APP下载

断奶仔猪饲粮中高剂量氧化锌减量替代的研究进展

2024-05-01李学进郭守立郭茹静张雄伟周财源

饲料工业 2024年6期
关键词:氧化锌饲粮断奶

■ 杨 涛 禚 梅 李学进 郭守立 郭茹静 张雄伟 周财源

(新疆天康饲料有限公司,新疆 乌鲁木齐 830011)

断奶仔猪腹泻是当前生猪养殖业所面临的普遍问题,往往会给生猪养殖业造成严重的经济损失,如何减少断奶仔猪腹泻,改善仔猪生长迟缓是当前养猪业关注的焦点。抗生素的出现在很大程度上缓解了断奶仔猪腹泻这一现象,但抗生素长期使用会带来诸多问题,如抗生素药物残留、细菌产生耐药性和环境污染等,导致抗生素的使用受到很大的局限。欧盟委员会在2006 年颁布法令,禁止抗生素作为饲料添加剂在饲粮中使用,我国也于2020 年7 月1 日起,全面禁止具有促生长作用类的抗生素作为饲料添加剂在饲粮中使用(中药类除外)[1],寻找抗生素替代品成为当务之急。1989年Poulsen[2]首次提出,在断奶仔猪饲粮使用药理剂量的氧化锌(2 500~4 000 mg/kg)可有效降低仔猪断奶后腹泻的发生,随后许多学者开展了一系列研究,证实药理剂量的氧化锌可有效改善断奶仔猪腹泻[3-5]。但饲用高剂量的氧化锌也伴随着一定风险,如仔猪毒性效应、细菌产生耐药性、环境污染和增加重金属耐受基因的传播等[6]。欧盟于2022年6月26 日起,禁止氧化锌在饲料中的添加,我国农业农村部第2625 号公告规定,进一步下调仔猪饲粮中锌的含量,要求仔猪配合饲料中锌元素的最高限量为110 mg/kg,在仔猪断奶后前两周,允许在此基础上使用氧化锌或碱式氯化锌至1 600 mg/kg(以锌元素计)[7]。因此,亟需寻找一种高剂量氧化锌减量替代方案。文章综述了高剂量氧化锌在断奶仔猪饲粮中实际应用效果和主要可能作用机制以及高剂量氧化锌减量替代方案,以期为后续氧化锌减量使用和替代提供理论指导。

1 高剂量氧化锌在断奶仔猪饲粮中的应用效果

1.1 缓解断奶仔猪腹泻

仔猪断奶后要面临多种变化,这包括与母猪的隔开、同窝仔猪的分开以及不熟悉的同群仔猪接触,同时也伴随着腹泻的风险[8-9]。在商业化生产条件下,仔猪一般在3~4 周龄断奶,进一步加重了仔猪断奶后应激。1989年丹麦科学家Poulsen[2]提出,断奶仔猪饲粮中使用药理剂量的氧化锌(2 500~4 000 mg/kg)可以有效预防断奶仔猪腹泻、提高仔猪生长性能后,紧接着大量研究也证实,饲粮中添加2 000~4 000 mg/kg氧化锌可有效防止仔猪断奶后腹泻的发生[10-12]。断奶仔猪饲粮中使用高剂量氧化锌已成为生猪养殖业用来控制断奶仔猪腹泻、促进断奶仔猪生长的一种普遍策略。

