甘氨酸锌在动物生产中的应用研究

朱艳锦，李 芳，余 敏

（成都蜀星饲料有限公司，四川 成都 611633）

锌在动物生长发育及免疫反应中扮演着重要角色。目前动物饲料中的锌源主要为硫酸锌、氧化锌等，生物利用率极低，尤其是氧化锌，大剂量的锌元素随粪便排到体外后容易对环境造成污染。自2018 年7 月1 日起实施的中华人民共和国农业农村部第2625 号公告降低了锌在猪配合饲料中的使用限量， 如何提高锌在动物生产中的利用率，满足动物对锌的需求，成为亟待解决的问题。近年来，关于有机微量元素的研究逐渐增加，甘氨酸锌作为一种有机锌源，生物利用率高，正逐渐被应用到动物生产中。 笔者通过阐述甘氨酸锌对动物生产性能、繁殖性能、免疫能力及肠道健康的影响，探讨甘氨酸锌的最佳使用量，以期为甘氨酸锌在动物生产中的使用提供参考。

1 甘氨酸锌对生产性能的影响

甘氨酸锌为氨基酸螯合物， 成环双螯合结构稳定性更好［1］，可减少与其他金属元素如铜和钙对锌的吸收抑制， 也不易被植酸等抗营养因子干扰，同时可减少对维生素的破坏作用。锌与氨基酸等形成螯合物之后，通过肽或氨基酸的吸收机制，由小肠黏膜上皮细胞刷状缘完全吸收， 更高效节能；螯合结构具有缓释作用，能够延长在肠道中停留的时间，有益于锌的吸收，提高了锌生物利用率［2］。 另外，甘氨酸锌不仅能提供微量元素锌，还能提供部分氨基酸，具有双重营养作用，有利于提高畜禽生产性能。

1.1 日增重

日增重是畜禽生产最重要的生产性能指标之一。 大量研究表明，在日粮中添加甘氨酸锌，能够显著提高仔猪日增重［3-7］。柯轲等［8］研究发现，甘氨酸锌与甘氨酸亚铁具有协同作用， 同时使用能极显著提高仔猪日增重以及钙、磷的利用率。在生长猪阶段选择不同锌源饲养试验研究发现， 甘氨酸锌代替无机锌同样可以提高生长猪日增重［9］。 上述研究充分说明， 添加甘氨酸锌具有提高猪日增重的作用， 其作用机制可能是甘氨酸锌提高了核酸和蛋白质的合成水平， 增加了味觉素蛋白的分泌，进而提高猪采食量和日增重。 大量研究表明，甘氨酸锌在其他动物生产中也表现出促进日增重的功能。 Kwiecień 等［10］研究表明，日粮中分别添加25、50、100 mg/kg 甘氨酸锌均可有效提高肉鸡21 d 及35 d 增重； 在湘东黑山羊上的研究发现，补充甘氨酸锌60 mg/kg DM（以锌计），妊娠母羊总增重和平均日增重显著（P<0.05）增加［11］；用珍珠龙胆幼鱼作为试验动物， 在其饵料中添加适量甘氨酸锌， 增重率和特定生长率均显著高于ZnSO4组［12］；付志欢等［13］在罗非鱼上试验亦得到类似结果。 但也有一些研究认为甘氨酸锌并不能提高动物日增重，这可能与甘氨酸锌的添加量、日粮配方设计、试验持续时间、动物种类、生理状态以及甘氨酸锌质量等有关。

1.2 产蛋率及其他生产性能

锌缺乏或过量都会引起蛋鸡的代谢紊乱，严重时会出现发病甚至死亡。 从日粮中获得适量的锌，可以维持蛋鸡正常生产性能，给蛋鸡饲喂补充40 mg/kg 的甘氨酸锌，可以提高产蛋率1.85%（P＜0.05）； 在基础日粮中添加70 mg/kg 的氨基酸锌，能够生产富锌蛋，进而提高蛋品质。在湘东黑山羊上的研究发现，添加甘氨酸锌对羊奶木蜡酸、顺-11-二十烯酸、γ-亚麻酸含量显著（P<0.05）提高，说明甘氨酸锌能够提高羊奶品质。高峰等［14］的研究也证实有机锌可以提高牛奶产量及牛奶中锌含量。其作用机制可能是锌对覆盖于乳头管表层的层纤维蛋白（角蛋白）的形成是必需的，而乳头管上皮的完整性，是机体防御乳房感染的第一物理屏障［15-16］。因此，可以认为，甘氨酸锌提高了奶牛的产奶量，锌元素对其有着相当大的贡献， 而甘氨酸与锌的络合作用，弥补了无机锌不足之处，最大限度地发挥了锌的生物学效能。还有研究发现，不同水平有机硒、铜、锌对肉鸡胴体及肉品质有显著影响，最优组合为0.25 mg/kg 蛋氨酸硒＋70 mg/kg 甘氨酸锌＋60 mg/kg 甘氨酸铜，显著提高净膛率，降低腹脂率，提高肌肉品质［17］。 综上所述，甘氨酸锌等有机锌可以改善畜禽生产性能及产品品质， 但关于作用机理研究甚少，有待深入研究。

