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飼料中為何要添加納米氧化鋅

點擊次數(shù):51822 更新時間:2016-09-23 10:13:19?? ??來源:http://m.highmindedu.com/ 【關閉
       為了預防和控制腹瀉,當前很多飼料企業(yè)在乳仔豬飼料中添加高劑量氧化鋅是一種普遍行為,但是很多養(yǎng)殖者反應,高鋅的使用雖然降低了乳仔豬腹瀉率,但也對乳仔豬的生長和免疫機能產(chǎn)生了負面影響。
       鋅是動物生命活動中必需的微量元素。生物體內(nèi)鋅的含量在微量元素中占第二位,而且在六大酶系中近300多種酶的活性與鋅有關。它承擔著20多種不同的生物功能,幾乎涉及到生物體新陳代謝的各個方面。因此,鋅元素是動物維持生命體正常運轉(zhuǎn)的重要元素。而飼料中添加氧化鋅,主要是為動物提供鋅元素。
從畜牧生產(chǎn)角度來看,鋅的生理功能首先體現(xiàn)在對動物生長發(fā)育的影響。隨著飼料鋅水平的提高,動物日增重、采食量均提高,一般認為這與以下兩方面因素有關:一方面通過增加食欲,提高采食量和飼料消化率而促進生長;另一方面,通過提高機體免疫力,增加機體抗氧化能力,增加某些酶蛋白的合成,促進胰島素和胰島素樣生長因子I( IGF- I)等的合成和分泌,加強合成代謝,從而促進機體生長。鋅對幼年動物的生長發(fā)育除了通過組成各種含鋅酶以外,還能參與激素的合成及作用。因此各種動物缺鋅的共同特征是生長停滯。
鋅對維持動物中樞免疫器官(胸腺、法氏囊)和外周免疫器官(淋巴結(jié)、脾臟、扁桃體)的結(jié)構(gòu)和功能起著重要作用。適宜的鋅水平可促進免疫細胞的發(fā)育、DNA合成和細胞分化增殖。缺鋅可致使淋巴細胞增殖受抑制,可以引起免疫活性細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,以及脾、胸腺等免疫相關組織器官重量下降,胸腺素分泌減少。
鋅對畜禽皮膚及毛發(fā)等的生長也有影響。動物缺鋅時經(jīng)常表現(xiàn)出:被毛粗亂并伴有不同程度的脫毛,甚至脫光;皮膚的損害,在口鼻四周、后肢膝部以下尤為明顯;蹄、角異常。羔羊嚴重缺鋅時,蹄殼脫落并裂開,角的正常環(huán)狀結(jié)構(gòu)消失,最終脫落。
鋅通過調(diào)節(jié)性腺活動和性激素的分泌來影響性器官正常發(fā)育、性機能正常發(fā)揮的。
鋅與磷脂及膜蛋白巰基相互作用來穩(wěn)定生物膜。對生物膜的功能和結(jié)構(gòu)起關鍵的作用。鋅可以誘導產(chǎn)生鋅金屬硫蛋白( ZnMT)。保護膜蛋白的構(gòu)象和抑制許多重金屬誘導產(chǎn)生的自由基造成的過氧化作用。
鋅對畜禽骨骼,對動物大腦神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育也有影響。
 
 
因此,在鋅的使用上,現(xiàn)在乳仔豬料中氧化鋅的使用達到了3kg/噸的水平,已經(jīng)遠遠超出正常需求的近30倍。而且,使用的時間也比較長。這肯定會出問題。
“高鋅”對環(huán)境的危害非常嚴重,首先要了解一下豬對鋅的吸收方式。正常情況下,豬具有自動調(diào)節(jié)鋅吸收和排泄來維持體內(nèi)鋅穩(wěn)定的能力。據(jù)推測,高劑量鋅刺激小腸黏膜細胞MT合成,MT通過結(jié)合鋅調(diào)控日糧鋅吸收,過量Zn-MT復合物不易被吸收,在小腸上皮細胞內(nèi)脫落隨糞便排出體外。豬體內(nèi)鋅的排泄主要通過腸道隨胰液、腸液排出,隨尿排出的鋅很少,糞中的鋅大部分就是來自日糧中未被吸收的外源鋅。