1.2 促进断奶仔猪生长

锌(Zn)作为动物营养中最重要的微量元素之一,它在调节机体蛋白质代谢、维持细胞膜完整和参与细胞增殖与分化发挥着重要的作用[13-14]。当锌元素缺乏时,动物往往会表现出生长迟缓、采食量下降、饲料转化效率降低和皮肤并发症[15]。Hahn等[16]研究发现,在断奶仔猪饲粮中添加3 000 mg/kg 的氧化锌,使仔猪血浆中锌水平维持在1.5~3.0 mg/L,可获得最佳的仔猪日增重。Wang 等[17]研究发现,在仔猪饲粮中添加3 000 mg/kg 氧化锌,显著提高了仔猪的平均日增重和平均日采食量,这主要通过提高仔猪血清中胰岛素生长因子-1(Insulin growth factor, IGF-1)、肝脏金属硫蛋白(Metallothionein, MT)和铜-锌超氧化物歧化酶(Copper-zinc superoxide dismutase, Cu, Zn-SOD)水平来实现。此外,仔猪生长性能的改善还可能与氧化锌在调节仔猪肠道微生物菌群组成、改善仔猪肠道形态结构和提高仔猪机体免疫力有关[18]。

2 高剂量氧化锌发挥效用的主要机制

氧化锌在控制断奶仔猪腹泻和提高仔猪生长性能方面发挥着重要的作用,但发挥效用主要机制目前仍不是十分清楚,氧化锌发挥效用的机理总结归纳如下。

2.1 促进营养物质消化吸收

仔猪断奶后会面临多种应激,其中最主要的是饲粮从母乳过渡到以固体为主的颗粒饲料,同时,仔猪经历了母猪的隔开、仔猪混群等应激,这些应激导致仔猪在断奶后的前几天体重显著下降,尤其是对早期断奶仔猪而言,这种现象尤为明显[19]。仔猪胃肠道中消化酶的种类和数量以及肠道形态结构能够反映仔猪对营养物质消化吸收的能力[20]。Hedemann 等[21]研究发现,早期断奶的仔猪肠道内多种酶的活性显著降低,在断奶后第9 天才能达到与断奶前相同的水平,此外,早期断奶降低了仔猪小肠绒毛高度和增加了隐窝深度。Li 等[22]研究发现,在断奶仔猪饲粮添加3 000 mg/kg 的氧化锌,显著提高了仔猪小肠绒毛的高度和宽度,有提高黏膜厚度的趋势,同时也降低了小肠隐窝的深度。Hedemann 等[23]进一步发现,仔猪饲粮中添加2 500 mg/kg 氧化锌,提高了仔猪胰腺组织中羧肽酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性,从而保证更高的营养物质消化率。Wijtten 等[24]总结得出,断奶仔猪肠腔内营养不足,会导致仔猪肠道功能发生紊乱,从而降低仔猪生长性能。氧化锌发挥促生长作用机制可能与通过改善仔猪肠道形态结构,提高仔猪肠道中消化酶的种类和数量以及增强肠道消化吸收能力有关。

2.2 提高仔猪采食量

仔猪断奶后,采食量明显下降,直至断奶后的第2 周,采食量才能达到与断奶前的水平。断奶后仔猪采食量或肠腔营养不足是导致仔猪发生腹泻的主要原因,所以提高仔猪断奶后的采食量是降低仔猪腹泻和生长抑制主要措施。Yin 等[25]研究发现,在断奶仔猪饲粮中添加2 000 mg/kg 氧化锌,提高了仔猪的采食量,同时也提高了仔猪血浆中胃饥饿素(Ghrelin)、IGF-1、胆囊收缩素(Cholecystokinin,CCK)的水平。Ghrelin是由胃底腺分泌的一类生长激素,其主要作用是促进肝脏和胃肠道分泌IGF-1 和CCK,从而促进肌肉蛋白质合成、细胞增殖和提高动物采食量[26-27]。

