饲料中添加氧化锌的利与弊

饲料中添加氧化锌是“福”是“祸” ？编者按：为了预防和控制腹泻，当前很多饲料企业在乳仔猪饲料中添加高剂量氧化锌是一种普遍行为，但是很多养殖者反应，高锌的使用虽然降低了乳仔猪腹泻率， 但也对乳仔猪的生 长和免疫机能产生了负面影响。 养殖业者对氧化锌“又爱又恨”的这种矛盾，该如何解决呢？ 今天中国饲料行业信息网有幸邀请到中国农业科学院北京畜牧兽医研究所、动物营养学国家重点实验室副研究员谢鹏先生进行专访。记者马娜：谢老师，您好！谢鹏副研究员：您好！记者马娜：谢老师，今天有幸邀请您来到中国饲料行业信息网做客，与广大饲料企业及养殖户共同探讨饲料中添加高剂量氧化锌的话题，并对大家所关注的几个问题与您交流。谢鹏副研究员：很高兴有机会和大家交流。你提出的这个问题十分重要。这是一个对养殖业发展有重大影响的问题。同时，也是养殖业必须尽快解决的十分迫切的问题。记者马娜：为了预防和控制生产中断奶仔猪腹泻问题，动物营养学家和实际生产者一直在试图寻找一种理想的解决方案。现在，高剂量的氧化锌作为一种廉价控制腹泻的手段被普 遍使用。您能简单介绍一下锌元素的研究进展和重要性吗？谢鹏副研究员：锌元素是由Porocelsus于1570年首先发现的。Todd等人于1934年首 次证明锌是高等动物营养所必需的元素。研究发现，锌是动物生命活动中必需的微量元素。生物体内锌的含量在微量元素中占第二位，而且在六大酶系中近300多种酶的活性与锌有关。它承担着20多种不同的生物功能，几乎涉及到生物体新陈代谢的各个方面。因此，锌元素是动物维持生命体正常运转的重要元素。记者马娜：谢老师，您刚才讲到锌元素是动物维持生命体正常运转的重要元素。您能简单介绍一下饲料中添加氧化锌的生理功能吗？谢鹏副研究员：首先有必要明确一下，饲料中添加氧化锌，主要是为动物提供锌元素。因此，准确的讲，我们这里谈到的应该是锌元素的生理功能。从畜牧生产角度来看， 锌的生理功能首先体现在对动物生长发育的影响。随着饲料锌水平的提高，动物日增重、采食量均提高，一般认为这与以下两方面因素有关：一方面通过增 加食欲，提高采食量和饲料消化率而促进生长；另一方面，通过提高机体免疫力，增加机体抗氧化能力，增加某些酶蛋白的合成， 促进胰岛素和胰岛素样生长因子I（ IGF- I）等的合成和分泌，加强合成代谢，从而促进机体生长。锌对幼年动物的生长发育除了通过组成各种含锌 酶以外，还能参与激素的合成及作用。因此各种动物缺锌的共同特征是生长停滞。其次，锌对维持动物中枢免疫器官 （胸腺、法氏囊）和外周免疫器官（淋巴结、脾脏、 扁桃体）的结构和功能起着重要作用。适宜的锌水平可促进免疫细胞的发育、DNA合成和细胞分化增殖。缺锌可致使淋巴细胞增殖受抑制，可以引起免疫活性细胞形态结构发生变化，以及脾、胸腺等免疫相关组织器官重量下降，胸腺素分泌减少。锌对畜禽皮肤及毛发等的生长也有影响。动物缺锌时经常表现出：被毛粗乱并伴有不同程度的脱毛，甚至脱光；皮肤的损害，在口鼻四周、后肢膝部以下尤为明显；蹄、角异 常。羔羊严重缺锌时，蹄壳脱落并裂开，角的正常环状结构消失，最终脱落。的自由基造成的过氧化作用。研究还发现，锌对畜禽骨骼，对动物大脑神经系统的发育也有影响。记者马娜：既然锌对动物这么重要，那为什么在现阶段的养殖过程中对氧化锌会出 现这么多的争议或者说是负面的影响呢？谢鹏副研究员：你提出了问题的关键点。 前面谈到的锌的生理功能是在正常的生理 需求范围内的。这是一个重要的前提条件。老子提出“物壮则老”，任何事物都不能极盛,否则必将衰败，要出问题。锌的使用上也同理。据我了解，现在乳仔猪料中氧化锌的使用达 到了 3kg/吨的水平，已经远远超出正常需求的近30倍。而且，使用的时间也比较长。这肯定会出问题。记者马娜：谢老师，您刚刚提到现在乳猪料中的氧化锌的使用达到3kg/吨，这样的水平，长时间会出现问题，据了解，2007年1月26日，国务院出台关于促进畜牧业持续健康发展的意见中，提倡饲料添加剂及兽药使用发展无公害、绿色、有机畜产品生长， 长期高锌的添加对目前养殖业现状有哪些危害呢？