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)合基因測序和PCR擴(kuò)增的研究提出了藥用劑量氧化鋅（3kg/T）對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)格厭氧菌對氧化鋅的最低抑菌濃度表現(xiàn)出了多樣性。與將細(xì)菌簡單的分為格蘭仕陽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，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)而對細(xì)胞造成嚴(yán)重破壞?；钚匝踝杂苫ㄑ趸瘧?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)化的分析級微量元素來推測飼料級的微量元素。
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。
體外抑菌
德國柏林大學(xué)開展體外試驗(yàn)比較了常規(guī)氧化鋅與匯鋅(HiZox®)對病原菌--大腸桿菌(有毛緣的大腸桿菌 PS79/K88/F4 和PS7/K81/F18)生長的抑制作用。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)氧化鋅更高的對大腸桿菌生長抑制作用。
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®)對微生物生長的抑制表現(xiàn)出明顯差異。
對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)對照)；3 kg/T氧化鋅（正對照）；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)對照，日糧含有110 mg/kg Zn，Zn來自氧化鋅；正對照，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)對照組中有一半以上的樣品檢測出大腸桿菌致病因子為陽性，其他三個(gè)處理組的樣品中大腸桿菌致病因子陽性檢出的比例要低的多。
糞便微生物菌群
在韓國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)對照，Zn只來自預(yù)混料中含有的110 mg/kg Zn ；正對照，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)，然后測定不同劑量和不同來源氧化鋅對斷奶仔豬生長性能、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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