2.3 增强仔猪肠道屏障功能

肠道屏障能够防止外源有毒有害物质通过肠黏膜吸收进入到动物体内[28],根据其功能和结构性不同,可分为微生物屏障、化学屏障、机械屏障和免疫屏障,仔猪断奶后,由于仔猪肠道形态结构和功能会发生一系列变化,如肠道通透性增加,使得仔猪感染腹泻的风险增加[29]。已有研究表明,断奶应激会造成肠道组织DNA 的氧化损失、肠道抗氧化酶基因表达下调和肠道屏障功能受损[24,30]。作为构筑肠道机械屏障最重要的紧密连接蛋白1(Zonula occludens protein-1, ZO-1)和闭合蛋白(Occludin),其表达量与肠道屏障功能密切相关[31-32]。Zhang 等[32]研究发现,在断奶仔猪饲粮添加2 000 mg/kg 的氧化锌或碱式氯化锌,显著提高了仔猪平均日采食量和平均日增重,并降低了仔猪饲料转化效率和粪便指数;同时也发现饲粮中添加碱式氯化锌显著降低了仔猪尿液中乳果糖与甘露醇的比值(L/M),而饲粮中添加氧化锌有降低L/M 的趋势;此外,试验检测了仔猪回肠黏膜中Occludin 和ZO-1 的表达量,研究发现,不论是饲粮中添加氧化锌还是碱式氯化锌均能显著提高这两种蛋白的表达量。Shen等[18]也得出相似的结论。

2.4 增强机体免疫力

细胞因子在细胞介导的免疫反应中发挥着不可替代的作用,它可直接或间接参与免疫炎症应答反应。仔猪断奶后由于受到饲粮和环境等多方面的影响,常常会导致仔猪肠道炎症因子上调和抗炎因子下调[33]。在以仔猪肠道上皮细胞IPEC J2为体外研究模型中,感染大肠杆菌F4(E.coliF4),发现氧化锌可显著下调几种促炎因子表达和提高了抗炎因子TGF-β表达,与此同时,也显著下调了相关先天免疫基因的表达[34-35]。夏添[36]研究发现,在断奶仔猪饲粮中添加2 000 mg/kg 氧化锌、1 800 mg/kg 碱式氯化锌或600 mg/kg 纳米氧化锌均能够显著降低仔猪断奶后第14 天回肠组织中促炎因子干扰素-γ(Interferongamma, IFN-γ)、白介素-1β(Interleukin-1 beta, IL-1β)、白介素-6(Interleukin-6, IL-6)和肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-alpha, TNF-α)的表达,同时也发现,氧化锌和碱式氯化锌处理组均显著降低了仔猪回肠组织中活化细胞的核因子κ-轻链增强子(Nuclea factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells, NF-κB)mRNA 的表达。Ou 等[3]研究表明,在断奶仔猪饲粮添加药用剂量的氧化锌,可抑制肠黏膜中肥大细胞的成熟和增殖,这主要是通过减少小肠中干细胞因子的表达来实现,同时也发现,药用剂量的氧化锌还可以减少组胺的释放,而组胺是导致仔猪腹泻的关键分子,也是炎症状态发生的主要因素之一。

2.5 改善肠道菌群结构

刚断奶的仔猪小肠微生物不稳定,由于饲粮突然转变,导致仔猪胃肠道中微生物的种类和数量发生明显变化[25]。Starke 等[37]研究表明,在饲粮中添加高剂量的氧化锌,可降低仔猪肠道食糜中大肠杆菌和乳酸菌的数量,同时也降低了乳酸的产量。在另一项研究中发现,高锌饲粮增加了仔猪肠道中屎肠球菌和大肠杆菌的数量,但是降低了乳酸菌的数量[38]。氧化锌发挥抗菌的活性并不是抑制致病的革兰氏阴性菌,而是革兰氏阳性菌[39]。Roselli 等[34]在一项体外研究中,证实了氧化锌对大肠杆菌K88(E.coliK88)直接抑菌活性有限,但是可以保护肠上皮细胞免受E.coliK88 诱导损伤。同时也进一步证明,氧化锌可以抑制细菌对细胞的黏附,从而防止肠道屏障功能被破坏,降低断奶仔猪腹泻的发生。

