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应用高量氧化锌预防离乳仔猪下痢

时间：2009-12-14 09:52:53来源：作者：大山

一、前言

锌过去之利用於猪只饲料，主要为预防锌缺乏症状，并且达到促进生长的目的；而其适当的用量不仅是在学术上的研究已得到一致，甚至亦已提供商业饲料配方的参考依据。然而近来有一些相关研究提出，喂给高用量(亦即药物用量)的氧化锌於离乳仔猪，可以控制E.coli scours的发生(Holm，1988；Poulsen，1989)；且此用量2400~3000ppm业已超过1988，NRC及Brink et al，1959所提仔猪的安全用量。

本篇报告乃针对(1)锌的功用及缺乏症状(2)锌源及其利用率(3)高量氧化锌的应用，三方面逐一探讨。

二、锌的功用及缺乏症状：

锌是生理上的一些功能的必需物质之一，例如何调节酸硷平衡以达免疫能力的作用，同时也是一些酵素的组成分或是酵素的活化者(Joseph and David，1993)。其主要功用如下：

(1)防止不全角化症

(2)参与酵素系统的作用

(3)促进伤口的愈合

(4)与骨骼、毛发的生长有关

相关缺乏症状：不全角化症、活动怠慢、生长发育迟缓、毛发粗糙不全、伤口愈合缓慢。一般在牛、羊的正常日粮中，较少发生缺乏现象；但在猪只的日粮中则常有锌缺乏现象而导致不全角化症的发生，故在猪只日粮中常须额外的添加适当锌量，以预防缺乏症状的发生，并可达到促进生长的作用。

三、锌源种类及其利用率

表一、锌源的成分规格表

<--mstheme--> 盐类别<--mstheme--> 化学式<--mstheme--> 含锌元素％<--mstheme--> 碳酸锌<--mstheme--> ZnCO₃<--mstheme--> 52.14<--mstheme--> 氯化锌<--mstheme--> ZnCl₂<--mstheme--> 47.97<--mstheme--> 氧化锌<--mstheme--> ZnO<--mstheme--> 80.35<--mstheme--> 硫酸锌<--mstheme--> ZnSO₄<--mstheme--> 40.37<--mstheme--> 含水硫酸锌<--mstheme--> ZnSO₄．H₂O

ZnSO₄．7H₂O<--mstheme-->

36.42

22.73<--mstheme-->

(一)家禽方面相关试验：

早先Reberson and Schaible於1958,1960先後发表的报告中，均指出将不同的锌源(sulfates,oxides,carbonates)应用於家禽的试验中，其生物性利用效率(bioavaillbility)无显着的差异，此结果与Pensack et al，1958；Edwards，1959二人的试验相似。

Wedekind and Baker，1990，於含13ppm锌量的豆粉基础日粮中分别添加0,2.5,5,10,15,40,100ppm锌量的ZnSO₄．7H₂O，喂给一周龄肉鸡时，经由生物性分析(bioassay)的试验发现：不论weight gain(g),plasma Zn(ug／dl)，或者total tibia Zn(ug)均与添加锌的摄食量有直线的相关性，而非与日粮总锌量的摄食量有关。

由下表的试验结果，鸡只摄食可利用锌量主要来自额外添加的锌，与基础日粮13ppm的含锌量无关，其主要系因大豆中锌的生物利用率极低(Baker & Halpin，1988)。而weight gain，plasma Zn，total tibia Zn随着额外添加的锌量均呈直线增加的趋势，且各於达20,40ppm之後，其直线斜率较为趋缓。

表二、Rewponse of Chicks to Supplemental Zinc Sulfate

When Added to a Soy isolate-dextrose Diet

<--mstheme--> Suppl. Zn

mg／kg<--mstheme-->

Weight gain

g<--mstheme-->

Intake<--mstheme--> Plasma Zn

ug／dl<--mstheme-->

Tibia<--mstheme--> Total Zn

ug<--mstheme-->

Feed

g<--mstheme-->

Suppl. Zn

mg<--mstheme-->

Dry wt.

g<--mstheme-->

Zn conc.

