仔豬日糧添加納米氧化鋅的益處

付亞楠　潘雪男

摘 要：在斷奶仔豬日糧中，低劑量的納米氧化鋅可能是高劑量傳統氧化鋅的可行替代品，能夠減少對環境的損害。本文比較了納米氧化鋅和傳統氧化鋅在仔豬日糧中的功效。

關鍵詞：仔豬;納米氧化鋅;功效

中圖分類號：S816.72 文獻標志碼：C 文章編號：1001-0769（2020）06-0001-04

鋅是動物機體中多種金屬酶和消化酶的組成部分，也是一種必需微量元素。氧化鋅可改善斷奶仔豬的生長性能，抑制腸道炎癥反應。然而，由于仔豬對氧化鋅的消化率低，日糧中高劑量地添加氧化鋅會顯著增加鋅的排泄量，造成環境污染。過去幾十年，納米技術迅速發展，為尋找斷奶仔豬日糧中常規添加濃度的氧化鋅的替代品提供了一個新的維度。由于顆粒直徑減小、表面積加大、化學穩定性提高以及反應活性增強等特點，納米氧化鋅具有很大的發展潛力。

早期斷奶仍然是豬生長中的一個關鍵時期，并且會引發大量的問題，如消化系統紊亂、生長速度減慢、腹瀉增多以及發病率和死亡率提高等，這些問題都會給養豬業造成重大的經濟損失。人們通常建議在斷奶前兩周給仔豬補充氧化鋅（日糧中鋅的添加量通常為2 500 mg/kg）。這對預防仔豬斷奶后腹瀉（甚至死亡）和偶發性水腫病至關重要，這兩種疾病都與大腸桿菌感染相關。預防仔豬發病確實能顯著改善動物的生長性能和飼料轉化率。

由于豬對氧化鋅的吸收較差，因而攝入體內的氧化鋅約80%會隨糞便排出，導致環境顯著惡化。因此，人們越來越擔憂糞便中的鋅會污染環境以及影響環境中微生物的多樣性。

1? 什么是納米氧化鋅

在未批準將氧化鋅用于治療仔豬腹瀉的國家或地區，人們通常用抗生素來控制仔豬斷奶后的大腸桿菌感染。然而，由于細菌會對抗生素產生耐藥性，很多國家和地區已禁止使用抗生素。納米氧化鋅能替代仔豬日糧中的氧化鋅嗎？化工業和制藥業常用的納米氧化鋅是指顆粒直徑小于100 nm的氧化鋅。與斷奶仔豬日糧中通常以藥理學水平添加的氧化鋅相比，納米氧化鋅的粒徑更小，單位質量的顆粒數更多，擁有的表面積更大，且在動物生化系統中的活性更強。

動物營養上所用的氧化鋅產品在理化特性上與納米氧化鋅存在很大的差異，這說明氧化鋅產品在動物體內會產生不同的生物利用率和抗菌作用。納米氧化鋅特定的粒徑（是傳統氧化鋅的10～15倍）和形狀增加了其與細菌接觸的表面積。此外，納米氧化鋅的高孔隙率提高了它的抗菌活性。在斷奶仔豬日糧中，用低劑量的納米氧化鋅替代高劑量的傳統氧化鋅是切實可行的，可以減少對環境的污染。

2? 營養利用率和生長性能

多項研究報道了用納米氧化鋅替代仔豬日糧中傳統氧化鋅的效果。如表1所示，Pei等評估了在日糧中添加納米氧化鋅對斷奶仔豬生長性能和腹瀉發生率的影響。與不添加鋅的對照日糧相比，添加納米氧化鋅和傳統氧化鋅的試驗日糧能夠提高仔豬的平均日增重、每日平均采食量、增重與耗料比以及十二指腸和空腸的絨毛高度與隱窩深度的比值，且可以降低腹瀉的發生率。

