肠溶氧化锌微球在断奶仔猪养殖中的应用研究

陈炳钿，陈 卓，刘 景，陈鑫珠,3*，卢文标，李泳宁，李宝霞，肖美添

(1.福建省农业科学院畜牧兽医研究所，福建 福州 350013；2.福建商学院工商管理学院, 福建 福州350016；3.福建省新闽科生物科技开发有限公司/博士后工作站，福建 福州 350008；4.福建深纳生物工程有限公司，福建 福州 350700；5.福建卫生职业技术学院，福建 福州 350101；6.华侨大学化工学院，福建 厦门 361021)

在集约化养殖过程中，仔猪断奶后腹泻是一个十分严重的现象，而在饲料中添加高浓度氧化锌来防止仔猪腹泻仍然是最常用的方法[1]。高浓度的氧化锌对于控制仔猪断奶腹泻具有非常好的效果，但高剂量氧化锌容易造成多方面的危害：营养吸收功能和机体免疫力下降[2]、过量的氧化锌通过粪便排到环境中[3]、高剂量氧化锌造成铜、铁吸收不利[4]，从而造成锌源的浪费和环境污染。目前，欧洲将在5年内禁止使用高剂量氧化锌[5]，我国农业部修订《饲料添加剂安全使用规范》(中华人民共和国农业部公告 第2625号)规定了仔猪(≤25 kg)配合饲料中锌元素的最高添加量为110 mg/kg，仔猪在断奶后前两周特定阶段允许锌元素最高添加量为1 600 mg/kg(以锌元素计)。因此，开发替代高剂量氧化锌的新型包被锌源产品，在减少锌排放同时又能够防止仔猪腹泻，成为研究的一个热点。本试验是以海藻胶复配其他植物籽胶为凝胶剂，氧化锌为填充物，制备一种新型肠溶氧化锌微球，研究其在断奶仔猪上的应用，以期能替代高剂量氧化锌使用并达到同样效果。

1 材料与方法

1.1 材料

氧化锌(饲料级，市售，锌含量≥76%)，肠溶氧化锌微球由华侨大学制备。

1.2 试验动物分组与管理

试验猪场为福建古田某猪场。试验期14 d。选择28日龄健康杜×长×大三元杂交断奶仔猪75头，将其随机分成5组，每组3个重复，每个重复5头。A组为基础日粮组(对照组)、B组为基础日粮+1 600 mg/kg氧化锌、C组为基础日粮+500 mg/kg 肠溶氧化锌、D组为基础日粮+1 000 mg/kg肠溶氧化锌、E组为基础日粮+1 500 mg/kg肠溶氧化锌。试验日粮组成及营养水平见表1。

1.3 检测项目

平均日采食量、平均日增重与料重比：分别于试验开始和试验结束时对各组仔猪进行空腹称重，并按重量结算饲料，计算平均日采食量、平均日增重和料重比。腹泻率%=∑(腹泻仔猪头数×腹泻天数)/(试验猪头数×试验天数)×100%。

表1 基础日粮的组成及营养水平Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets

同时，试验结束前3 d，各组随机收集3个健康仔猪排出新鲜粪便，测定粪便中大肠杆菌数量。试验结束时，各重复组抽取体重相近的仔猪1头，收取仔猪直肠内新鲜内容物，乳酸杆菌和大肠杆菌数量分别采用MRS琼脂培养基和麦康凯琼脂培养基涂布培养后计数。

1.4 统计方法

试验数据用SPSS18.0软件进行统计平均值±标准差形式表示，用单因素AVONA进行分析，Duncan氏法进行多重比较，P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 新型肠溶氧化锌微球的制备

以复合植物胶为凝胶剂，氧化锌为填充物，钾离子作为促凝剂制备混合胶液，采用滴制成型、离子交联，恒温低湿干燥等工序制备肠溶氧化锌微球。本法制备的微球直径为1.5～1.8 mm，采用双硫腙分光光度法测定，制备的肠溶氧化锌微球在模拟胃液中2 h内未检出锌离子，在模拟肠液中2 min后便可在溶液中检出锌离子，15 min后肠溶氧化锌微球全部崩解[6]。

2.2 肠溶氧化锌对断奶仔猪生长性能的影响

由表2可以看出，试验组日采食量无显著差异(P>0.05)。肠溶氧化锌组日增重显著高于氧化锌组和对照组(P<0.05)，其中添加500 mg/kg肠溶氧化锌组日增重显著提高(P<0.05)，分别比氧化锌组和对照组提高了5.40%和13.20%，但肠溶氧化锌组之间差异不显著(P>0.05)。肠溶氧化锌组料重比均显著低于氧化锌组和对照组(P<0.05)，其中添加500 mg/kg肠溶氧化锌组料重比最低，分别比氧化锌组和对照组降低了6.62%和12.96%。

表2 新型肠溶氧化锌对断奶仔猪生长性能的影响Table 2 The effects of the new enteric ZnO on the growth performance of weaned piglets