2.6 提高机体抗氧化能力

锌元素不仅是动物体内必需的一种微量元素,而且还是很多金属酶的重要组成成分。它在提高动物抗氧化功能上发挥着重要作用。Zhu 等[40]研究表明,在断奶仔猪饲粮添加3 000 mg/kg 氧化锌不仅能显著提高仔猪肠道组织中总超氧化物歧化酶(T-SOD)的活性,而且可以显著降低了丙二醛(MDA)含量。而MDA 是脂质过氧化反应和氧化损伤的重要评估指标[41]。同时锌也是MT表达的必需离子,而MT能结合体内自由基,所以MT 能够保护机体细胞免受氧化性的自由基损伤[17,42-43]。夏添[36]研究表明,在断奶仔猪饲粮中添加600 mg/kg 纳米氧化锌或2 000 mg/kg 氧化锌,均能显著提高仔猪肝脏中SOD和MT水平,并降低肝脏中MDA的含量。

3 使用高剂量氧化锌带来的风险

由于高剂量的氧化锌在控制仔猪腹泻和促进断奶仔猪生长方面作用十分显著,在抗生素禁用背景下,养猪业普遍使用高剂量的氧化锌来预防断奶仔猪腹泻。但长时间或高剂量氧化锌的添加会引起仔猪毒性效应[44-45],锌在仔猪肾脏、肝脏和胰腺组织中积累过多,会导致锌超载[45-47]。由于氧化锌的生物学效价较低,导致仔猪摄入的锌绝大部分不能被利用,而是随着粪便排出体外,这导致土壤和水资源会受到污染[48]。欧盟于2022年6月26日起,禁止氧化锌在饲料中的使用,导致欧盟禁止使用氧化锌的主要原因是高剂量氧化锌对环境造成的污染比预防断奶仔猪腹泻有更大的风险。由于土壤中锌元素过度沉积会结合土壤中的铁元素,导致植物铁元素缺乏,最终植物不能合成足够的叶绿素,导致植物变得灰白,作物减产。此外,一些研究证实在仔猪饲粮中添加氧化锌会增加细菌耐药基因的表达和传播[49]。Slifierz 等[50]研究表明,使用治疗剂量的氧化锌增加了断奶仔猪耐甲氧金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)耐药性和患病率,这可能由于锌和甲氧西林抗性基因共存导致。同时添加高剂量氧化锌的仔猪倾向于选择更具金属耐受性的E.coli菌株,如携带czrC基因的菌株,从而破坏锌的潜在抗菌活性[51-52]。有研究表明,氧化锌仅能轻微或短暂地改善仔猪后肠道菌群结构,但是有些研究也表明,氧化锌可以显著改善肠道微生物的种类和数量[53]。Pieper 等[54]研究表明,在断奶仔猪饲粮中添加药用剂量的氧化锌,增加了仔猪回肠中肠杆菌科的数量,但对乳酸菌的数量没有影响,且回肠中微生物的组成和数量与饲粮中氧化锌水平存在剂量效应。鉴于高锌带来的一系列风险,迫切需要一种饲粮中高剂量氧化锌减量替代策略来预防断奶仔猪腹泻。

