包被纳米氧化锌对断奶仔猪生长性能、腹泻率及血清指标的影响

陈 杰 ， 万志友 ， 祝家东 ， 王 铕 ， 祝爱侠 ， 王春维 ，2*

（1.武汉轻工大学生猪健康养殖湖北省协同创新中心，湖北武汉 430023；2.武汉轻工大学武汉市畜禽饲料工程技术研究中心，湖北武汉430023）

仔猪腹泻是现代规模化猪场中的一种常见疾病，也是引起仔猪生长受阻和高死亡率的主要原因之一 （黄美州等，2015）。大量试验研究和实际生产证明添加2500 mg/kg（陈文等，2008）及以上浓度（Milani等，2017）的氧化锌能够显著降低仔猪的腹泻率，提高仔猪生长性能。但是日粮中添加高浓度的氧化锌不仅浪费资源，而且大部分锌离子随着仔猪粪便排出，对环境污染严重。纳米氧化锌正成为国内外替代氧化锌的首选 （Partha等，2016），其具有生物活性高、易吸收等优点，还具有纳米金属氧化物的特殊抑菌作用（高艳玲等，2005），添加低剂量的纳米氧化锌即可达到高剂量氧化锌的作用效果（龙丽娜等，2016）。但普通氧化锌与纳米氧化锌在动物胃中大部分都会被分解成锌离子，到肠道后失去对水分的收敛作用，利用率极低。2017年12月，农业部（2018）修订了《饲料添加剂安全使用规范》，其中对锌有了新的限量，要求仔猪断奶后前2周配合饲料中氧化锌形式的锌添加量不超过1600 mg/kg，并且通常时期的最高添加限量为110 mg/kg，因此开发高效的氧化锌剂型已迫在眉睫。本试验采用现代包被技术制备的一种新型包被纳米氧化锌，研究其对断奶仔猪生长性能、腹泻率及血清指标的影响，为氧化锌在仔猪日粮中的合理应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 饲料级普通氧化锌，锌含量≥72%；包被纳米氧化锌，由本实验室自制，以二氧化硅作为芯材包被。经过测量其在人工胃液中6 h后的溶出率为1.87%，在人工肠液中的释放率在6 h后达到92.35%，满足包被纳米氧化锌在仔猪胃肠液中延缓释放的目的，锌含量≥65%。将两种原料分别与基础日粮逐级稀释混合均匀。

1.2 试验设计 选取平均体重为 （7.78±0.48）kg的杜×长×大断奶仔猪18头（28日龄断奶），采用单因素试验设计，按照体重相近的原则，随机分为3个处理组，每组6个重复，每个重复1头仔猪。试验1组饲喂基础日粮，试验2组在基础日粮中添加2500 mg/kg氧化锌，试验3组在基础日粮中添加100 mg/kg包被纳米氧化锌。预饲5 d，正式试验分为两个阶段，第一阶段试验7 d，第二阶段试验7 d，共14 d（参考实际生产中高锌日粮饲喂期限）。

1.3 试验日粮 玉米-豆粕型基础日粮参考NRC（2012）仔猪营养需要量进行配制，日粮组成及营养成分见表1。

表1 基础日粮组成及营养成分（干物质基础）

1.4 测定指标和方法

1.4.1 断奶仔猪生长性能 试验期间每日记录采食量，第 0、7、14 天 08∶00 空腹称重，称重前一天20∶00断料、不断水，计算各组仔猪重量和平均日增重（ADG）；试验结束时统计各组耗料量，计算平均日采食量（ADFI）及耗料增重比（F/G）。

1.4.2 断奶仔猪腹泻率 每天统计仔猪的腹泻头数，按照下列公式计算各个处理组的腹泻率。

1.4.3 血液生化指标 在试验的最后1天即第14天08∶00对所有试验断奶仔猪进行前腔静脉采血，收集于不加抗凝剂的普通采血管中，静置30 min后，3000 r/min离心10 min，分离出血清，分装后-20℃保存，采用日立7020全自动生化分析仪测定血清中的下列指标：血浆尿素氮（BUN）、谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、碱性磷酸酶（ALP）、碱性磷酸酶（ALP）、总蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、免疫球蛋白 G（IgG）和免疫球蛋白 M（IgM）、血糖（GLU）。