2.3 肠溶氧化锌对直肠微生物菌群数量的影响

由表3可以看出，试验组均显著提高了断奶仔猪直肠中乳酸杆菌的数量(P<0.05)，显著降低断奶仔猪直肠中大肠杆菌的数量(P<0.05)，有效改善直肠中微生物菌群结构。其中肠溶氧化锌组在乳酸杆菌数量上略高于氧化锌组(P>0.05)，肠溶氧化锌组之间差异也并不显著(P>0.05)；随着肠溶氧化锌浓度的提高，大肠杆菌数量呈下降趋势，其中1 500 mg/kg肠溶氧化锌试验组显著低于氧化锌组和对照组(P<0.05)，但肠溶氧化锌试验组之间差异不显著(P>0.05)。

表3 肠溶氧化锌对直肠微生物菌群数量的影响Table 3 The effects of the new enteric ZnO on the microbiotain the rectum of weaned piglets lg cfu/g

2.4 肠溶氧化锌对仔猪腹泻率的影响

由表4可见，试验组仔猪腹泻率均显著低于对照组(P<0.05)；肠溶氧化锌添加量达到1 500 mg/kg时，腹泻率最低为3.81%，分别比氧化锌组和对照组降低了17.17%和57.90%(P<0.05)。试验组的大肠杆菌数量也显著低于对照组(P<0.05)，其中添加1 500 mg/kg肠溶氧化锌组效果最好，其大肠杆菌数量与氧化锌组和对照组相比分别降低了20.73%和58.44%(P<0.05)。

表4 肠溶氧化锌对断奶仔猪腹泻率的影响Table 4 The effects of the new enteric ZnO on the diarrhearate and microflora of the feces in the weaned piglets

3 讨 论

目前，氧化锌已被广泛用于防止仔猪腹泻，但其抗腹泻的作用机理仍不是很清楚。彭点懿等[7]报道，高剂量氧化锌并不能直接改善仔猪的采食量、日增重和饲料转化率，而是通过维持肠粘膜通透性，防止抗原或病原物质的粘附及防止抗原物质或细菌感染所导致的细胞因子的过量表达而实现降低腹泻率，从而间接促进仔猪的生长。夏添等[8]报道，碱式氯化锌和纳米氧化锌降低仔猪断奶腹泻率是通过促进仔猪肠道发育、提高仔猪肠道抗氧化功能、抑制仔猪肠道炎症因子表达和调节仔猪肠道菌群平衡来实现。因此，虽然氧化锌抗断奶早期仔猪腹泻的作用机制不是十分清楚，但其防止断奶仔猪早期腹泻的效果已得到普遍共识。

目前，在基础日粮中高剂量氧化锌其剂量高达1 600 mg/kg，虽然规定高剂量氧化锌只能在断奶后2周使用，但依然会导致仔猪肠道损伤，且高剂量氧化锌的吸收率很低，大部分由粪便排出，造成锌源的浪费和环境污染[9-10]。因此，寻找高剂量氧化锌替代品的迫切性急剧增加。而通过缓释技术改造的包被氧化锌能够克服氧化锌在胃中的破坏作用，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氧化锌显著增加，也避免了锌源的浪费和对环境的污染[11]。目前有已经有多种锌产品被开发出来，有纳米氧化锌、多孔氧化锌、蒙脱石-氧化锌和包被氧化锌等产品[10,12-14]，其防止断奶仔猪早期腹泻的效果十分显著且用量大大降低。龙丽娜[10]在饲粮中添加多孔氧化锌(200 mg/kg或500 mg/kg)可以提高断奶仔猪的生长性能，改善血清生化指标和肠道形态结构，能够增加断奶仔猪的平均日增重和平均日采食量，降低腹泻率，可替代高剂量氧化锌使用。陈思佳[12]和陈雅湘等[15]研究发现，包合分子氧化锌和包被氧化锌添加量为300 mg/kg或600 mg/kg时仔猪生产性能效果同等于高锌组的效果；养分消化率均优于高锌组，粪便中锌的排放量也显著降低(P<0.05)。赵必迁等[16]在基础饲粮中分别添加 500 mg/kg的肠溶型氧化锌和3 000 mg/kg 的氧化锌，结果表明，肠溶型氧化锌组和普通氧化锌组都能显著提高断奶仔猪的日增重、降低料重比，极显著降低腹泻率、腹泻频率和腹泻指数(P<0.01)，且肠溶型氧化锌比普通氧化锌改善断奶仔猪生长性能的效果好。可见，在采用缓释技术改造后的包被氧化锌能达到甚至优于高剂量普通氧化锌的使用效果，且用量少。

本研究结果表明，在仔猪日粮中添加氧化锌和肠溶氧化锌都能显著提高断奶仔猪的生长性能，降低腹泻率。添加500 mg/kg肠溶氧化锌，可替代1 600 mg/kg氧化锌使用，从而减少锌用量，减轻环境污染。