包被氧化锌对断奶仔猪生长性能、血清生化指标及营养物质表观消化率的影响

朱宇旌 苏 欣 李方方 张 鑫 况应谷 郑丽莉高 原 孟 玲 郭福来 张 勇*

(1.沈阳农业大学畜牧兽医学院，沈阳 110866;2.福建深纳生物工程有限公司，福州 350700;3.辽宁德宝农牧集团有限公司，沈阳 110171)

仔猪断奶后腹泻一直是养猪生产中亟待解决的重要问题之一，而由于畜产品安全性日益受到全球范围的广泛关注，研究和开发新型绿色添加剂来取代抗生素已经是当今营养领域研究的热点和难点。国外有研究表明，在断奶仔猪饲粮中添加药理剂量的氧化锌(ZnO)能有效降低断奶仔猪腹泻率，并且促进仔猪生长［1］。但长期使用高剂量ZnO会出现动物被毛粗长乱、皮肤无光泽以及影响生长发育等现象，且高剂量ZnO的吸收率很低，大部分由粪便排出，造成锌源的浪费和环境污染［2］。目前研究的ZnO替代品主要是多孔纳米ZnO和包被氧化锌(coated ZnO，C-ZnO)等。但由于纳米ZnO产品流动性差，产品容易结块，成本极高，又不易于贮存使用，操作也很不安全，其使用受到限制。而将ZnO进行包被处理能有效降低ZnO在胃中的解离度使到达肠道发挥作用的有效成分显著增加［3］，C-ZnO具有生产成本相对较低、容易储存、便于运输等优点，克服了纳米ZnO在生产应用上的诸多不足，因此C-ZnO具有更广阔的发展前景。但目前有关C-ZnO对断奶仔猪应用效果的全面系统研究较少。因此，本试验通过与未包被ZnO对比，考察C-ZnO对断奶仔猪生长性能、血清生化指标、营养物质表观消化率影响，旨在研究C-ZnO取代传统ZnO的效果，对生产实践中减少ZnO用量的可能性和加强其效果的可能性进行探讨。

1 材料与方法

1.1 试验材料

C-ZnO，由福建深纳生物工程有限公司提供，纯度30%。ZnO，由长沙兴嘉生物工程有限公司提供，纯度78%。

1.2 试验设计与试验动物

试验采用单因素完全随机分组试验设计，选取28日龄体重(9.32±0.38)kg的健康大白断奶仔猪120头，随机分成5组，每组4个重复，每个重复6头仔猪(公母各占1/2)。对照组饲喂基础饲粮，试验组分别在基础饲粮添加2 400 mg/kg ZnO、1 800 mg/kg C-ZnO、2 400 mg/kg C-ZnO、2 760 mg/kg C-ZnO，其中ZnO和C-ZnO添加量为折算成纯品的量。试验期为28 d。参照NRC(1998)早期断奶仔猪营养需要配制成颗粒料，基础饲粮组成及营养水平见表1。

1.3 饲养管理

试验在辽宁德宝农牧集团艾德蒙种猪繁育场进行。仔猪在全封闭高床保育猪舍进行，试验期间采取自由采食、自由饮水。日常饲养管理和免疫按常规程序进行。

1.4 样品采集

血样采集:于试验第28天结束当天清晨空腹前腔静脉采血，每个重复选与组内平均体重接近的2头仔猪，公、母各1头，采血5 mL于真空管中，静置30 min后，以3 000 r/min离心15 min，取上清液。-20℃保存备用。

表1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diets(DM basis) %

粪样采集:每个组选取生长较好、体况相近的仔猪各4头，于试验结束前3天每日07:00至09:00间收集粪样，每头猪采集粪样2份，每份200 g，其中一份加入体积分数为10%的酒石酸水溶液20 mL，防止氨气挥发，用于营养物质分析。另外一份-20℃冷冻保存用于测定微生物。实验室测定之前，将每头猪3天所采粪样混合均匀后取样进行测定。

1.5 指标测定

1.5.1 生长指标

试验第1、28天清晨空腹称重、计算耗料量。计算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)及料重比(F/G)。