谢鹏副研究员：首先，是对环境的影响。我个人认为这是首要危害。因为，我们要 对后人负责。现在整个社会都在强调“可持续发展”，“环境友好”。高剂量锌的使用可以说是逆历史潮流的行为。要想了解“高锌”对环境的危害，首先要了解一下猪对锌的吸收方式。正常情况下，猪具有自动调节锌吸收和排泄来维持体内锌稳定的能力。据推测，高剂量锌刺激小肠黏膜细胞MT合成，MT通过结合锌调控日粮锌吸收，过量Zn-MT复合物不易被吸收，在小肠上皮细胞内脱落随粪便排出体外。猪体内锌的排泄主要通过肠道随胰液、肠液排出，随尿排出的锌很少，粪中的锌大部分就是来自日粮中未被吸收的外源锌。饲喂高剂量锌（3kg/吨）通过猪体内消化吸收后，排泄粪中锌可高达16 832.26mg/kg 。研究表明，饲喂高剂量锌日粮的猪每日锌排出量是饲喂基础日粮猪的33倍，如此高剂量的锌经粪便排泄入环境中，使土壤锌积累而污染环境。 据日本有关专家推测， 如果所有猪粪中的锌停留在土壤中，锌含量将在17年内超标（120mg/kg）,被污染的土地将不再具有可耕性。过量的锌经畜体排泄后，还会污染地下水，妨碍畜牧业的可持续发展。其次，高剂量锌会对猪只的生长造成不利影响。LI首先是对生长的抑制作用。 何小彳t等2008年研究发现，在仔猪断奶后35周内， 日粮中添加3000 mg/ kg氧化锌或500 mg/ kg蛋氨酸锌能显着提高断奶仔猪的体重和日增 重，改善生长性能；但长期饲喂高锌日粮，抑制断奶仔猪生长，降低日增重。类似的研究还 有一些。大家如果有兴趣可以去检索一下。另外，从实际生产中发现，高剂量锌饲喂时间稍长，猪只就会出现皮肤苍白、被毛粗乱卷曲等现象。其次，试验饲粮中添加超过正常需要量 30倍的锌（3kg/吨），由于锌与铁和铜的拮 抗作用，降低了铁和铜的吸收，导致血红蛋白含量显着下降，动物贫血，进而长期使用导致 大量猪的死亡，影响生产效益。这里，谈一点题外话。我最近简单的检索了一下，发现一个有趣的现象，就是高剂 量锌对仔猪生长性能，酶活性，血清学指标等影响的研究报告，在2008年以前基本都是正面效果，2008年后的则开始出现负面的结论。再仔细的研读这些报告，发现另外一个现象， 就是以前的研究结论基本上是建立在饲喂持续时间为3-5天的短期添加高剂量锌的动物模型上的。2009年以后的研究，开始关注持续添加高剂量锌对猪只的影响，一般的饲喂时间 10天至2周，甚至3周以上。这时的研究结论就会与短期饲喂得出的结论有很大的不同。 在实际生产中，我们对高剂量锌的使用模式是什么样的，大家都很清楚，那么在实际生产中的表现也就不用多说了。记者马娜：刚才听您说到，高剂量氧化锌既然有这些危害，为什么在饲养过程中还要这么大剂量的添加呢？谢鹏副研究员：这其实就是一个使用这么大剂量锌的目的是什么的问题了。这是饲料添加高剂量锌的症结所在。如果是为了满足生长需求，那么前人的试验表明，生长猪饲粮中锌的需要量为大概 在110-120mg/kg，肥育猪为80-90mg/kg这个范围内即可。现在饲料企业和大型养殖场对氧 化锌的添加剂量普遍在 3kg/吨，也就是3000mg/kg左右。为什么这么大剂量？用老百姓的 话说，就是大剂量的氧化锌能“把干”，能降低腹泻率。但是，体外试验表明，氧化锌无抑菌作用。体内试验证明，氧化锌对肠道内的大肠杆菌也无显着影响。拿氧化锌当收敛剂使用，这就与氧化锌的营养学功能无关了。如果能找到一种解决断奶仔猪应激性腹泻的有效方法，我相信就没有多少企业愿意在饲料中添加高剂量的锌了。记者马娜：谢老师，在现代生猪养殖模式中，早期断奶是提高经济效益的一种重要 措施。但是，由此产生的仔猪断奶应激又成为养殖业中最难解决的问题。在实际养殖生产过程中，许多养殖人员和饲料厂一直存在一种误区，认为仔猪断奶应激产生的腹泻是由大肠杆菌引起的，因而在饲料中大量的添加抗生素和氧化锌，可是效果有时并不理想，您是怎么看待这个问题的呢？谢鹏副研究员：仔猪断奶应激问题始终困扰着养殖者。