬的采食行為，并經(jīng)常聚集在母豬喂食器周圍，探索地面上的哺乳期飼料。

這是觀察性學(xué)習(xí)的一個例子，也是一種常見的特征：一種動物觀察另一種動物的行為并加以學(xué)習(xí)。在開口料中加入哺乳仔豬熟悉的味道有助于刺激其在斷奶時采食。事實證明，這一概念對促進(jìn)哺乳仔豬在斷奶后的早期采食和生長非常有效，可以減少生長檢查，并進(jìn)一步發(fā)揮斷奶時擁有較高體重的好處。

2? 日糧中添加抗氧化緩沖劑

母豬乳汁不僅營養(yǎng)價值高，而且含有IgG和IgM等抗體，這為免疫系統(tǒng)尚未完全發(fā)育的新生仔豬提供了一種被動傳遞免疫的方式。

因此，初乳攝入不足或初乳質(zhì)量差，會使新生仔豬因感染微生物而導(dǎo)致發(fā)病率和死亡率升高。除了抗體，母豬向仔豬轉(zhuǎn)移硒（Se）是提高仔豬自然抵抗力的另一種方式。剛出生和剛斷奶的這段時間是抗氧化保護(hù)的關(guān)鍵時期，因為仔豬特別容易發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)。

硒是一種重要的微量元素，在仔豬的抗氧化系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)中具有重要的功能。保持良好的硒狀態(tài)有助于免疫系統(tǒng)對抗細(xì)菌和病毒感染，減少抗氧化損傷，調(diào)節(jié)炎癥。此外，抗氧化營養(yǎng)在維持青年豬的胃腸功能和健康方面發(fā)揮重要作用。

硒代蛋氨酸（selenomethionine，SeMet）是一種含硒量高的有機硒源，如羥基硒蛋氨酸（hydroxy-selenomethionine，OH-SeMet），能夠在體內(nèi)建立起硒儲備，進(jìn)而在應(yīng)激時進(jìn)行動員和代謝。在應(yīng)激條件下，動物機體對硒的需求量會增加，用以滿足在氧化應(yīng)激和免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用的硒蛋白的合成。

給母豬飼喂有機硒，有助于它們應(yīng)對妊娠應(yīng)激，提高繁殖性能，同時也有助于新生仔豬的健康。

在體內(nèi)建立硒儲備，能夠提高母豬在妊娠期和哺乳期將硒轉(zhuǎn)移給仔豬的可能性，同時又可改善母豬對各種挑戰(zhàn)的免疫反應(yīng)，減輕氧化應(yīng)激。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)給母豬提供含有有機硒的抗氧化日糧時，可以提高初乳和常乳中IgM的濃度，使仔豬能夠獲得更多的IgM。

當(dāng)哺乳期有疾病發(fā)生時，這些母豬所產(chǎn)的仔豬受到的影響比其他母豬的小。由于急性炎癥降低，它們也更有能力抵抗挑戰(zhàn)。

事實上，斷奶前的抗氧化狀態(tài)能夠通過免疫調(diào)節(jié)提高仔豬的健壯性，當(dāng)挑戰(zhàn)出現(xiàn)在斷奶過渡期時，免疫調(diào)節(jié)有利于仔豬健康。

研究還表明，在斷奶后的仔豬日糧中加入OH-SeMet，有助于提高仔豬應(yīng)對挑戰(zhàn)的能力。采食富含抗氧化劑的日糧的動物在面對挑戰(zhàn)時表現(xiàn)出更好的免疫反應(yīng)。

斷奶仔豬健康是母豬正確飼喂的結(jié)果，這不僅要保證母豬能夠大量泌乳，也要保證母豬可以獲得充足的營養(yǎng)物質(zhì)，提高其免疫系統(tǒng)功能，以應(yīng)對未來挑戰(zhàn)。

3? 使用低蛋白日糧

如果蛋白質(zhì)在動物的中腸未被完全吸收，到達(dá)后腸后會成為潛在有害菌生長的底物。這些細(xì)菌可以產(chǎn)生有毒代謝產(chǎn)物，如尸胺、腐胺、氨和乙酸，從而導(dǎo)致腸道炎癥和PWD。