1.5.2 血清生化指标

通过放射免疫法测定生长激素(GH)、三碘甲腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)、胰岛素(INS)含量。按照试剂盒说明书进行测定，试剂盒购自北京华英生物技术研究所。

采用比色法测定血清中总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、葡萄糖(GLU)、尿素氮(UN)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、铁(Fe)、钙(Ca)、免疫球蛋白 G(IgG)、免疫球蛋白 M(IgM)、免疫球蛋白A(IgA)含量及谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(AKP)活性。试剂盒购自中生北控股份有限公司，采用日本日立7 160全自动生化仪测定。

1.5.3 营养物质表观消化率

饲料和粪样中干物质(DM)、有机物(OM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、钙(Ca)和磷(P)表观消化率用酸不溶灰分(AIA)内源指示剂法测定［4］。

1.5.4 粪中微生物数量

粪中微生物采用平板涂布法进行计数［5］。

1.5.5 腹泻率

每天清晨观察仔猪粪便软硬稀度，判断是否腹泻并且做好记录。按正常、稀软、黏稠、水样4个等级进行划分，分别用0、1、2、3分表示，具体参照Castillo等［6］的方法，最后统计各组腹泻指数。腹泻率和腹泻指数计算公式如下:

1.6 数据处理

试验数据采用 SPSS 21.0软件的 one-way ANOVA程序进行单因素方差分析，差异显著时采用Duncan氏法进行多重比较，结果以“平均值±标准差”表示。P＜0.05 为差异显著，P＜0.01 为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 饲粮中添加C-ZnO对断奶仔猪生长性能及腹泻率的影响

从表2可以看出，与对照组相比，饲粮中添加2 400 mg/kg C-ZnO可极显著提高断奶仔猪的ADG(P＜0.01)，显著降低 F/G(P＜0.05);2 760 mg/kg C-ZnO显著提高断奶仔猪的ADG(P＜0.05)。但各组间 ADFI没有显著差异(P＞0.05)。与ZnO组相比，2 400 mg/kg C-ZnO组的ADG 极显著升高(P＜0.01)，2 760 mg/kg C-ZnO组的ADG显著升高(P＜0.05)，F/G和ADFI差异均不显著(P＞0.05)。以上数据说明饲粮中添加C-ZnO能促进断奶仔猪生长，降低F/G，但对采食量影响较小。添加2 400 mg/kg C-ZnO组生长效果最好。

表2 C-ZnO对断奶仔猪生长性能及腹泻率的影响Table 2 Effects of coated ZnO on growth performance and diarrhea ratio of weaner piglets

2 400 mg/kg C-ZnO组与对照组相比能极显著降低断奶仔猪腹泻率和降低腹泻指数(P＜0.01)。2 400 mg/kg C-ZnO组与ZnO组相比能显著降低腹泻率(P＜0.05)，腹泻指数差异不显著(P＞0.05)。ZnO组与对照组相比腹泻率显著降低(P＜0.05)。1 800 mg/kg C-ZnO 组与 ZnO 组生长性能及腹泻率差异不显著(P＞0.05)。

2.2 饲粮中添加C-ZnO对断奶仔猪血清生化指标的影响

从表3可以看出，饲粮中添加2 400 mg/kg C-ZnO的断奶仔猪血清中GH含量比对照组极显著升高(P＜0.01)，但对 T3、T4、INS 含量没有显著影响(P＞0.05)。与对照组比，2 400 mg/kg CZnO组AKP活性极显著降低(P＜0.01)，TG含量极显著降低(P＜0.01)。与对照组相比，其余各组AST活性和 GLU、UN、TC、Fe、Ca含量差异不显著(P＞0.05)。1 800 mg/kg C-ZnO 组与 ZnO 组血清生化指标差异不显著(P＞0.05)。

表3 C-ZnO对断奶仔猪血清生化指标的影响Table 3 Effects of coated ZnO on serum biochemical indices of weaner piglets