飼喂高劑量鋅(3kg/噸)通過豬體內(nèi)消化吸收后,排泄糞中鋅可高達16832.26mg/kg。研究表明,飼喂高劑量鋅日糧的豬每日鋅排出量是飼喂基礎日糧豬的33倍,如此高劑量的鋅經(jīng)糞便排泄入環(huán)境中,使土壤鋅積累而污染環(huán)境。據(jù)日本有關專家推測,如果所有豬糞中的鋅停留在土壤中,鋅含量將在17年內(nèi)超標(120mg/kg),被污染的土地將不再具有可耕性。過量的鋅經(jīng)畜體排泄后,還會污染地下水,妨礙畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
其次,高劑量鋅會對豬只的生長造成不利影響。
首先是對生長的抑制作用。何小佳等2008年研究發(fā)現(xiàn),在仔豬斷奶后3~5周內(nèi),日糧中添加3000 mg/ kg氧化鋅或500 mg/ kg蛋氨酸鋅能顯著提高斷奶仔豬的體重和日增重,改善生長性能;但長期飼喂高鋅日糧,抑制斷奶仔豬生長,降低日增重。類似的研究還有一些。大家如果有興趣可以去檢索一下。
另外,從實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),高劑量鋅飼喂時間稍長,豬只就會出現(xiàn)皮膚蒼白、被毛粗亂卷曲等現(xiàn)象。
其次,試驗飼糧中添加超過正常需要量30倍的鋅(3kg/噸),由于鋅與鐵和銅的拮抗作用,降低了鐵和銅的吸收,導致血紅蛋白含量顯著下降,動物貧血,進而長期使用導致大量豬的死亡,影響生產(chǎn)效益。
正因為高劑量氧化鋅存在危害,這才是飼料添加高劑量鋅的癥結(jié)所在。
如果只是為了滿足生長需求,那么前人的試驗表明,生長豬飼糧中鋅的需要量為大概在110-120mg/kg,肥育豬為80-90mg/kg這個范圍內(nèi)即可。現(xiàn)在飼料企業(yè)和大型養(yǎng)殖場對氧化鋅的添加劑量普遍在3kg/噸,也就是3000mg/kg左右。為什么這么大劑量?用老百姓的話說,就是大劑量的氧化鋅能“把干”,能降低腹瀉率。但是,體外試驗表明,普通氧化鋅無抑菌作用。體內(nèi)試驗證明,普通氧化鋅對腸道內(nèi)的大腸桿菌也無顯著影響。拿普通氧化鋅當收斂劑使用,這就與氧化鋅的營養(yǎng)學功能無關了。
如果能找到一種解決斷奶仔豬應激性腹瀉的有效方法,我相信就沒有多少企業(yè)愿意在飼料中添加高劑量的鋅了。
就在現(xiàn)代生豬養(yǎng)殖模式中,早期斷奶是提高經(jīng)濟效益的一種重要措施。但仔豬斷奶應激問題始終困擾著養(yǎng)殖者。對于斷奶應激的發(fā)生機制,國內(nèi)外的學者做過許多系統(tǒng)的研究。歸納起來,仔豬腸道對飼料抗原過敏是斷奶仔豬腹瀉的最終原因。其作用模式為:過敏——腸道損傷(包括黏膜免疫損傷)——養(yǎng)分消化下降——腹瀉——菌群紊亂——致病性細菌增殖、固著,產(chǎn)生毒素——腸道后端細菌分解未消化蛋白質(zhì)或氨基酸——組胺休克——仔豬生產(chǎn)性能下降,甚至死亡。
從這里可以看出,腹瀉和菌群紊亂之間的的因果關系。因此,在出現(xiàn)仔豬斷奶腹瀉時,武斷的認為是由于大腸桿菌感染而引發(fā)腹瀉,大量使用抗生素效果有時并不確定,也就不足為奇了。氧化鋅的使用其實也只是為了強力抑制腹瀉的癥狀,但對造成腹瀉的原因——腸道損傷以及養(yǎng)分的消化吸收機能下降并沒有起到解決作用。所以說,抗生素和普通氧化鋅的使用只是治標不治本的措施,帶有一定的盲目性,高鋅并不能解決乳豬的斷奶應激問題。