比較納米氧化鋅和傳統氧化鋅對仔豬生產性能的影響后發現，仔豬采食添加了300 mg/kg納米氧化鋅或450 mg/kg納米氧化鋅的日糧后，其生長性能顯著高于采食日糧中添加3 000 mg/kg傳統氧化鋅的仔豬。Milani等研究發現，與在日糧中添加3 000 mg/kg的傳統氧化鋅相比，添加60 mg/kg的納米氧化鋅不足以顯著提高仔豬的生長性能;然而，與添加濃度低至15 mg/kg的納米氧化鋅所產生的影響相比，營養物質（蛋白質和能量）的消化率在數值上有所改善，不過無統計學意義上的顯著差異（表2）。

圖1顯示了納米氧化鋅對斷奶仔豬腸道形態的影響。在日糧中添加? ? ? ?450 mg/kg的納米氧化鋅和3 000 mg/kg的傳統氧化鋅，仔豬十二指腸、空腸和回腸絨毛的病理損傷均得到了減輕? ? （圖1未顯示結果）;仔豬十二指腸、空腸和回腸的絨毛高度均有所提高。與添加3 000 mg/kg的傳統氧化鋅相比，添加450 mg/kg的納米氧化鋅后，仔豬腸道絨毛高度和隱窩深度均有所增加。該結果表明，鋅的納米顆粒能夠促進仔豬腸道黏膜的生長，并能夠增強腸上皮細胞的再生，從而可以改善腸道發育。因此，納米氧化鋅可以增加用于吸收和利用養分的表面積，進而提高仔豬的生長性能。

3? 對腸道微生物區系的影響

納米氧化鋅（450 mg/kg）對斷奶仔豬大腸微生物組成的影響表明，盲腸、直腸和結腸中大腸桿菌的數量顯著減小。與傳統氧化鋅（3 000 mg/kg）相比，這種減少在結腸中更為明顯。但與不添加鋅的日糧相比，納米氧化鋅對斷奶仔豬腸道中沙門菌、乳酸菌和雙歧桿菌豐度的影響不顯著。血清免疫指標顯示，與傳統氧化鋅（3 000 mg/kg）相比，在仔豬日糧中添加納米氧化鋅（450 mg/kg）可提高血液中免疫球蛋白A、細胞因子IL-6和TNF-α的濃度，這些結果表明納米氧化鋅可通過改變血清中抗體的濃度展現抗炎能力。在一項類似的研究中，Li等發現納米氧化鋅可以提高斷奶仔豬血清中的IgG水平，并能增強動物的免疫應答能力。

一般建議在測試動物日糧中納米氧化鋅的作用之前解決一些挑戰性問題：如使用恰當的分析方法對產品定性、從實驗室樣品生產到工業化規模化產品生產、ADME（在動物體內的吸收、分布、代謝和排泄）、對動物的毒性水平、工人和環境的安全性以及遵守當地法律。

4? 結語

綜上所述，與按3 000 mg/kg水平添加的傳統氧化鋅相比，按適當濃度（尤其是添加量為450 mg/kg時）添加納米氧化鋅可改善仔豬的增重、采食量和增重與耗料比。添加量低至60 mg/kg時，納米氧化鋅也能提高營養物質的消化率，但未能達到統計學意義上的顯著差異。與傳統的氧化鋅相比，納米氧化鋅可以改善仔豬對鋅的吸收，減少糞便中鋅的排泄量。與按3 000 mg/kg濃度添加的傳統氧化鋅相比，日糧中添加450 mg/kg的納米氧化鋅后，仔豬糞便和尿液中鋅的排泄量有所減少（分別減少為55.41%和46.24%）。與傳統氧化鋅相比，低濃度添加的納米氧化鋅（450 mg/kg）能更有效地降低仔豬腹瀉的發生率，改善腸道形態，減少腸道中大腸桿菌的豐度。

原題名：Benefits of 氧化鋅 nanoparticles in piglet diets（英文）

原作者：Matthew Wedzerai