2.3 饲粮中添加C-ZnO对断奶仔猪血清免疫指标的影响

从表4可以看出，与对照组相比，添加2 400 mg/kg C-ZnO组血清IgG和IgM含量均有极显著的提高(P＜0.01)，血清 IgA、TP、ALB、GLB含量差异不显著(P＞0.05)。1 800 mg/kg CZnO组与ZnO组间各血清生化指标差异不显著(P＞0.05)。

表4 C-ZnO对断奶仔猪血清免疫指标的影响Table 4 Effects of coated ZnO on serum immune indices of weaner piglets g/L

2.4 饲粮中添加C-ZnO对断奶仔猪营养物质表观消化率的影响

由表5可见，2 400 mg/kg C-ZnO组与对照组相比，CP、EE表观消化率极显著提高(P＜0.01)。而对DM、OM、Ca、P的消化吸收没有显著影响(P＞0.05)。2 400 mg/kg C-ZnO 组与 ZnO 组对比CP表观消化率显著提高(P＜0.05)。1 800 mg/kg C-ZnO组与ZnO组间各营养物质表观消化率差异不显著(P＞0.05)。

表5 饲粮中添加C-ZnO对断奶仔猪营养物质表观消化率的影响Table 5 Effects of coated ZnO on nutrient digestibility of weaner piglets %

2.5 饲粮中添加 C-ZnO对断奶仔猪粪中微生物数量的影响

由表6可见，与对照组相比，2 400 mg/kg C-ZnO组双歧杆菌菌群数量极显著增加(P＜0.01)，大肠杆菌菌群数量极显著减少(P＜0.01)。乳酸杆菌菌群数量没有显著变化(P＞0.05)。2 400 mg/kg C-ZnO组的双歧杆菌菌群数量极显著高于 ZnO 组(P＜0.01)。1 800 mg/kg C-ZnO 组与ZnO组间差异不显著(P＞0.05)。

表6 饲粮中添加C-ZnO对断奶仔猪粪中微生物数量的影响Table 6 Effects of coated ZnO on microbial population in fecal of weaner piglets

3 讨论

3.1 饲粮中添加C-ZnO对断奶仔猪生长性能、营养物质表观消化率及血清生化指标的影响

锌是动物必需的一种微量元素，动物体内有200多种酶含有锌，并有300多种酶活性与锌有关，锌参与动物体内蛋白质、DNA、RNA及其他物质的合成与代谢［7］，同时锌与提高食欲、促进采食量、影响体蛋白质合成有关，从而影响仔猪生长［8］。本试验中添加不同剂量和形式的ZnO均呈现不同程度的促生长作用，而且C-ZnO比ZnO促生长效果好，尤其2 400 mg/kg C-ZnO组的促生长作用最为明显，较对照组提高了 15.38%。1 800 mg/kg C-ZnO组与ZnO组ADG效果相近，但节约了600 mg/kg ZnO的添加量。究其原因可能是C-ZnO在通过胃时由于包衣材料的保护而最大限度减少了胃酸对其破坏，从而到达肠道的有效成分相比于ZnO显著增加，因此达到相同效果时需要的C-ZnO添加量少。

ZnO对CP、EE表观消化率方面的影响，可能与其影响阿朴脂蛋白A-Ⅰ和脂肪酸结合蛋白有关。羧肽酶A、B均为重要的含锌酶，对CP的充分消化吸收具重要作用。本试验数据显示，C-ZnO对断奶仔猪的CP、EE的表观消化率都有所提高，对DM、OM、Ca、P的消化吸收影响较小。

