作者：ValerieKromm, AgatheRomeo
張永剛 譯
導(dǎo)語
眾所周知，斷奶仔豬日糧中的氧化鋅可以提高生長(zhǎng)性能并能有效的降低仔豬斷奶后的腹瀉。但是為什么其他形態(tài)的鋅源在控制斷奶仔豬腹瀉上沒有氧化鋅這么有效呢？下面讓我們看一下氧化鋅的抗菌作用。
斷奶仔豬日糧中的氧化鋅
仔豬在斷奶的時(shí)候腸道微生物會(huì)發(fā)生改變，并且此時(shí)仔豬的免疫系統(tǒng)也沒有發(fā)育成熟。此時(shí)一些病原菌，如產(chǎn)腸毒素大腸桿菌會(huì)趁機(jī)入侵、定殖并繁殖，這也是我們常見的斷奶后腹瀉的原因，與之相伴隨的是生長(zhǎng)受限。在所有可以利用的飼料添加劑中，氧化鋅是一種非常不錯(cuò)的選擇。非常清楚的是氧化鋅具有抗菌作用，最近結(jié)合基因測(cè)序和PCR擴(kuò)增的研究提出了藥用劑量氧化鋅（3kg/T）對(duì)斷奶仔豬腸道微生物作用的新觀點(diǎn)。體外試驗(yàn)表明，從氧化鋅針對(duì)豬腸道中75個(gè)菌株的最低抑菌濃度來看，很難從菌株分類起源上找出不同菌株對(duì)不同濃度的氧化鋅有敏感度差異性。但是與腸桿菌和乳酸菌相比，嚴(yán)格厭氧菌對(duì)氧化鋅的最低抑菌濃度表現(xiàn)出了多樣性。與將細(xì)菌簡(jiǎn)單的分為格蘭仕陽(yáng)性菌和格蘭仕陰性菌相比，氧化鋅的作用更具有菌種的特異性。在模擬體內(nèi)的條件下發(fā)現(xiàn)高劑量的氧化鋅會(huì)抑制斷奶仔豬胃和空腸食糜中微生物的生長(zhǎng)，與其他微生物相比，乳酸菌更容易受高劑量氧化鋅的影響。在仔豬進(jìn)食含3000mg/kg氧化鋅的日糧時(shí)，仔豬腸道菌群的多樣性增加，但是腸桿菌科、埃希氏桿菌屬和乳酸菌的數(shù)量會(huì)下降。
即使我們已經(jīng)了解了氧化鋅對(duì)斷奶仔豬腸道微生物的作用，但是我們?nèi)匀贿€有很多疑問:
-氧化鋅是如何影響微生物的代謝和健康的?
-氧化鋅對(duì)仔豬腸道健康的積極作用僅僅局限于它的抑菌活性嗎?
-不同來源的氧化鋅具有相同的效果嗎?
氧化鋅的作用機(jī)理
氧化鋅是非水溶性化合物，但是在低pH值條件下氧化鋅會(huì)發(fā)生解離。仔豬胃中的酸性環(huán)境非常弱，再加上仔豬不成熟的消化系統(tǒng)和胃中食糜構(gòu)成的緩沖體系，氧化鋅在仔豬胃中的解離是非常有限的。氧化鋅一旦解離，解離的Zn2+ 會(huì)進(jìn)入胃腸道。人們一般認(rèn)為氧化鋅的抗菌活性來自這些解離的鋅離子，解離的鋅離子會(huì)與微生物的氨基酸基團(tuán)互作，然后抑制主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。如果氧化鋅的抑菌活性依賴于解離的有限的鋅離子的話，那么水溶性較高的硫酸鋅會(huì)因?yàn)榻怆x出更多的鋅離子發(fā)揮更好的抗菌效果。但事實(shí)并非如此。最近的研究證實(shí)氧化鋅的作用來自于氧化鋅分子。從氧化鋅中解離的鋅離子對(duì)氧化鋅抑菌作用的貢獻(xiàn)也是因微生物種類而異但貢獻(xiàn)值非常低。對(duì)大腸桿菌來說，解離的鋅離子貢獻(xiàn)的抑菌作用只有15%。
如果氧化鋅對(duì)仔豬腸道健康的積極作用僅僅來源于氧化鋅的抑菌作用還是有爭(zhēng)議的。在關(guān)于氧化鋅作用機(jī)理的眾多假說中，在黑暗環(huán)境中爆漏在紫外光照射下鋅可以產(chǎn)生活性氧自由基，進(jìn)而對(duì)細(xì)胞造成嚴(yán)重破壞。活性氧自由基包括氧化應(yīng)激，且活性氧自由基可以引起微生物類脂膜的氧化，進(jìn)而引起細(xì)胞膜組成的改變，這也可以在一定程度上來解釋氧化鋅可以減少病原菌（如大腸桿菌）對(duì)宿主細(xì)胞的附著。病原菌在上皮細(xì)胞上附著的減少可以有效減少腸毒素的分泌。 目前，關(guān)于氧化鋅的抑菌機(jī)理還不是十分清楚，并且會(huì)因細(xì)胞的不同作用機(jī)理有所差異，但是大家認(rèn)定的是氧化鋅肯定通過某種特定的機(jī)理來發(fā)揮作用。氧化鋅提高腸道健康的作用還要依靠氧化鋅產(chǎn)品顆?；瘜W(xué)特性。
并不是所有的氧化鋅都是一樣的
氧化鋅的來源可謂千差萬別。不能用標(biāo)準(zhǔn)化的分析級(jí)微量元素來推測(cè)飼料級(jí)的微量元素。
納米氧化鋅會(huì)與常規(guī)氧化鋅有所區(qū)別，飼料行業(yè)會(huì)對(duì)納米氧化鋅有一定興趣，但是在使用納米氧化鋅之前需要認(rèn)識(shí)到以下幾點(diǎn)：要用正確的分析方法來鑒別；實(shí)驗(yàn)室所得到的樣品是否具有代表性；在動(dòng)物上的ADME (吸收、分散、代謝、排泄)和毒性研究；對(duì)操作工人人身安全和環(huán)境安全的影響以及了解當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)是否允許使用。