1.4.4 饲料和粪便中锌的含量 采用原子吸收光谱仪进行测定。粪样采集：试验第13天早晨喂完饲料之后，等待小猪排粪，取中间段排出的粪便，置于离心管中密封，置于-20℃冰箱保存以待检测。样品的前处理：准确称取1～2 g样品（精确至0.00l g）于40 mL瓷坩埚中，先在电炉上加热至完全炭化后转入高温炉内，于550℃马弗炉中灼烧灰化处理3 h呈灰白色无碳粒，取出冷却，加入10 mL盐酸溶液（3 mol/L），在电炉上微沸10 min，趁热过滤至100 mL容量瓶中，冷却后，稀释至刻度备用。

1.5 统计分析 采用SPSS 17.0统计软件，进行方差分析，用LSD进行多重比较，P＜0.01表示差异极显著，P＜0.05表示差异显著，P＞0.05表示差异不显著，结果以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 包被纳米氧化锌对断奶仔猪生长性能及腹泻率的影响 由表2可知，与基础日粮组相比，普通氧化锌组和包被纳米氧化锌组都能提高断奶仔猪的生长性能。在整个试验期间（1～14 d），与基础日粮组相比，普通氧化锌组和包被纳米氧化锌组中仔猪ADG分别提高15.15%（P＜0.01） 和 15.15%（P ＜ 0.01）；F/G 分 别 降 低11.24%（P ＜ 0.05）和 11.83%（P ＜ 0.05）；普通氧化锌组和包被纳米氧化锌组之间ADFI、ADG和F/G差异不显著（P＞0.05）。在试验期间，没有猪只死亡现象发生。在整个试验期间（1～14 d），与基础日粮组相比，普通氧化锌组和包被纳米氧化锌组仔猪的腹泻率分别降低63.66%（P＜0.05）和 100%（P ＜ 0.01）。在试验第一阶段（1～7 d）中，与基础日粮组相比，普通氧化锌组和包被纳米氧化锌组仔猪的腹泻率分别降低71.45%（P ＜ 0.01）和 100%（P ＜ 0.01），普通氧化锌组与包被纳米氧化锌组之间的腹泻率差异不显著；在试验第二阶段 （8～14 d），与基础日粮组相比，普通氧化锌组和包被纳米氧化锌组仔猪的腹泻率分别降低50.00%（P＞0.05）和100%（P＜0.05），普通氧化锌组和包被纳米氧化锌组之间的腹泻率差异不显著（P＞0.05）。

表2 包被纳米氧化锌对断奶仔猪生长性能的影响

2.2 包被纳米氧化锌对断奶仔猪血液生化指标的影响 由表3可知，与基础日粮组相比，普通氧化锌组相对于基础日粮组的仔猪血清中的ALT和AST分别极显著提高了104.56%（P＜0.01）和显著提高了33.93%（P＜0.05）；包被纳米氧化锌组与基础日粮组仔猪血清中的ALT和AST差异不显著（P＞0.05）；包被纳米氧化锌相对于普通氧化锌组仔猪血清中ALT极显著降低了51.17%（P＜0.01）。

2.3 包被纳米氧化锌对断奶仔猪粪便中锌含量的影响 由表4可知，试验结束后，与基础日粮组相比，普通氧化锌组和包被纳米氧化锌组极显著增加了断奶仔猪粪便中的锌含量1485.16%（P＜0.01）和 53.25%（P ＜ 0.01）；与氧化锌组相比，包被纳米氧化锌组断奶仔猪粪便中锌含量极显著降低了 90.33%（P＜0.01）。

表3 包被纳米氧化锌对断奶仔猪血液生化指标的影响

表4 包被纳米氧化锌对断奶仔猪粪便（干物质）中锌含量的影响mg/kg

3 讨论

3.1 包被纳米氧化锌对断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响 断奶仔猪刚刚脱离奶水，肠道发育不够完善，对营养物质的消化吸收率不高，且由此产生较高的腹泻率。而仔猪对营养物质的吸收和腹泻率的高低与仔猪的生长效率密切相关。张文丽（2011）发现，在早期断奶仔猪饲粮中添加高锌，可以提高仔猪的采食量；李彦峰等（2002）的研究表明，添加0.5%的纳米氧化锌对大肠杆菌的抑制效率达98.8%。本试验结果表明，与基础日粮组相比，包被纳米氧化锌组断奶仔猪的日增重显著提高，且氧化锌组和包被纳米氧化锌组之间差异不显著；包被纳米氧化锌组仔猪腹泻率极显著降低且效果优于普通氧化锌组。而包被纳米氧化锌的添加量低于之前报道中纳米氧化锌（150～450 mg/kg）（Wang 等，2017）以及包被氧化锌（2400 mg/kg）的添加量（朱宇旌等，2015）。原因可能是包被纳米氧化锌避免了胃酸的分解作用，从而能保证纳米氧化锌能够顺利到达肠道并发挥其功效，提高了纳米氧化锌的利用效率。纳米氧化锌作为一种纳米金属氧化物，对食品污染菌具有杀死、抑制的作用，并且其表面原子数量远高于普通氧化锌，具有较高的表面能、极强的电子得失能力和氧化还原性。本试验的研究结果表明，日粮中添加包被纳米氧化锌能够显著提高仔猪生长性能并且极显著降低断奶仔猪的腹泻率，且与添加高锌的日粮差异不显著，可以达到替换高剂量氧化锌的目的。