2 甘氨酸锌对免疫能力的影响

锌对畜禽免疫系统正常发育与免疫功能的维持具有重要作用， 尤其是细胞免疫的抗病原感染作用。 最新研究证实［18］，血浆锌浓度与CD4+T 淋巴细胞、CD8+T 淋巴细胞呈正相关，T 淋巴细胞免疫调节与微量元素平衡存在相关性。此外，动物体内许多锌结合蛋白例如胸腺素可促进免疫反应的进行。缺锌严重动物的免疫器官生长发育停止，尤其是胸腺发育严重受损， 严重影响胸腺素生物学活性的发挥［19］。王勇等［20］研究表明，在日粮中添加中甘氨酸锌可显著提高断奶仔猪淋巴结指数、血清免疫球蛋白IgG 和IgM 含量；添加100 和200 mg/kg甘氨酸锌可显著提高断奶仔猪血清补体C3和C4含量， 这说明甘氨酸锌有提高猪体液免疫和细胞免疫的作用。进一步研究发现，甘氨酸锌是通过调节TH1/TH2 的平衡调节免疫细胞功能［21］。 通过在肉鸡日粮中添加不同来源的锌元素， 发现甘氨酸锌可显著提高外周血T、B 淋巴细胞转化率， 降低应激反应炎症［22］。张继杰等［23］研究发现，甘氨酸锌的额外添加显著提高肉鸡免疫球蛋白（IgA、IgM、IgG）水平，但血清补体（C3和C4）以及白蛋白无显著增加。 还有研究显示［24］，肉鸡日粮中添加100 mg/kg 甘氨酸锌会提高肝脏及血清α 酸性糖蛋白（α-1-AGP）和转铁蛋白（TRF）含量；而添加硫酸锌则会引起C 反应蛋白（CRP）和血清淀粉样蛋白A（SAA）含量升高，引发炎性反应。冯江［25］研究发现，90 mg/kg 甘氨酸锌显著提高肉鸡胸腺发育。综上所述， 甘氨酸锌可能是通过促进免疫器官发育，对免疫细胞增殖、免疫调节以及延缓炎症反应等具有正向调节作用。

3 甘氨酸锌对繁殖性能的影响

锌在动物体性腺及生殖器官中含量较高，说明生殖细胞能够优先累积锌， 尤其是雄性动物精液中富含锌。锌能维持生殖器官发育，促进性腺激素的分泌，影响动物繁殖性能。 当锌缺乏时，动物性机能减退，射精量减少，精子数量下降，精子形态异常，胎儿异常和不育。 早有研究表明［26-27］，在母猪日粮中额外添加锌可显著降低死胎数， 提高初生重；鲍宏云等［28］研究表明，日粮中添加200 mg/kg 的甘氨酸锌（Zn 计44 mg/kg），可有效缩短母猪发情周期10.12%， 减少哺乳期体重损失6.93%，同时哺乳仔猪总增重和平均日增重显著提高。吴森等［29］研究表明，在小尾寒羊母羊日粮中添加90 mg/kg 甘氨酸锌可显著提高母羊平均黄体数；母羊血清黄体酮（P4）、雌二醇（E2）、游离三碘甲状腺原氨酸（FT3）的含量也有所提升，有效提高了母畜繁殖能力，促进胚胎发育。 张玲［30］研究表明，在肉种鸡日粮中添加80 mg/kg Zn-Gly（以Zn计）组效果最佳，与对照组相比提高了产蛋率、蛋重、种蛋受精率、孵化率和健雏率（P＜0.05）。 夏磊等［31］研究报道，在肉种母鸡日粮中添加80 mg/kg甘氨酸锌可有效提高后代60 日龄体重和22～60日龄的平均日增重， 且显著降低后代肉鸡22～60日龄的死亡率。 同时，给其后代肉鸡补充80 mg/kg的锌源，死亡率最低。 综上表明，甘氨酸锌不仅可以提高母畜繁殖能力， 还能在一定程度上提高后代生产性能。