活性氧化鋅
專利工藝生產(chǎn)的活性氧化鋅--匯鋅(HiZox®)，已經(jīng)用于動(dòng)物飼料行業(yè)。專利工藝對(duì)氧化鋅的物理化學(xué)特性進(jìn)行了改造，顆粒大小、顆粒形狀和比表面積都得到了改變。微孔狀的匯鋅(HiZox®)的比表面積比常規(guī)氧化鋅增加了10-15倍。微孔使氧化鋅比表面大大增加，表面積得增加大大加大了氧化鋅與腸道微生物的接觸機(jī)會(huì)，從而增加了微孔氧化鋅的抗菌活性?？茖W(xué)研究也證實(shí)了微孔氧化鋅在腸道和食糜中能更高效的控制微生物的生長(zhǎng)。
體外抑菌
德國(guó)柏林大學(xué)開展體外試驗(yàn)比較了常規(guī)氧化鋅與匯鋅(HiZox®)對(duì)病原菌--大腸桿菌(有毛緣的大腸桿菌 PS79/K88/F4 和PS7/K81/F18)生長(zhǎng)的抑制作用。在模擬斷奶仔豬胃(pH 4.6)和腸道(pH 6.5)環(huán)境的條件下，匯鋅(HiZox®) 始終表現(xiàn)出比常規(guī)氧化鋅更高的對(duì)大腸桿菌生長(zhǎng)抑制作用。
在模擬體內(nèi)環(huán)境中的抑菌作用
優(yōu)化腸道微生物不僅可以減少有害菌，還可以減少其他一些微生物在腸道上的附著。Vahjen等(2012)比較了常規(guī)氧化鋅和匯鋅(HiZox®)對(duì)斷奶仔豬胃和空腸食糜中微生物的抑制作用，與常規(guī)氧化鋅相比，匯鋅(HiZox®)對(duì)微生物生長(zhǎng)的抑制表現(xiàn)出明顯差異。
對(duì)小腸微生物菌群的抑制
比利時(shí)根特大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)(Michiels,2016)在給斷奶仔豬飼喂分別含有110 mg/kg Zn（來自氧化鋅，負(fù)對(duì)照)；3 kg/T氧化鋅（正對(duì)照）；110 mg/kg Zn（來自匯鋅(HiZox®)）和220 mg/kg Zn(來自匯鋅(HiZox®))的四種日糧后測(cè)定小腸中大腸桿菌和大腸桿菌群的數(shù)量。試驗(yàn)結(jié)果顯示低劑量的匯鋅會(huì)有效減少小腸中大腸桿菌和大腸桿菌群的數(shù)量。
糞便中大腸桿菌致病因子
在德國(guó)柏林大學(xué)開展的試驗(yàn)中 (Vahjen,JAS in press)，分別給斷奶仔豬飼喂四種（負(fù)對(duì)照，日糧含有110 mg/kg Zn，Zn來自氧化鋅；正對(duì)照，日糧含有3 kg/T ZnO；匯鋅組（HiZox®）1，日糧含有110 mg/kg Zn，Zn來自匯鋅；匯鋅組（HiZox®）2，日糧含有220 mg/kg Zn，Zn來自匯鋅）試驗(yàn)日糧，然后通過PCR來確定斷奶仔豬糞便中總的腸桿菌、埃希氏腸桿菌以及大腸桿菌致病因子數(shù)量。負(fù)對(duì)照組中有一半以上的樣品檢測(cè)出大腸桿菌致病因子為陽(yáng)性，其他三個(gè)處理組的樣品中大腸桿菌致病因子陽(yáng)性檢出的比例要低的多。
糞便微生物菌群
在韓國(guó)Dankook University (Choetal, Anim.Sci.Journ.2015)開展的試驗(yàn)中，分別給斷奶仔豬飼喂不同劑量不同來源氧化鋅的日糧（負(fù)對(duì)照，Zn只來自預(yù)混料中含有的110 mg/kg Zn ；正對(duì)照，含有3 kg/T ZnO ；匯鋅(HiZox®)組，保育前期料和保育后期料中分別添加300 mg/kg和200 mg/kg的匯鋅)，然后測(cè)定不同劑量和不同來源氧化鋅對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、養(yǎng)分消化率、血液生化指標(biāo)、糞便微生物以及糞便成型分?jǐn)?shù)的影響。試驗(yàn)結(jié)果顯示匯鋅(HiZox®)改變了糞便中乳酸菌/大腸桿菌的比例，從而提高了糞便的成型分?jǐn)?shù)和生長(zhǎng)性能。
結(jié) 論
降低仔豬日糧中的抗生素和藥用劑量的氧化鋅的使用已經(jīng)變得刻不容緩。過量添加和長(zhǎng)時(shí)間使用高劑量的氧化鋅會(huì)產(chǎn)生一些列的副作用：重金屬污染，營(yíng)養(yǎng)拮抗，環(huán)境污染，加速微生物產(chǎn)生耐藥性等。配方師們正在尋找能減少斷奶后消化紊亂的原料和添加劑。在這種情況下可以選擇使用匯鋅(HiZox®)，匯鋅(HiZox®)可以與其他的抗生素替代物結(jié)合使用，以一種預(yù)防的方式來提高腸道健康，從而降低一些不可持續(xù)方案的使用。（本文節(jié)選自畜牧微品匯，參考文獻(xiàn)略。）
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