对于断奶应激的发生机制，国内外的学者做过许多系统的研究。 归纳起来，仔猪肠道对饲料抗原过敏是断奶仔猪腹泻的 最终原因。其作用模式为：过敏一一肠道损伤 （包括黏膜免疫损伤）一一养分消化下降一一 腹泻一一菌群紊乱一一致病性细菌增殖、 固着，产生毒素一一肠道后端细菌分解未消化蛋白 质或氨基酸一一组胺休克一一仔猪生产性能下降，甚至死亡。从这里可以看出，腹泻和菌群紊乱之间的的因果关系。因此，在出现仔猪断奶腹泻时，武断的认为是由于大肠杆菌感染而引发腹泻，大量使用抗生素效果有时并不确定，也就不足为奇了。氧化锌的使用其实也只是为了强力抑制腹泻的症状，但对造成腹泻的原因一一肠道损伤以及养分的消化吸收机能下降并没有起到解决作用。所以说，抗生素和氧化锌的使用只是治标不治本的措施，带有一定的盲目性。记者马娜：谢老师，刚才听到您所说，高锌并不能解决乳猪的断奶应激问题，那么现在有什么解决的措施或者途径吗？谢鹏副研究员：这一直是许多研究人员在做的工作。从上面的作用模式可以看出， 断奶应激的核心是抗原性过敏损伤。这就给我们提供了 一定的思路。首先是减小或者消除饲料的抗原性。在这方面，国内外的学者做了很多的尝试，譬如膨化大豆，水解蛋白，乳清粉 等的使用。但是从目前看，这些措施效果并不特别理想，因为，这些物质的蛋白结构与乳蛋白结构相比还是太复杂了， 还是会引起仔猪肠道的抗原性过敏反应，与常规蛋白质饲料的区别可能只是反应的强弱而已。另外，这些产品的成本也是一个很重要的因素。如果不能彻底解决饲料的抗原性问题，那么解决过敏损伤可能是另一条可行的思路。这里有两个关键点： 一个是如何消除由断奶应激、过敏（炎症反应）等引发的自由基造成的氧化损伤问题。关于自由基对肠道组织的影响机制问题，我曾经在你们这里做过一个 关注看不见的损失的报告，由于时间关系，就不细说了。另一个关键点是解决损伤发生后的修 复问题。损伤的修复，意味着养分消化能力的恢复和提高，可以有效缓解腹泻的发生。对于这两点，目前也有一些研究成果。比如在饲料中添加一定剂量的维生素C,维生素E还有硒元素可以提高机体的抗氧化能力。不过遗憾的是，这些物质不具备促进黏膜细胞增 殖的能力。另外，维生素 C,维生素E在饲料中能起到抗氧化作用的添加剂量，其成本又是 个大问题。研究证实，谷氨酰胺、精氨酸、表皮生长因子、胰岛素样生长因子-1、锌等都具有促进肠道黏膜上皮细胞增殖， 修复黏膜损伤的功能， 但它们又不具备抗氧化能力。 这些物质 中除了锌，其余的大部分停留在实验室研究阶段，还没有实现产业化。如果能找到一类既具有抗氧化能力，又具有促进肠道黏膜上皮细胞增殖能力的物质，还能将其产业化，就有可能更好的解决仔猪断奶应激问题。这些年我们一直在做这方面的努力。目前，双氢化酮类化合物就值得关注。记者马娜：据了解，河南省永城市科技局发布科技富民强县（市）专项行动计划项目一一优质无公害生猪产业化开发与示范中提到使用依瑞托芬替代氧化锌解决断奶应激问 题，您对该项目有所了解吗？能否给我们介绍一下？谢鹏副研究员：这个项目我有所参与，了解一些。依瑞托芬是北美圣草素的衍生物，也属于我前面提到的双氢黄酮类化合物。双氢黄酮类化合物具有比较强的抗氧化性，这在研究中已经得到证实。 根据化学结构从理论上分析，依瑞托芬的几个酚羟基均处在抗氧化的最大活性位上，因此，依瑞托芬在抗氧化反应中不仅能清除链引发阶段的自由基，而且可以直接捕获自由基反应链中的自由基，阻断自由基链反应，起到预防和断链的双重作用。同时，我们实验室对双氢化酮类化合物的系列研究表明，这类物质具有促进肠道黏膜上皮细胞增殖的功能、对受损的肠道黏膜上皮组织和黏膜免疫系统具有快速修复的能力。因此，依瑞托芬具备了我前面提到的抗肠道过敏损伤的理想要求。从断奶应激的发生机制角度看，使用依瑞托芬肯定比使用氧化锌更接近解决问题发生的根源。在养殖现场， 使用依瑞托芬替代饲料中的高剂量锌，仔猪的腹泻症状同样得到缓解，后期生长要好于使用高剂量锌的仔猪。同时还解决了对环境的污染问题。这一点难能可贵。