INS是胰腺B细胞分泌的一种蛋白质激素，它是促进合成代谢、维持血糖相对稳定的重要激素，对机体的生长具有重要的促进作用［9］。T3、T4能增强糖原、蛋白质、脂肪的分解，有利于机体能量的供给，促进动物生长［10］。GH是调节动物生长的主要激素之一，直接促进动物的生长，增加氨基酸的摄取，促进葡萄糖吸收，核酸和蛋白质合成，脂肪分解。本试验表明，与对照组和ZnO组相比，添加C-ZnO提高了仔猪血清GH的含量，随C-ZnO的添加量增加，血清中INS、T3、T4含量有不同程度的先升高后降低的影响趋势，但差异不显著，这与Yu等［11］研究结果相似，说明饲粮中添加C-ZnO促进仔猪生长。血清UN是蛋白质代谢后产生的废物，血清UN含量可以作为动物体内蛋白质代谢和饲粮氨基酸平衡状况较为准确的反映指标［12-13］。本试验中血清UN含量随C-ZnO的添加量增加有先上升后下降的趋势。这说明饲粮中添加2 400 mg/kg C-ZnO可通过提高蛋白质的利用率促进仔猪生长。锌是AKP活性中心的组成成分，AKP在骨骼中主要存在于成骨细胞中，它能使骨骼比率上升，从而影响 Ca、磷在骨骼中的沉积［13］。TC是体内重要的脂类物质，可以合成各种类固醇激素，TC含量反映了脂类吸收状况，同时可以反映肝脏脂肪代谢状况［9］，本试验表明血清中TC、TG含量在2 400 mg/kg C-ZnO含量最低。

3.2 饲粮中添加C-ZnO对断奶仔猪腹泻指数及血清免疫性能的影响

断奶仔猪由于各消化免疫器官未完全发育，而导致对营养物质消化吸收能力弱，对外界病原菌抵抗力低，再加上断奶应激及生活环境变化等综合因素影响，常常会出现采食量下降、腹泻率升高、生长缓慢等一系列现象，称为“仔猪断奶应激综合征”［14］。高剂量 ZnO 能有效减少腹泻［2］，但饲粮高锌随粪便排出而对环境带来的污染问题难以解决，C-ZnO可能是ZnO有效替代品。本试验结果显示，C-ZnO对断奶仔猪的抗腹泻有极显著的效果，与申俊华等［15］、蔡景义［16］研究 C-ZnO 对断奶仔猪腹泻指数及肠道发育的影响结果相似。

C-ZnO降低断奶仔猪腹泻指数，一方面可能是由于C-ZnO提高了仔猪免疫力，另一方面可能是由于其改善了仔猪肠道菌群平衡状态。

在动物体体液免疫中，血清IgG、IgA、IgM 含量与免疫力成正相关，IgG约占血清免疫球蛋白总量85%，它是介导体液免疫主要的抗体［17］，本试验研究表明饲粮添加ZnO和C-ZnO均可以提高断奶仔猪血清IgG、IgM的含量，添加2 400 mg/kg C-ZnO组效果最为显著，这说明添加C-ZnO可以提高仔猪的体液免疫力的水平。

仔猪腹泻常与肠道微生态区系失衡，病原性大肠杆菌暴发有关［18］。人们普遍认为大肠杆菌可以引起腹泻，是肠道内潜在的致病菌;乳酸杆菌和双歧杆菌能抑制病原菌定植，促进肠道健康，被认为是肠道有益菌群［19］，在乳酸杆菌、双歧杆菌作用下，可以实现增强动物机体免疫力、提高生长性能的作用。本试验中，添加C-ZnO能显著增加肠道中双歧杆菌菌群数量，同时显著的降低大肠杆菌菌群数量。锌离子可通过抑制大肠杆菌的呼吸链而降低其有害作用［19］，C-ZnO降低大肠杆菌菌群数量可能与此有关。

4 结论

①C-ZnO能增加采食量，极显著的促进断奶仔猪生长，显著的降低料重比，改善断奶仔猪对饲粮中粗蛋白质和粗脂肪的消化吸收;饲粮添加2 400 mg/kg C-ZnO效果优于其他C-ZnO添加水平，也优于 2 400 mg/kg ZnO。1 800 mg/kg C-ZnO可替代2 400 mg/kg ZnO。

②C-ZnO能极显著降低仔猪腹泻率、腹泻指数，改善仔猪肠道中菌群结构，降低大肠杆菌菌群数量，提高双歧杆菌菌群数量，提高断奶仔猪血清的IgG、IgM含量。

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