包被氧化鋅的生物學(xué)功能和研究現(xiàn)狀

蘇 欣, 張 勇

（沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院，沈陽(yáng) 110866）

包被技術(shù)是一種成膜材料把固體或液體包覆起來(lái)，使其有效活性成分受到保護(hù)并且提升使用效果的新型技術(shù)。氧化鋅發(fā)揮抗腹瀉作用的有效形態(tài)是氧化鋅本身，而不是Zn2+的作用。發(fā)揮作用的位點(diǎn)是在腸道，而在仔豬胃酸環(huán)境中氧化鋅容易與胃酸發(fā)生反應(yīng)生成氯化鋅，使到達(dá)腸道的有效氧化鋅數(shù)量大大減少。經(jīng)過(guò)包被的氧化鋅在胃酸環(huán)境下穩(wěn)定，包衣不會(huì)打開(kāi)，有效保護(hù)氧化鋅不受胃酸侵蝕。在腸道內(nèi)定點(diǎn)釋放，降低了氧化鋅的損失和環(huán)境的污染。飼糧中添加包被氧化鋅還可以提高仔豬的生長(zhǎng)性能，增強(qiáng)免疫功能及降低仔豬的腹瀉率等作用。

1 包被氧化鋅的生物學(xué)作用

1.1 包被氧化鋅提高斷奶仔豬的生長(zhǎng)性能

計(jì)峰等[1]曾統(tǒng)計(jì)前人33 次關(guān)于高劑量氧化鋅對(duì)仔豬促生長(zhǎng)作用的試驗(yàn)，其中有27 次試驗(yàn)結(jié)果表明日糧中添 加2 000～4 000 mg/kg 高 鋅 對(duì) 仔豬有促生長(zhǎng)作用，6 次試驗(yàn)表明仔豬日糧中添加3 000 mg/kg 高鋅沒(méi)有促生長(zhǎng)效果。Case 等[2]研究在日糧中添加1 500 mg/kg 氧化鋅對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能有一定促進(jìn)效果。包被氧化鋅的適宜添加量可以提高仔豬的生長(zhǎng)性能，且其適宜添加量大大低于普通氧化鋅的添加量。馬麗[3]47研究結(jié)果為仔豬日糧中添加100 mg/kg 包被氧化鋅和3 000 mg/kg普通氧化鋅平均日增重、平均日采食量和料重比差異不顯著。趙必遷等[4]研究發(fā)現(xiàn)低劑量腸溶性氧化鋅比普通氧化鋅改善仔豬生長(zhǎng)性能效果好，用量少，可改善環(huán)境污染。劉連龍等[5]研究顯示300、450 mg/kg 包被氧化鋅組可顯著提高仔豬生產(chǎn)性能，降低料重比，與3 000 mg/kg 普通氧化鋅組差異不顯著。

1.2 包被氧化鋅降低斷奶仔豬的腹瀉率和腹瀉指數(shù)

現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)中為提高母豬的利用率、增加經(jīng)濟(jì)效益，而對(duì)仔豬進(jìn)行早期斷奶。斷奶后由于環(huán)境的改變，溫度的降低，飼糧由液態(tài)奶向顆粒飼糧過(guò)渡等原因，造成仔豬抵抗力降低，引發(fā)腹瀉等病癥，出現(xiàn)仔豬早期死亡等現(xiàn)象，給養(yǎng)豬生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。申俊華[6]897研究表明飼料中添加380 mg/kg和570 mg/kg 包被氧化鋅極顯著地降低了斷奶仔豬的腹瀉指數(shù)，且與2 250 mg/kg 普通氧化鋅組差異不顯著。飼糧中添加250、380、570 mg/kg包被氧化鋅顯著增加十二指腸的絨毛高度，且與2 250 mg/kg 普通氧化鋅組差異不顯著。馬麗[3]48研究結(jié)果顯示，在控制腹瀉方面，添加100 mg/kg 的包被氧化鋅對(duì)于斷奶后2 周的仔豬的抗腹瀉作用與添加3 000 mg/kg 普通氧化鋅類(lèi)似。Wang 等[7]研究結(jié)果表明日糧中添加1 500 mg/kg 包被氧化鋅和3 000 mg/kg 普通氧化鋅可以顯著降低仔豬早期斷奶（0～7 d）的腹瀉率，這與Owusu-Asiedu 等[8]研究結(jié)果相一致。

1.3 包被氧化鋅增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能

缺鋅將會(huì)損傷免疫器官如肝臟、胰腺等，T 淋巴細(xì)胞、B 淋巴細(xì)胞、周?chē)馨图?xì)胞的活性也會(huì)降低，從而動(dòng)物的免疫應(yīng)答能力減退，影響免疫功能的發(fā)揮。王飛[9]研究表明，日糧中添加氧化鋅可以提高仔豬血清lgG、lgM、lgA含量，使仔豬免疫得到增強(qiáng)。Klaus[10]研究也顯示出鋅的缺乏和過(guò)量對(duì)動(dòng)物造成的危害相類(lèi)似。王超[11]92-93研究發(fā)現(xiàn)日糧中分別添加2 250 mg/kg 普通氧化鋅和562.5 mg/kg 包被氧化鋅對(duì)仔豬的免疫包括胸腺、胰腺、脾臟無(wú)顯著性影響，但可增加空腸、回腸黏膜中免疫球蛋白lgA 的含量，普通氧化鋅組和包被氧化鋅組之間差異不顯著。