4 高剂量氧化锌替代策略

4.1 包膜氧化锌

包膜氧化锌通常是指使用脂肪材质对氧化锌进行包膜处理,包膜的氧化锌可避免被仔猪胃酸中和成锌离子,从而在肠道内以氧化锌分子形式释放并发挥作用。许多研究表明,低剂量的包膜氧化锌在预防仔猪腹泻方面能够与高剂量的氧化锌达到同样效果。王超[55]研究发现,在断奶仔猪饲粮中添加1 500 mg/kg包膜氧化锌,能够显著降低仔猪腹泻率,同时与添加3 000 mg/kg 普通氧化锌相比,抗腹泻效果无显著性差异,并且低剂量的包膜氧化锌显著降低了仔猪粪便中锌的残留量。Shen等[18]研究表明,使用低剂量包被氧化锌(380 mg/kg 或570 mg/kg)显著降低了断奶仔猪腹泻指数,同时提高了仔猪十二指肠中绒毛高度和绒/隐(V/C)值,并上调IGF-1、ZO-1、Occludin、IL-10和TGF-β相关因子的表达。但也有研究发现,使用脂肪包被的氧化锌对仔猪腹泻率和生长性能并无显著影响[56]。导致出现这种差异的原因可能是包膜氧化锌使用的包被材质不同,目前,市场上大部分包材都是使用脂肪,而对于断奶仔猪来讲,后肠道中脂肪酶的活性很低,可能会影响到氧化锌的释放[57]。有学者研究表明,在断奶仔猪饲粮中添加3 000 mg/kg 包膜氧化锌可在小肠中逐步释放氧化锌,在仔猪采食4 h后,空肠和回肠中氧化锌的释放量分别达到89.34%和86.33%,该试验中包膜使用的材质主要为长链米糠油、硬脂酸和羧甲基纤维钠等组成,这些材质很容易被仔猪肠道内多种酶降解[55]。所以,在实际应用的过程中,使用包膜氧化锌出现不同的效果差异,很大程度上与包被材质有关。

4.2 多孔氧化锌

多孔氧化锌作为一种新型氧化锌,由于具有独特的物理性质,如高纯度、高比表面积、特定的粒径和优良的流动性等,使得在抑菌效果层面比普通氧化锌有更好的效果。Cardoso 等[58]评估了多种氧化锌产品,与普通氧化锌相比,发现多孔氧化锌聚集体具有特殊的海绵状内部结构;此外,多孔氧化锌产品具有更高的比表面积,比常规氧化锌高15~20 倍,这使得其与微生物有更大的接触面积。Yamamoto[59]研究表明,氧化锌的抗菌活性与氧化锌粒径、比表面积和粉末浓度存在一定的正向关系,粒径越小、比表面积和粉末浓度越大,其抗菌活性越强。Vahjen 等[60]在体外研究中发现,与普通氧化锌相比,多孔氧化锌在抑菌方面更迅速,效果更好。有众多研究表明,使用低剂量的多孔氧化锌可显著提高仔猪平均日增重,降低料重比,并降低仔猪腹泻率[61-63]。此外,仔猪饲粮中添加低剂量的多孔氧化锌,可改善仔猪肠道形态结构和调节肠道微生物的组成,保障肠道黏膜屏障功能的完整性[63]。由于多孔氧化锌产品价格昂贵,所以在养殖生产中未普遍应用。此外,虽然有许多研究证实低剂量的多孔氧化锌可替代普通氧化锌,但是多孔氧化锌发挥效用的机制仍不是很清楚,需要更多的研究来证实。

4.3 纳米氧化锌

纳米氧化锌外观呈白色或微黄色,粒径为1~100 nm[64]。由于纳米氧化锌颗粒粒径小,这使得它在单位质量的颗粒数量和比表面积更大,从而表现出更好的化学稳定性和反应活性[65-66]。此外,纳米氧化锌表现出对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌和李斯特菌等致病菌具有很强的抗菌活性[67]。其作用机制与纳米氧化锌可渗透细菌细胞膜,引起细胞氧化损伤和脂质过氧化有关[68]。Pei 等[69]研究表明,在断奶仔猪日粮中添加450 mg/kg 纳米氧化锌,显著提高了仔猪平均日采食量、平均日增重和十二指肠、空肠的绒/隐比值,与添加3 000 mg/kg 普通氧化锌效果类似,并显著降低了粪样中锌的含量。此外,饲粮中添加纳米氧化锌能够显著降低仔猪血浆中二胺氧化酶(Diamine oxidase, DAO)的活性和肝脏、胫骨和粪样中锌的残留量,并提高回肠黏膜中ZO-1的表达,从而增强肠道屏障保护功能[70]。这些结果都表明,纳米氧化锌可作为高剂量氧化锌替代的一种策略。但是纳米氧化锌具有毒性效应,在人的研究中,证实了纳米氧化锌会使细胞产生活性氧,导致细胞内氧化应激、细胞膜渗透和引起线粒体膜电位下降,同时活化半胱氨酸蛋白酶-3(Cysteinyl aspartate specific proteinase-3,caspases3)和半胱氨酸蛋白酶-9(Cysteinyl aspartate specific proteinase-9,caspases9),诱导细胞凋亡[71]。除此之外,很多研究中纳米氧化锌的添加剂量远超欧盟规定仔猪饲粮中锌的上限(150 mg/kg Zn),至今都未被欧洲食品安全(EFSA)批准用于动物饲料添加剂中[72]。