3.2 包被纳米氧化锌对断奶仔猪血液生化指标的影响 本试验结果表明，普通氧化锌组极显著的提高了仔猪血清中谷丙转氨酶的浓度，这与王彬等（2016）的研究相似。动物体肝细胞内ALT的浓度比血清高1000～3000倍，肝细胞坏死时，大量ALT释放入血中。只要有1%的肝细胞坏死，血液中ALT活性将提高一倍，因此血清中ALT含量的高低是反映动物肝脏功能好坏的重要指标。本试验观察到，普通氧化锌组仔猪血液中ALT的含量极显著高于基础日粮组，超出基础日粮组一倍，因此判定高剂量的氧化锌造成可仔猪的肝细胞坏死，损伤了普通氧化锌组中猪的肝脏。而包被纳米氧化锌组中的仔猪血清中的ALT和基础日粮组之间差异不显著。因此在日粮中用包被纳米氧化锌替代高锌，可以降低高锌对仔猪肝脏的损伤。AST主要分布在心肌，其次是肝脏、骨骼肌和肾脏等组织中。正常时血清中的AST含量较低，但相应细胞受损时，细胞膜通透性增加，胞浆内的AST释放入血，故其血清浓度升高（黄超等，2017）。本试验中，普通氧化锌组中的AST含量显著高于基础日粮组，而包被纳米氧化锌组与基础日粮组的仔猪血清中AST含量差异不显著。因此认为用包被纳米氧化锌替代普通氧化锌，可以降低高锌对仔猪内脏细胞的损伤。

3.3 包被纳米氧化锌对断奶仔猪饲料与粪便中锌含量的影响 在饲料中添加高剂量的氧化锌一直是用来解决仔猪腹泻的主要方案。但是氧化锌过高的添加量并不能对仔猪的生产性能产生线性的影响，反而会造成极大的资源浪费。因此，在不影响仔猪生长性能的情况下降低饲料中的锌含量对资源的利用有着不可忽视的作用。本试验中，普通氧化锌组日粮锌含量极显著高于基础日粮组且高达16倍之多，而包被纳米氧化锌组日粮的锌含量与基础日粮组差异不显著。因此，可以判定利用包被纳米氧化锌代替普通氧化锌，可以极显著的减少锌资源的浪费。高锌日粮所带来的环境污染问题日益受到关注 （郭传珍等，2014）。辜玉红等（2004）发现，饲喂高锌日粮的仔猪粪便中锌的含量为饲喂基础日粮组的33倍。这与本试验中，饲喂高锌日粮14 d后，普通氧化锌组粪便中锌含量是基础日粮组粪便中锌含量的15.85倍的结果相符。动物体内虽然存在对锌离子有一定得吸收作用锌受MT（一种金属硫蛋白，作为锌的临时贮存蛋白，影响着锌的吸收），但MT的含量有限（Greene等，1998），剩下大部分未被吸收的锌最终以粪便的形式排出体外，从而对环境造成污染。该问题是现今饲料中添加氧化锌类型产品从而降低仔猪腹泻率的主要副产物。本试验结果表明，包被纳米氧化锌组仔猪粪便中锌的含量虽然极显著高于基础日粮组，但是其只有普通氧化锌组的9.67%，并且能够达到普通氧化锌组的饲养效果，所以用包被纳米氧化锌替代高剂量普通氧化锌可以大幅度降低粪便中锌的排泄量，减轻高浓度锌造成的环境污染压力。

4 结论

本试验添加包被纳米氧化锌产品到仔猪日粮中（Zn含量100 mg/kg），能够显著提高断奶仔猪的生长性能、降低腹泻率，且与添加2500 mg/kg普通氧化锌的饲养效果无显著差异。比起普通氧化锌（Zn含量2500 mg/kg），该产品不仅能够减少高锌日粮对猪肝脏造成的损伤，并且能够有效节约矿产资源，大大降低高剂量锌对土壤环境造成的污染。