因此，在補充必需氨基酸的同時降低日糧粗蛋白（crude protein， CP）水平，可能是一種有效替代氧化鋅以控制動物腸道微生物組成的方法。

已有試驗證明該策略是可行的。研究人員在低蛋白日糧（粗蛋白含量為18％）和高蛋白日糧（粗蛋白含量為21％）中分別補充了藥理劑量的ZnO或氨基酸（主要為甘氨酸和谷氨酰胺）。當(dāng)從日糧中去除氧化鋅時，高蛋白日糧組豬的生長性能未受影響。

然而，與標(biāo)準(zhǔn)CP水平相比，CP水平下降，會顯著降低豬的生產(chǎn)性能。這表明，去除氧化鋅并不會影響豬的生產(chǎn)性能，但如果將CP含量降低到18％，受非必需氨基酸的限制，豬的生產(chǎn)性能可能會降低。

通過補充非必需氨基酸將日糧CP水平提高到20％可改善動物的生產(chǎn)性能。

其他研究表明，在短期內(nèi)降低日糧CP水平確實可以減少豬的腹瀉，同時保證它們具有較高的飼料利用率?？紤]到不同的氨基酸組成，研究人員對不同的日糧蛋白質(zhì)策略進(jìn)行了測試。試驗發(fā)現(xiàn)仔豬從斷奶到體重約為15 kg時，飼喂低CP日糧的仔豬腹瀉發(fā)生率降低，雖增重減少，但飼料轉(zhuǎn)化率未受影響。

總體而言，當(dāng)仔豬斷奶后不再使用藥理劑量的氧化鋅時，低蛋白日糧可以作為避免仔豬腹瀉增加的日糧解決方案的一部分。

同時，我們應(yīng)高度關(guān)注日糧中必需和非必需氨基酸的水平，因為它們會影響豬的生產(chǎn)性能和腸道健康。

4? 霉菌毒素的影響

霉菌毒素普遍存在于大多數(shù)飼料原料和仔豬的全價飼料中。飼料中的霉菌毒素會增加仔豬的斷奶應(yīng)激，從而會加重對腸道、免疫和抗氧化系統(tǒng)的負(fù)面影響。

霉菌毒素是引發(fā)動物腸道疾病的主要因素，因為它會增加豬腸道上皮層的通透性，并影響腸道上皮細(xì)胞的活力和增殖。

霉菌毒素會損害蛋白質(zhì)合成，可引起氧化反應(yīng)和炎癥應(yīng)激，損害腸道細(xì)胞，改變腸道中的微生物群，降低營養(yǎng)物質(zhì)的消化率。

因此，霉菌毒素會增加動物發(fā)生大腸桿菌病、PWD和其他健康問題的可能性，從而帶來風(fēng)險。2021年，我們通過分析西班牙105份仔豬飼料樣本（圖1和圖2），發(fā)現(xiàn)90％的飼料樣本受到霉菌毒素污染。此外，87％的受污染飼料樣本同時含有2～8種霉菌毒素，即多重污染，而低劑量霉菌毒素之間可能存在協(xié)同作用。

大約一半的樣本被伏馬菌素（fumonisin，F(xiàn)UM）（54％）和脫氧雪腐鐮刀菌素（deoxynivalenol，DON）（49％）污染，即使污染水平非常低，也會增加動物機體對病原體的易感性。

大多數(shù)霉菌毒素，包括DON、T-2毒素、黃曲霉毒素和FUM，會通過降低豬體內(nèi)免疫細(xì)胞的活性和疫苗接種后的抗體滴度對免疫系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。

在法國進(jìn)行的一項案例研究表明，盡管接種了疫苗，但斷奶仔豬飼料中低水平的霉菌毒素增加了斷奶后腹瀉（PWD）和斷奶仔豬水腫?。╡dema disease，ED；由大腸桿菌引起）的發(fā)病率。霉菌毒素控制策略的實施顯著降低了斷奶仔豬的PWD和ED發(fā)病率。