斷奶應激的核心是抗原性過敏損傷。這就給我們提供了一定的思路。首先是減小或者消除飼料的抗原性。在這方面,國內(nèi)外的學者做了很多的嘗試,譬如膨化大豆,水解蛋白,乳清粉等的使用。但是從目前看,這些措施效果并不特別理想,因為,這些物質(zhì)的蛋白結(jié)構(gòu)與乳蛋白結(jié)構(gòu)相比還是太復雜了,還是會引起仔豬腸道的抗原性過敏反應,與常規(guī)蛋白質(zhì)飼料的區(qū)別可能只是反應的強弱而已。另外,這些產(chǎn)品的成本也是一個很重要的因素。
如果不能徹底解決飼料的抗原性問題,那么解決過敏損傷可能是另一條可行的思路。這里有兩個關鍵點:一個是如何消除由斷奶應激、過敏(炎癥反應)等引發(fā)的自由基造成的氧化損傷問題。關于自由基對腸道組織的影響機制問題,我曾經(jīng)在你們這里做過一個《關注看不見的損失》的報告,由于時間關系,就不細說了。另一個關鍵點是解決損傷發(fā)生后的修復問題。損傷的修復,意味著養(yǎng)分消化能力的恢復和提高,可以有效緩解腹瀉的發(fā)生。
對于這兩點,目前也有一些研究成果。比如在飼料中添加一定劑量的維生素C,維生素E還有硒元素可以提高機體的抗氧化能力。不過遺憾的是,這些物質(zhì)不具備促進黏膜細胞增殖的能力。另外,維生素C,維生素E在飼料中能起到抗氧化作用的添加劑量,其成本又是個大問題。
研究證實,谷氨酰胺、精氨酸、表皮生長因子、胰島素樣生長因子-1、鋅等都具有促進腸道黏膜上皮細胞增殖,修復黏膜損傷的功能,但它們又不具備抗氧化能力。這些物質(zhì)中除了鋅,其余的大部分停留在實驗室研究階段,還沒有實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
如果能找到一類既具有抗氧化能力,又具有促進腸道黏膜上皮細胞增殖能力的物質(zhì),還能將其產(chǎn)業(yè)化,就有可能更好的解決仔豬斷奶應激問題。目前,普通氧化鋅的取代產(chǎn)品納米氧化鋅就值得關注。
 
這里我詳細介紹一下飼料添加納米氧化鋅的優(yōu)點
(1)飼料中添加納米氧化鋅可使生物活性高
納米氧化鋅由于其顆粒尺度小,能穿透組織間隙,也可通過機體的最小毛細血管,且在體內(nèi)分布面極廣,從而可以很大限度提高飼料原料的生物利用率。與其他鋅源相比,納米氧化鋅具有更加高效的生物學活性。
(2)飼料中添加納米氧化鋅可使吸收率高
由于納米氧化鋅的粒度及細,當粒徑減小時,表面原子數(shù)迅速增加,從而可增加暴露在介質(zhì)中的表面積,提高動物對其的吸收利用率。De-sai小鼠研究實驗表明:100nm粒子比其它大粒子的吸收率高10-250倍。
(3)飼料中添加納米氧化鋅可使抗氧化性能高
因為納米氧化鋅有極強的化學活性,能與多種有機物包括細菌內(nèi)的有機物發(fā)生氧化反應,而把大部分的細菌、病毒殺死。其主要作用機理為:納米氧化鋅在光照條件下會產(chǎn)生導帶電子和價帶空穴,可與表面吸附的H2O或OH-離子反應生成具有強氧化性的羥基,從而殺死細胞。有關定性試驗表明:納米氧化鋅濃度為1%時,5min內(nèi)對金黃色葡萄糖球菌的殺菌率為98.86%,對大腸桿菌殺菌率為99.93%。
(4)飼料中添加納米氧化鋅可使安全性高
納米氧化鋅飼料添加劑,不僅其本身飼喂動物不會產(chǎn)生耐藥性,還能依靠其本身的大比表面積,吸附飼料霉變等過程中產(chǎn)生的霉菌毒素,使得動物即便采食了某些發(fā)霉的飼料,亦能在動物的胃腸道被吸附,而不會出現(xiàn)病理情況。
(5)飼料中添加納米氧化鋅可使免疫調(diào)節(jié)能力強
納米氧化鋅能顯著刺激生物體的細胞、體液、非特異性免疫功能,提高動物機體的防病抗病功能。