ug／g<--mstheme-->

0<--mstheme--> 133<--mstheme--> 170<--mstheme--> 0<--mstheme--> 4.8<--mstheme--> .477<--mstheme--> 25.5<--mstheme--> 12.1<--mstheme--> 2.5<--mstheme--> 157<--mstheme--> 208<--mstheme--> 52<--mstheme--> 6.7<--mstheme--> .532<--mstheme--> 28.6<--mstheme--> 15.1<--mstheme--> 5<--mstheme--> 167<--mstheme--> 230<--mstheme--> 1.15<--mstheme--> 7.5<--mstheme--> .581<--mstheme--> 36.7<--mstheme--> 21.3<--mstheme--> 10<--mstheme--> 190<--mstheme--> 270<--mstheme--> 2.70<--mstheme--> 8.8<--mstheme--> .644<--mstheme--> 53.7<--mstheme--> 34.6<--mstheme--> 15<--mstheme--> 211<--mstheme--> 281<--mstheme--> 4.21<--mstheme--> 10.7<--mstheme--> .757<--mstheme--> 63.8<--mstheme--> 48.3<--mstheme--> 20<--mstheme--> 242<--mstheme--> 334<--mstheme--> 6.67<--mstheme--> 14.0<--mstheme--> .855<--mstheme--> 83.2<--mstheme--> 71.3<--mstheme--> 40<--mstheme--> 257<--mstheme--> 354<--mstheme--> 14.15<--mstheme--> 20.7<--mstheme--> .949<--mstheme--> 158.3<--mstheme--> 150.2<--mstheme--> 100<--mstheme--> 266<--mstheme--> 328<--mstheme--> 32.75<--mstheme--> 24.5<--mstheme--> .937<--mstheme--> 213.6<--mstheme--> 201.2<--mstheme--> SE<--mstheme--> 6<--mstheme--> 7<--mstheme--> 29<--mstheme--> 7<--mstheme--> .028<--mstheme--> 5.5<--mstheme--> 8.2<--mstheme-->

(Wedekind and Baker, 1990)<--mstheme-->

另外Wedekind and Baker在同时期分别以ZnSO₄．H₂O及ZnO当作额外添加的锌源，发现在weight gain方面以ZnO当作锌源时，其生物利用效率仅为ZnSO₄．H₂O的61.2％在Tibia Zn方面，则ZnO为ZnSO₄．H₂O的44.1％。不同锌源其生物利用效率的差异，早先也已有相同结论的研究报告(Erdman et al., 1980, 1983；Fordyce et al., 1987)。

沈积在Tibia的Zn，被认为仅是一种吸收作用，而weight gain才是真正反应出Zn的可利用效率的程度(B.L. O'DELL)。这些研究结果显示：对於不同锌源的代谢利用效率，其差异主要在於吸收率与生物利用率的相差程度。代谢利用率的不同主要是受内源性(endogenous)锌流失程度的影响，而内源性锌流失的程度则受供作同化作用的可吸收锌量的多寡而定；亦即生物利用效率较佳的锌源，提供较多的可吸收锌量，相对地，其内源性锌的流失也增加，因而使得其代谢效率变差(Weigand and Kirchgessner，1980)。换句话说，这也是为何ZnO虽然在Tibia Zn吸收率上，仅为ZnSO₄．H₂O的44.1％；但在weight gain方面，却达到61.2％的原因。这也说明为何在禽畜日粮上，一般均以ZnO当作添加锌源的原因。

(二)在肉猪方面相关试验：

过去在肉猪，添加不同锌源比较增重情形以测定其各别利用率的试验(Hill et al., 1986；Swinkels et al., 1991)并未如前述Wedkind et al., 在肉鸡方面的试验，能够明显区分各锌源的不同。