1.4 包被氧化鋅對(duì)機(jī)體組織的抗氧化性能

鋅元素是機(jī)體內(nèi)多種酶合成的主要成分，其中包括銅鋅超氧化物歧化酶（Cu/Zn SOD）。趙昕紅等[12]研究發(fā)現(xiàn)，高鋅組豬血液中的超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的活性均高于高銅組。蘇莉娜等[13]研究發(fā)現(xiàn)，鋅對(duì)金定蛋鴨的血清和肝臟總抗氧化能力、血清銅鋅超氧化物歧化酶活性、肝臟丙二醛含量以及谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性均有顯著性影響，提高抗氧化能力。Sun et al[14]研究表明在大鼠日糧中添加高劑量氧化鋅可顯著增加大鼠平均日增重和Cu/Zn SOD 活性。田麗娜等[15]研究表明，日糧中添加納米氧化鋅能顯著或極顯著提高肉仔雞血清中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性、總抗氧化能力，血清中減少一氧化氮生成。

2 包被氧化鋅的抗腹瀉作用機(jī)理

2.1 氧化鋅的抑菌作用

仔豬腹瀉常與腸道內(nèi)病原性大腸桿菌的暴發(fā)有關(guān)，Roselli 等[16]研究認(rèn)為氧化鋅防腹瀉并非通過(guò)抑制大腸桿菌生長(zhǎng)而實(shí)現(xiàn)的,而是通過(guò)降低細(xì)菌對(duì)腸細(xì)胞的侵入和黏附、防止緊密連接滲透性增加的方式來(lái)實(shí)現(xiàn) 。Broom[17]等發(fā)現(xiàn)高劑量氧化鋅對(duì)腸道內(nèi)容物中的菌群沒(méi)有產(chǎn)生顯著影響，但可以抑制細(xì)菌位移。王超[11]103研究結(jié)果顯示，562.5 mg/kg 和2 250 mg/kg 包 被 氧化鋅對(duì)空腸和盲腸總需氧菌、沙門(mén)氏菌、大腸桿菌和乳酸菌的菌群數(shù)量均無(wú)顯著影響，但空腸里面大腸桿菌菌群數(shù)有降低的趨勢(shì)。另日糧中添加2 250 mg/kg包被氧化鋅和2 250 mg/kg 普通氧化鋅無(wú)細(xì)菌位移現(xiàn)象發(fā)生。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于包被氧化鋅對(duì)腸道菌群研究的報(bào)道很少，需有待進(jìn)一步研究。

2.2 收斂腸道中受損的上皮細(xì)胞

仔豬早期斷奶會(huì)造成腸絨毛萎縮、隱窩深度增加，導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收受阻，進(jìn)而很容易引起仔豬腹瀉。徐勇

[18]研究表明，高劑量氧化鋅可以緩解斷奶引起的腸道形態(tài)和通透性改變，維持腸道屏障正常的功能。申俊華[6]899研究發(fā)現(xiàn)，在仔豬日糧中添加250、380、570 mg/kg 包被氧化鋅與2 250 mg/kg普通氧化鋅組十二指腸、空腸和回腸的絨毛高度，比低劑量氧化鋅組均有顯著增加。而且570 mg/kg 包被氧化鋅組絨毛高度顯著高于2 250 mg/kg 普通氧化鋅組。王超[11]105研究表明，日糧中添加562.5 mg/kg 包被氧化鋅和2 250 mg/kg 普通氧化鋅效果相似，均可以提高十二指腸絨毛高度增強(qiáng)了緊密蛋白相關(guān)基因的表達(dá)。