5 高剂量氧化锌减量策略

5.1 低蛋白饲粮

仔猪断奶后受到最严重的应激是饲粮由母乳转换为以固体为主的谷物颗粒饲料,同时仔猪胃酸分泌能力有限,导致饲粮中较高水平的蛋白质难以被消化[25,73]。有研究表明,饲粮中蛋白源和蛋白水平是仔猪发生腹泻主要原因[74]。由于未被消化的蛋白质进入仔猪肠道,被后肠中的微生物发酵所利用(如致病性大肠杆菌过度生长),同时发酵过程中产生的有毒物质(如生物胺)[75-76],会进一步加重仔猪的腹泻。Nyachoti等[77]研究表明,通过降低饲粮蛋白水平,平衡氨基酸,减少进入仔猪后肠道蛋白质数量,可降低有毒代谢产物(生物胺)数量,维持仔猪肠道健康。Lynegaard 等[78]研究表明,在仔猪6~15 kg 阶段,低蛋白处理组(CP:16%)较对照组(CP:20%)仔猪腹泻治疗比例降低了30%,同时也发现,低蛋白处理组的仔猪生长性能有所降低。Wan 等[79]研究发现,通过降低断奶仔猪饲粮蛋白水平(CP:20%到15.5%),降低了回肠黏膜中促炎因子IL-1、TNF-α、IL-2、IL-6的表达水平,并提高抗炎因子IL-10和IL-13因子的表达,推测这可能由于摄入抗营养因子和抗原减少有关。然而,在实际生产观察到,当使用低蛋白饲粮来替代高剂量氧化锌策略时,通常仔猪的生长性能会下降[80]。在后期可通过提高饲粮中蛋白水平弥补上个阶段生长性能损失,同时在前期可以通过一些管理上的改进和营养策略上调整来避免仔猪生长性能的降低,如补充必需氨基酸和平衡支链氨基酸[78-79,81-82]。

5.2 不可溶性纤维

有学者建议在断奶仔猪饲粮中添加不可溶性纤维,可以减少仔猪断奶后腹泻的发生。研究发现,在断奶仔猪饲粮中添加小麦麸,可通过调整肠道菌群组成和活性,增加肠道短链脂肪酸含量,促进仔猪肠道健康,从而降低仔猪腹泻[83]。Fernandes 等[84]研究表明,饲粮中使用低剂量的氧化锌(500~800 mg/kg)和纤维组合方案,与添加高剂量氧化锌(2 500 mg/kg)方案相比,试验末期仔猪生长效果一致。González-Ortiz等[85]以猪肠上皮细胞IPEC-J2 为体外研究模型,将不同纤维来源的成分与IPEC-J2 在培养基中共同孵育,研究E.coliK88 对IPEC-J2 黏附的影响,结果发现,添加酪蛋白糖肽、刺槐豆、胞外多糖和小麦麸的处理组,显著降低了E.coliK88 对IPEC-J2 的黏附,提示这些纤维来源可作为断奶仔猪饲粮中有效候选物。对于不溶性纤维缓解断奶仔猪腹泻的可能机制主要有2种,一是不溶性纤维可降低致病菌尤其是E.coliK88对仔猪肠道上皮细胞的黏附,防止细胞损伤;二是不溶性纤维可加快仔猪肠道中未被消化的食糜排空,降低有毒代谢产物如生物胺对肠道上皮细胞的刺激,从而降低断奶仔猪腹泻[86]。

