付亞楠 譯自Piglets，2019，№8：29～31

潘雪男 校 何 閃 制圖表

鋅是動(dòng)物機(jī)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(zhǎng)性能，抑制腸道炎癥反應(yīng)。然而，由于仔豬對(duì)氧化鋅的消化率低，日糧中高劑量地添加氧化鋅會(huì)顯著增加鋅的排泄量，造成環(huán)境污染。過去幾十年，納米技術(shù)迅速發(fā)展，為尋找斷奶仔豬日糧中常規(guī)添加濃度的氧化鋅的替代品提供了一個(gè)新的維度。由于顆粒直徑減小、表面積加大、化學(xué)穩(wěn)定性提高以及反應(yīng)活性增強(qiáng)等特點(diǎn)，納米氧化鋅具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

早期斷奶仍然是豬生長(zhǎng)中的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，并且會(huì)引發(fā)大量的問題，如消化系統(tǒng)紊亂、生長(zhǎng)速度減慢、腹瀉增多以及發(fā)病率和死亡率提高等，這些問題都會(huì)給養(yǎng)豬業(yè)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。人們通常建議在斷奶前兩周給仔豬補(bǔ)充氧化鋅(日糧中鋅的添加量通常為2 500 mg/kg)。這對(duì)預(yù)防仔豬斷奶后腹瀉(甚至死亡)和偶發(fā)性水腫病至關(guān)重要，這兩種疾病都與大腸桿菌感染相關(guān)。預(yù)防仔豬發(fā)病確實(shí)能顯著改善動(dòng)物的生長(zhǎng)性能和飼料轉(zhuǎn)化率。

由于豬對(duì)氧化鋅的吸收較差，因而攝入體內(nèi)的氧化鋅約80%會(huì)隨糞便排出，導(dǎo)致環(huán)境顯著惡化。因此，人們?cè)絹碓綋?dān)憂糞便中的鋅會(huì)污染環(huán)境以及影響環(huán)境中微生物的多樣性。

1 什么是納米氧化鋅

在未批準(zhǔn)將氧化鋅用于治療仔豬腹瀉的國(guó)家或地區(qū)，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(xì)菌會(huì)對(duì)抗生素產(chǎn)生耐藥性，很多國(guó)家和地區(qū)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(yè)和制藥業(yè)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(xué)水平添加的氧化鋅相比，納米氧化鋅的粒徑更小，單位質(zhì)量的顆粒數(shù)更多，擁有的表面積更大，且在動(dòng)物生化系統(tǒng)中的活性更強(qiáng)。

動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)上所用的氧化鋅產(chǎn)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(chǎn)品在動(dòng)物體內(nèi)會(huì)產(chǎn)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(tǒng)氧化鋅的10～15倍)和形狀增加了其與細(xì)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(tǒng)氧化鋅是切實(shí)可行的，可以減少對(duì)環(huán)境的污染。

2 營(yíng)養(yǎng)利用率和生長(zhǎng)性能

多項(xiàng)研究報(bào)道了用納米氧化鋅替代仔豬日糧中傳統(tǒng)氧化鋅的效果。如表1所示，Pei等評(píng)估了在日糧中添加納米氧化鋅對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能和腹瀉發(fā)生率的影響。與不添加鋅的對(duì)照日糧相比，添加納米氧化鋅和傳統(tǒng)氧化鋅的試驗(yàn)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(fā)生率。

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比較納米氧化鋅和傳統(tǒng)氧化鋅對(duì)仔豬生產(chǎn)性能的影響后發(fā)現(xiàn)，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(zhǎng)性能顯著高于采食日糧中添加3 000 mg/kg傳統(tǒng)氧化鋅的仔豬。Milani等研究發(fā)現(xiàn)，與在日糧中添加3 000 mg/kg的傳統(tǒng)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(zhǎng)性能；然而，與添加濃度低至15 mg/kg的納米氧化鋅所產(chǎn)生的影響相比，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(蛋白質(zhì)和能量)的消化率在數(shù)值上有所改善，不過無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著差異(表2)。

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圖1顯示了納米氧化鋅對(duì)斷奶仔豬腸道形態(tài)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(tǒng)氧化鋅，仔豬十二指腸、空腸和回腸絨毛的病理?yè)p傷均得到了減輕(圖1未顯示結(jié)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(tǒng)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(jié)果表明，鋅的納米顆粒能夠促進(jìn)仔豬腸道黏膜的生長(zhǎng)，并能夠增強(qiáng)腸上皮細(xì)胞的再生，從而可以改善腸道發(fā)育。因此，納米氧化鋅可以增加用于吸收和利用養(yǎng)分的表面積，進(jìn)而提高仔豬的生長(zhǎng)性能。

3 對(duì)腸道微生物區(qū)系的影響

納米氧化鋅(450 mg/kg)對(duì)斷奶仔豬大腸微生物組成的影響表明，盲腸、直腸和結(jié)腸中大腸桿菌的數(shù)量顯著減小。與傳統(tǒng)氧化鋅(3 000 mg/kg)相比，這種減少在結(jié)腸中更為明顯。但與不添加鋅的日糧相比，納米氧化鋅對(duì)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(biāo)顯示，與傳統(tǒng)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(xì)胞因子IL-6和TNF-α的濃度，這些結(jié)果表明納米氧化鋅可通過改變血清中抗體的濃度展現(xiàn)抗炎能力。在一項(xiàng)類似的研究中，Li等發(fā)現(xiàn)納米氧化鋅可以提高斷奶仔豬血清中的IgG水平，并能增強(qiáng)動(dòng)物的免疫應(yīng)答能力。

一般建議在測(cè)試動(dòng)物日糧中納米氧化鋅的作用之前解決一些挑戰(zhàn)性問題：如使用恰當(dāng)?shù)姆治龇椒▽?duì)產(chǎn)品定性、從實(shí)驗(yàn)室樣品生產(chǎn)到工業(yè)化規(guī)模化產(chǎn)品生產(chǎn)、ADME(在動(dòng)物體內(nèi)的吸收、分布、代謝和排泄)、對(duì)動(dòng)物的毒性水平、工人和環(huán)境的安全性以及遵守當(dāng)?shù)胤伞?/p>

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，與按3 000 mg/kg水平添加的傳統(tǒng)氧化鋅相比，按適當(dāng)濃度(尤其是添加量為450 mg/kg時(shí))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(shí)，納米氧化鋅也能提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率，但未能達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著差異。與傳統(tǒng)的氧化鋅相比，納米氧化鋅可以改善仔豬對(duì)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(tǒng)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(tǒng)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(fā)生率，改善腸道形態(tài)，減少腸道中大腸桿菌的豐度。