應(yīng)采用基于能夠結(jié)合極性霉菌毒素（黃曲霉毒素、麥角菌）的系統(tǒng)方法，通過肝細(xì)胞、腸上皮細(xì)胞、腸道微生物群等刺激非極性霉菌毒素（DON、T-2毒素、FUM等）在動物體內(nèi)的自然生物滅活，以此滅活霉菌毒素。

這種對免疫系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)的幫助，以及對仔豬器官的支持，將有助于它們在斷奶期間更有效地應(yīng)對霉菌毒素中毒。

5? 支持腸道健康

除霉菌毒素外，其他幾個因素對仔豬消化道的健康和功能也有極強的破壞作用。小腸和大腸的健康狀態(tài)取決于三個方面：腸道黏膜、（局部）免疫系統(tǒng)和腸道微生物群。

然而，仔豬腸道健康的這三個方面非常容易失衡，特別是在斷奶期。例如，絨毛出現(xiàn)萎縮跡象，上皮層完整性被破壞導(dǎo)致“腸漏”。

腸道微生物的組成是不穩(wěn)定的，對與PWD有關(guān)的機會性潛在致病菌（如F4+或F18+大腸桿菌）的過度生長敏感。最后，在斷奶期間，仔豬腸道會暫時處于炎癥狀態(tài)。

在這種情況下，作為飼料添加劑的一系列有機酸，如短鏈和中鏈脂肪酸（圖3）應(yīng)運而生。廣泛研究證實，在飼料中添加有機酸可以作為減輕仔豬斷奶負(fù)面影響的一種備選方案。

不同有機酸的效果也不盡相同，取決于分子的確切性質(zhì)。

例如，幾十年來，短鏈脂肪酸、乳酸和檸檬酸等酸性物質(zhì)一直被用作酸化分子，既可作為飼料防腐劑，又可彌補斷奶期間胃酸分泌不足。

根據(jù)不同的應(yīng)用，它們通常以純酸或酸及其緩沖鹽混合物的形式補充。

丁酸作為一種信號分子，發(fā)揮著特殊的作用，因為它是單胃動物后腸生成的內(nèi)源性短鏈脂肪酸（short-chainfatty acids， SCFAs）之一，啟動了對腸道健康至關(guān)重要的機制。

在斷奶仔豬的腸道中，丁酸鹽已被證明具有抗炎作用，可增加腸道緊密連接的形成并上調(diào)抗菌肽的表達(dá)。

然而，丁酸鹽的效果在很大程度上取決于它在胃腸道中的傳遞位置。

商用產(chǎn)品，如脂肪包被的丁酸鹽或丁酸甘油酯，具有獨特的丁酸鹽釋放特征，會引發(fā)不同的生理反應(yīng)。例如，在嚴(yán)重感染大腸桿菌的情況下，精確遞送包被型丁酸鹽已被證明比未包被型丁酸鹽能更有效改善腸道的形態(tài)和動物生產(chǎn)性能。

另一方面，中鏈脂肪酸（medium-chain fatty acids ， MCFAs）以其抗菌活性而聞名，甚至可以對抗幾種豬源性病原體。這是因為其分子結(jié)構(gòu)可以干擾細(xì)菌的膜。

為了更好地使用MCFAs，應(yīng)考慮以下兩個因素。第一個是側(cè)鏈的長度：在比較SCFAs和MCFAs的抗菌效果時，月桂酸（C12）對革蘭陽性菌（如豬鏈球菌）的活性，通常在體外篩選試驗中表現(xiàn)為“同類最佳”。另一方面，某些革蘭陰性菌（如大腸桿菌）對碳鏈較短的MCFAs和SCFAs（C3-C10）更為敏感。

第二個是在游離MCFAs或MCFAs-甘油酯之間進(jìn)行選擇：游離MCFAs具有pH依賴性，豬消化道的上端迅速被吸收，而MCFAs-甘油酯沒有pH依賴性，可通過腸道傳遞。此外，甘油酯（特別是α-單甘酯）的抗菌作用比游離脂肪酸的抗菌作用更為顯著。

原題名：The ban of medicated ZnO in piglet diets： consequences & solutions （英文）

原作者：Denise Cardoso、Simon Eskinazi、Dolores Batonon Alavo、Julia Dvorska和Tim Goossens