5.3 有机酸

由于断奶仔猪胃酸分泌能力较弱,这使得仔猪对以谷物为主的颗粒饲料消化能力有限,同时,饲粮中使用石粉等高系酸力的原料,提高了饲粮的系酸力,从而进一步降低了仔猪对饲粮中营养物质的消化率,增加仔猪腹泻的风险。有机酸作为一种常用于断奶仔猪饲粮中的酸化剂,在降低肠道pH、增加内源酶的分泌和提高营养物质消化率等方面发挥着非常重要的作用[87-88]。研究表明,在断奶饲粮中添加乳酸、丙酸、柠檬酸和辛酸等几类有机酸,可以减少仔猪肠道大肠杆菌的定植,同时具有调节机体免疫和提高营养物质消化吸收能力,从而降低仔猪腹泻[89-93]。旷义文[94]对比了饲粮中添加复合有机酸(34%甲酸、16%乳酸、7%柠檬酸和13%中链脂肪酸)替代氧化锌对仔猪生长性能的影响,结果表明:饲粮中添加复合有机酸替代氧化锌,可促进空肠氨基酸相关载体3(Excitatory amino acid transporter 3,EAAT3)和过氧化氢酶2(Catalase,CAT2)的表达,从而提高仔猪对饲粮中氨基酸消化率,此外,复合有机酸可以提高仔猪肠道中乳酸菌数量,并调节肠道免疫基因的表达,从而提高仔猪血浆抗体水平,增强仔猪免疫力。Tsiloyiannis 等[93]研究了6 种有机酸对断奶仔猪腹泻的影响,结果表明,所有有机酸处理组都能够降低断奶仔猪腹泻率和腹泻程度,其中乳酸在控制断奶仔猪腹泻中效果最好。

5.4 益生菌

仔猪断奶后会受到多重应激(生理、心理、饲粮和环境等),这些应激均可引起仔猪肠道菌群失衡,诱发仔猪腹泻。益生菌在调整仔猪肠道菌群平衡,刺激肠道免疫反应和提高营养物质消化吸收能力方面发挥着重要作用。Giang 等[95]研究发现,在断奶仔猪饲粮中添加600 mg/kg 复合菌制剂(屎肠球菌、嗜酸乳杆菌和戊糖片球菌),显著提高了仔猪的平均日采食量、平均日增重和饲料转化效率,并降低了仔猪断奶后前两周的腹泻率。王腾浩[96]研究表明,在断奶仔猪饲粮中添加108CFU/kg 丁酸梭菌ZJU-F1 及复合菌制剂(109CFU/kg 地衣芽孢杆菌+108CFU/kg 丁酸梭菌)均能显著提高仔猪平均日增重,降低料重比和仔猪腹泻率,提示丁酸梭菌ZJU-F1 及其复合菌制剂可以较好地替代饲粮中抗生素并降低氧化锌的添加剂量;其作用机制是丁酸梭菌利用菌体本身及其分泌的抗菌肽和丁酸来保护仔猪肠道功能,改善仔猪因断奶引起的肠道损伤和机体炎症,增加机体免疫力。