4 甘氨酸锌对肠道功能的影响

肠道是动物吸收营养物质的主要场所， 同时承担机体屏障功能， 肠道健康对于动物健康来说至关重要。锌能够促进肠道上皮细胞发育，维持细胞完整性， 提升肠道免疫反应， 改善肠道屏障功能。有人研究发现，添加甘氨酸锌组十二指肠的绒毛高度显著（P＜0.05）高于对照组，其中100 mg/kg甘氨酸锌组还显著（P＜0.05）降低了空肠的隐窝深度，显著改善仔猪肠道上皮形态［20］。 日粮中添加300 mg/kg 的甘氨酸锌能够明显降低仔猪腹泻率［32］，这可能与锌有促进GLP-2 基因表达的作用有关， 促进肠道上皮细胞发育， 修复肠道损伤。Jarosz 等［33］研究发现，添加100 mg/kg 甘氨酸锌可以显著提高42 日龄肉鸡小肠IL-2、IL-4、IL-10、TGF-β、IgA 和IgG 基因的表达， 肉鸡肠道的免疫应答能力得到显著提升，提高免疫调节能力，保障Th1 和Th2 的平衡，降低肠道炎症反应。 反之添加硫酸锌则显著提高了小肠TNF-α、IL-12 和IL-17等促炎因子基因的表达， 引起小肠的炎症反应。Ma 等［34］研究发现，在肉鸡日粮中添加90 mg/kg 甘氨酸锌可显著增加42 日龄肉鸡十二指肠和空肠绒毛高度， 降低了空肠和回肠隐窝深度以及空肠肠壁厚度， 整体提高了肠道细胞的成熟度和吸收能力。 Claudin 是紧密连接蛋白的主要成分，是调节肠道通透性的关键性结构， 可以支持上皮结构的完整性， 防止病毒和病原体进入肠黏膜的固有膜结构层［35］。王振鑫等［36］研究发现，有机锌能够显著提高回肠紧密连接蛋白claudin-1 的基因表达水平（P＜0.05），进而显著提高肠道屏障功能。 在珍珠龙胆幼鱼上的实验表明， 甘氨酸锌显著提高前肠和中肠的皱襞厚度以及后肠肌层厚度， 具有促进肠道发育与健康作用。

5 不同动物对甘氨酸锌的需要量

根据2625 号公告可以查到常见养殖动物锌的推荐添加量，多数为范围值，对实际生产缺乏指导性，统计结果见表1。查阅NRC 和农业农村部制定各种动物的饲养标准可知不同动物不同阶段对锌的需求量（包括饲料原料携带所有形式的元素），但该类标准将不同动物生长阶段划分过细， 且不分元素来源，缺乏实际操作意义。

通过统计得到甘氨酸锌在实际生产中最佳添加量（见表2）。 由表2 可知，在断奶仔猪日粮中添加100 mg/kg 甘氨酸锌， 母猪则为有机+无机效果最佳。在肉仔鸡基础日粮中添加80～90 mg/kg 甘氨酸锌更为合理； 水产及反刍家畜则明显高于有关标准推荐添加量。

有些研究认为， 甘氨酸锌的生物学效价高于无机锌，有机形式的锌具有更高的吸收率，粪中残留的锌显著减少，稳定性较好，抗干扰性强。 但是到目前为止有机锌的作用机理依然是不甚清楚。从以上统计结果可以看出， 当以获得最佳生长性能、免疫功能等指标为目标时，甘氨酸锌的添加量均处于2625 号公告推荐添加中上限或上限。尽管人们从不同角度研究了甘氨酸锌对动物的促生长作用，但是各研究结果依然存在差异，还需要进一步研究。

表1 锌的推荐添加量 单位：mg/kg

表2 不同动物对甘氨酸锌的需要量 单位：mg/kg

6 结语

应用甘氨酸锌替代无机锌作为动物的锌源添加剂，可以提高生产性能、繁殖性能，增强免疫力及抗病力。 甘氨酸锌具有相当广泛的利用价值和前景。然而，关于甘氨酸锌的研究目前仍有诸多不明，有待深入研究，如甘氨酸锌在动物体内具体吸收机制及代谢状态；甘氨酸锌在体内对免疫功能、激素代谢的影响及具体的作用机制。 动物所需的微量元素并非全部以氨基酸螯合物的形式提供，因此， 今后应继续深入研究不同动物生产中的最适添加量以及作用效果和作用机制。另外，也应结合甘氨酸锌的用量， 对使用甘氨酸锌的经济效益做出可行性评价，加强推广应用。