(6)飼料中添加納米氧化鋅可使可減少環(huán)境污染,去除農(nóng)藥殘留
由于納米氧化鋅的比表面積大,能有效地吸附氨氣、二氧化硫、甲烷、有機磷農(nóng)藥和廢水中的有機物到其表面,并利用高強度吸收的紫外光進行光催化降解這些物質(zhì),凈化養(yǎng)殖場的空氣和廢水,很快的吸收并分解養(yǎng)殖場的臭氣,從而對周圍環(huán)境具有保護作用。
(7)飼料中添加納米氧化鋅可使促進和調(diào)節(jié)動物機體代謝
納米氧化鋅通過其高效率的吸收利用,引發(fā)含鋅酶水平、與鋅有關的激素分泌和鋅脂蛋白等的變化??赏ㄟ^影響胰島素、性激素、鋅指蛋白的合成和水平,促進蛋白質(zhì)的合成,提高動物對氮的利用效率,減少糞、尿氮的排泄,減少氮對環(huán)境的污染,可以較好地改善動物養(yǎng)殖的生產(chǎn)成績。
2、納米氧化鋅在動物生產(chǎn)中的應用前景
以上的優(yōu)勢及初步的應用試驗表明,納米氧化鋅作為添加劑用于動物的生產(chǎn)中具有很多優(yōu)勢和相當大的應用前景。
(1)納米氧化鋅的穩(wěn)定性好
納米粒度的顆粒氧化鋅,流動性能好,易于均勻分散到飼料中,便于生產(chǎn)加工。其穩(wěn)定性好,便于儲存、運輸及使用。
(2)飼料中添加納米氧化鋅相對成本較低
由于納米氧化鋅的使用量減少,相對降低了飼料成本。如仔豬飼料中普通氧化鋅的添加量為3000mg/kg,而納米氧化鋅的添加量只需300mg/kg。降低了10倍的添加量,使飼料的成本相對降低。
(3)保質(zhì)、保健作用
納米氧化鋅具有極強的吸附能力,能對導致物質(zhì)腐敗的氧自由基以及產(chǎn)生異味的烷烴分子等具有較強的俘獲能力,因此具有防腐功能,從而提高了飼料的保質(zhì)能力,改善了飼料的口感;同時由于納米氧化鋅的強抗氧化性具有很強的殺菌去毒能力,從而對動物具有很好的保健作用。
(4)對其它養(yǎng)分的促進作用
納米氧化鋅因其吸收利用率高,故在飼料添加量減少,可減小對其它礦物質(zhì)元素的拮抗,并通過影響激素和鋅指蛋白的合成水平,提高動物對氮的吸收利用率。
(5)對動物生產(chǎn)性能的積極影響作用
通過納米氧化鋅作為飼料添加劑對仔豬的飼喂試驗發(fā)現(xiàn):納米氧化鋅能顯著地提高仔豬的生產(chǎn)性能,添加納米氧化鋅300mg/kg能顯著提高仔豬的日增重(P<0.05),與對照組(普通氧化鋅常規(guī)劑量組3000mg/kg)相比提高12%,料重比則降低12.68%。而在仔豬腹瀉率、造血功能、血清免疫球蛋白等考察指標上替代高鋅日糧,無明顯差異。
(6)安全性能好
與無機高鋅日糧相比,納米氧化鋅利用效率高,使用劑量少,排出量大幅度減小,減少了重金屬對環(huán)境的污染。同時用量的減小也使有害重金屬在動物體內(nèi)的殘留減小,有利于動物產(chǎn)品的質(zhì)量。特別是使用本公司的納米氧化鋅,有害重金屬的含量更低,使動物體內(nèi)的殘留更少。對于食品安全,減少由食品帶入人體的重金屬沉積有著重要的意義。
(7)納米氧化鋅有又分為一維和零維氧化鋅,其中零維納米氧化鋅具有一維納米氧化鋅無法比擬的使用效果,目前市場上做的比較好的零維納米氧化鋅有遼陽華路催化技術(shù)研發(fā)有限公司等。
在養(yǎng)殖現(xiàn)場,使用納米氧化鋅替代飼料中的高劑量鋅,仔豬的腹瀉癥狀同樣得到緩解,后期生長要好于使用高劑量鋅的仔豬。同時還解決了對環(huán)境的污染問題。這一點難能可貴。
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