5.5 葡萄糖氧化酶

仔猪断奶后其胃酸分泌能力减弱,酶活发育受阻,其中消化酶系的种类、数量以及肠道形态结构能够在一定程度上反映仔猪对各种养分的消化能力[20]。在断奶仔猪饲粮中添加一定比例的酶制剂,可有效缓解由于仔猪断奶肠道发育不成熟和断奶饲粮的改变引起的肠道应激。葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase,GOD)作为一种需氧脱氢酶,在1999 年,就已经被纳入我国允许使用的饲料添加剂目录中[97]。其中主要作用是GOD 的催化反应,它可利用底物葡萄糖,能够清除动物肠道内分子氧,产生具有杀菌作用的过氧化氢[98];除此之外,GOD 能专一地氧化β-D-葡萄糖生成葡萄糖酸,葡萄糖酸是一种有机弱酸,可作为益生元改变肠道菌群组成,其中发酵后的产物如乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸可进一步降低肠道pH[99]。杨久仙等[100]研究发现,在断奶仔猪饲粮添加0.1%~0.2%的GOD,能够降低断奶仔猪胃肠道pH,提高十二指肠的绒毛高度和绒/隐值,并提高仔猪对营养物质的消化率,从而提高仔猪生产性能。陈成[101]比较了在断奶仔猪饲粮中添加30 mg/kg活性为1 000 U/g的GOD 与3 000 mg/kg 高剂量氧化锌对仔猪腹泻的影响,结果显示,饲粮中添加30 mg/kg 的GOD,显著降低了仔猪的腹泻率,且能够达到与高剂量氧化锌控制仔猪腹泻相同效果。由于GOD 在发挥效用的同时,会产生强氧化剂过氧化氢,单独高剂量的添加会使机体局部氧化应激水平升高而降低有益效果[98],所以在实际应用过程中,通常会配伍博落回散等具有抗炎作用的中草药一同使用。

5.6 水解单宁酸

单宁酸作为一类天然多酚类物质,由于其特殊的化学结构,具有收敛抗腹泻、抑菌促生长和抗氧化、缓解应激等作用[102]。根据来源和性质不同,可分为缩合单宁酸和水解单宁酸,相比于缩合单宁酸,水解单宁酸在同等质量情况下,生物活性更高、收敛性更强。在2016 年12 月14 日欧盟委员会颁布了实施条例,水解单宁酸可作为饲料添加剂在所有畜种中使用。Liu等[103]比较了断奶仔猪饲粮中添加水解单宁酸和高剂量氧化锌对断奶仔猪生长性能、肠道形态结构和腹泻率等指标的影响,结果显示:水解单宁酸可降低断奶仔猪腹泻率,其中水解单宁酸与氧化锌联用时,表现出协同效应。Song 等[104]研究表明,在断奶仔猪饲粮中添加五倍子水解单宁酸,显著降低了仔猪腹泻率和腹泻指数,并提高空肠中ZO-1、ZO-2和Claudin-2表达量,改善了仔猪肠道健康,建议添加量为0.1%~0.2%。

6 小结与展望

尽管饲粮中添加高剂量的氧化锌来预防断奶仔猪腹泻仍然是目前最为有效的策略之一,但是高剂量氧化锌的添加带来了诸多问题,如环境污染、细菌耐药性传播等。但高剂量氧化锌发挥效用的机制目前仍然不是很清楚,这也为高剂量氧化锌替代带来了很多困难。研究表明,不同单一饲料添加剂可在一定程度上缓解断奶仔猪腹泻,但是与高剂量氧化锌的应用效果还存在一定差异。寻找一种可行的高剂量氧化锌减量替代策略需要从氧化锌的形式、不同添加剂组合、饲粮配方结构调整以及生产管理水平加强等多方面同时进行,才能有效减少高剂量氧化锌的使用。

猜你喜欢

氧化锌饲粮断奶
仔猪断奶后消瘦应采取哪些措施增肥
饲粮粗蛋白质水平对肉鸡消化酶活性及能量、蛋白质代谢的影响
提高仔猪断奶窝重的方法
仔猪断奶前阉割好处多
不同物理有效纤维水平饲粮制粒对山羊养分表观消化率的影响
高锌在断奶仔猪日粮上的应用研究进展
氧化锌中氯的脱除工艺
硫酸钠在蛋鸡饲粮中的安全性评价
铟掺杂调控氧化锌纳米棒长径比
氯霉素氧化锌乳膏的制备及质量标准