3 包被氧化鋅廣闊的應(yīng)用前景

使用高劑量氧化鋅有很多負(fù)面影響，不但污染環(huán)境，毀壞耕地。使動(dòng)物對(duì)高劑量氧化鋅產(chǎn)生依賴。過(guò)量添加會(huì)影響銅和鐵的吸收，導(dǎo)致繼發(fā)性缺乏，出現(xiàn)貧血。且高鋅還對(duì)仔豬后期生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制。鑒于高鋅帶來(lái)的負(fù)面影響巨大，世界各國(guó)陸續(xù)限制高劑量氧化鋅的添加量。與此同時(shí)氧化鋅的替代產(chǎn)品也層出不窮，如：堿式氯化鋅、納米氧化鋅、包被氧化鋅等。堿式氯化鋅在仔豬的應(yīng)用上表現(xiàn)出良好的促生長(zhǎng)作用，但其添加量至少要1 500 mg/kg才能達(dá)到較好效果。納米氧化鋅的研究已經(jīng)非常廣泛了，但是它存在很多應(yīng)用上的不足，如納米氧化鋅具有皮膚滲透性，吸入毒性，納米氧化鋅可破壞細(xì)胞膜的完整性，對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)、代謝甚至對(duì)DNA 都會(huì)產(chǎn)生影響，納米氧化鋅能夠?qū)е录?xì)胞的凋亡等一系列問(wèn)題。而且價(jià)格昂貴，在畜牧生產(chǎn)中不適宜大量應(yīng)用。包被氧化鋅主要是通過(guò)脂肪對(duì)氧化鋅芯材進(jìn)行包被，使氧化鋅避免被胃酸中和生成Zn2+，到達(dá)腸道又以氧化鋅的形式被釋放，充分發(fā)揮作用。使仔豬達(dá)到同樣的生產(chǎn)性能效果，包被氧化鋅的用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于氧化鋅，而且在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中價(jià)格較低廉，可以被廣泛推廣和應(yīng)用。

[1] 計(jì)峰，羅旭剛，李素芬，等.高鋅對(duì)斷乳仔豬促生長(zhǎng)作用及其機(jī)理的研究進(jìn)展[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2003,15(3):1-5.

[2] Case C L，Carlson M S.Effect of feeding organic and inorganic s o u r c e s o f a d d i t i o n a l z i n c o n growth performance and zinc balance in nursery pigs[J].Animal Science,2002,80(7):1917-1924.

[3] 馬麗,鄔建,陳福水,等.包被氧化鋅對(duì)防治仔豬腹瀉的影響與功效[J].飼料工業(yè),2012,33(14).

[4] 趙必遷,周安國(guó).腸溶型氧化鋅對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響[J] .養(yǎng)豬,2012（3）：23-24.

[5] 劉連龍,李浙烽,陳強(qiáng),等.包膜氧化鋅體外穩(wěn)定性試驗(yàn)及其對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響[J].中國(guó)畜牧雜志,2011,47(23):54-57.

[6] 申俊華,周安國(guó),王之盛,等.包被氧化鋅對(duì)斷奶仔豬腹瀉指數(shù)及腸道發(fā)育的影響[J].畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào),2013,44(6).

[7] Wang C，Xie P，Liu L L，et al.Use of lower level of capsulated zinc oxide as an alternative to pharmacological dose of zinc oxide for weand piglets[J].Asian Journal of Animal&Veterinary Advances,2012（10）：3923.

[8] Owusu-Asiedu,A,Nyachoti C M,et al.Response of early-weaned pigs to an enterotoxigenic Escherichia coli (K88) challenge when fed diets containing spray-dried porcine plasma or pea protein plus egg yolk antibody,zinc oxide,fumaric a c i d,o r a n t i b i o t i c[J].A n i m a l Science,2003,81(7):1790-1798.

[9] 王飛,龔勝,呂明斌,等.氧化鋅對(duì)斷奶仔豬生產(chǎn)性能和體液免疫的影響[J].中國(guó)飼料,2007（10）：12-15.

[10] Klaus H I,Rink L.Zinc-altered i m m u n c f u n c t i o n [J].J o u r n a l Nutrition,2003,133.14535-14565.

[11] 王超.包被氧化鋅促仔豬生產(chǎn)效果及機(jī)理研究[D].杭州：浙江大學(xué),2013.

[12] 趙昕紅,李德發(fā)，田福剛，等. 高鋅和高銅對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能、免疫功能和抗氧化酶活性的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999,4(1)：91-96.

[13] 蘇莉娜,王安.飼糧鋅水平對(duì)籠養(yǎng)蛋雛鴨生長(zhǎng)性能、抗氧化性能及免疫器官發(fā)育的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2012,24(5)：815-821.

[14] Sun,J.Y.Jing,M.Y.Weng,et al.Effects of dietary zinc levels on the activities of enzymes,weights of organs,and the concentrations of zinc and copper in growing rats[J].Biol Trace Elem Res,2005,107(2)：153-165.

[15] 田麗娜,朱風(fēng)華,任慧英,等.納米氧化鋅對(duì)肉仔雞抗氧化性能的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2009,21(4)：534-539.

[16] Roselli M，F(xiàn)inamore A，Garaguso I，et al.Zinc oxide proteets cultured enterocytes from the damage induced by Escherichia coli [J].Journal Nutrition,2003,133:4077-4082.

[17] Broom L.J. Miller H.M. kERR k.g. and Knapp J.S .Effects of zinc oxide and Enterococcus faecium SF68 dietary supplementation on the performance,intestinal microbiota and immune status of weaned piglets[J]. Reasearch in Veterinary Science,2006,80(1):45-64.

[18] 徐勇,劉海萍,胡彩虹.高鋅對(duì)早期斷奶仔豬腸形態(tài)和腸屏障通透性的影響[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)：(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版),2009,35(2):205-214.