Wedekind et al,1994同样以生物性分析(bioassay)的方法，应用在肉猪试验。以表三所列各阶段的基础日粮，再额外添加锌量0,5,10,20,40,80ppm(乃以ZnSO₄．H₂O为锌源)。於4,6,10,12周龄分别测定plasma Zn(ug／ml)，并於试验结束後，测定掌骨(metacarpal)和尾椎骨(coccygeal)中的Zn(ug／g)量。结果发现：此三者与suppl. Zn intake均呈线性相关，而体重在各组间则无显着差异。若以最大增重为基准来衡量Zn需要量(Lewis et al., 1956, 1957；Smith et al., 1961)，则目前NRC推荐量显然均已超过需要。同如其他矿物质一样，Zn在免疫能力(immunocompetence)和繁殖性能(reproduction)，扮演相当重要的角色。因此，供作繁殖作用所需的Zn，应比仅供生长所需要的量为多(Underwood, 1981)；且动物在受到相当紧迫时，Zn量的需求也会相对增加(Klasing, 1992)。但是过去的试验均无法明白指出供作繁殖或免疫作用时，其Zn的最大需要量；而骨头乃是Zn在动物体中最大的储存处。因此，以骨头和血浆含Zn量的值，远比以生长情形(growth)更适合作为Zn需要量的指标。

表三、肉猪各饲养阶段Zn需要量和设计值

<--mstheme--> Basal diet^a<--mstheme--> starting<--mstheme--> growing

20-50kg<--mstheme-->

finishing

50-110kg<--mstheme-->

5-10kg<--mstheme--> 10-20kg<--mstheme--> CP％<--mstheme--> 20<--mstheme--> 18<--mstheme--> 16<--mstheme--> 14<--mstheme--> Zn ppm^b<--mstheme--> 42<--mstheme--> 37<--mstheme--> 32<--mstheme--> 27<--mstheme--> NRC Zn requirement<--mstheme--> 100<--mstheme--> 80<--mstheme--> 60<--mstheme--> 50<--mstheme-->

^abasal diet：corn-soybean meal

^bZn-free mineral mix of the diet (Wedekind et al., 1994)<--mstheme-->

若再以生物性分析法来测定，不同锌源应用於肉猪上的各别利用率，以表四的结果发现，显然以ZnSO₄．H₂O的利用率为最佳，此结果与Wedkine et al., 1992在肉鸡试验中，ZnMET的利用率为ZnSO₄．H₂O的206％的结果恰好相反。

表四、不同锌源相对比较生物利用率*

<--mstheme--> Zn sources<--mstheme--> metacorpal Zn

ug／g<--mstheme-->

coccygeal Zn

ug／g<--mstheme-->

plasma Zn

ug／ml<--mstheme-->

ZnSO₄．H₂O<--mstheme--> 100.0^a<--mstheme--> 100.0^a<--mstheme--> 100.0^a<--mstheme--> ZnMET<--mstheme--> 60.4^b<--mstheme--> 84.4^ab<--mstheme--> 95.4^a<--mstheme--> ZnLys<--mstheme--> 37.5^c<--mstheme--> 24.3^c<--mstheme--> 78.7^a<--mstheme--> ZnO<--mstheme--> 66.7^b<--mstheme--> 69.5^b<--mstheme--> 87.0^a<--mstheme-->

^abc锌源间具有显着差异(p＜0.5) (Wedekind et al., 1994)<--mstheme-->

*corn-soybean meal basal diet

<--mstheme--> Analysis<--mstheme--> growing<--mstheme--> finishing<--mstheme--> CP％<--mstheme--> 16.1<--mstheme--> 14.4<--mstheme--> Ca％<--mstheme--> 0.65<--mstheme--> 0.58<--mstheme--> P％<--mstheme--> 0.51<--mstheme--> 0.48<--mstheme--> phytate, mg／g<--mstheme--> 2.90<--mstheme--> 3.64<--mstheme--> Zn, mg／kg<--mstheme--> 32<--mstheme--> 27<--mstheme-->

(原料中含锌量)<--mstheme-->

另外，若以ZnSO₄．H₂O和ZnMET额外添加於以crystalline amino acid为主要蛋白源的日粮喂给鸡只时，发现ZnMET的利用率却仅为ZnSO₄．H₂O的17％。此乃因crystalline amino acid diet完全缺乏phytate和fiber所致。当然除了fiber和phytate二者，尚有Ca及其他影响因素。Oberleas et al., 1962；O'dell et al., 1964；Ellis et al., 1982；Fordyce et al., 1987等多篇报告指出：高钙的日粮可以凸显出phytate影响Zn生物利用率的程度。但是过量钙的corn-soybean meal日粮，则会增加猪只发生不全角化症(parakeratosis)的机率(Tucker and Salmon, 1955；Lewis et al., 1956, 1957；Luecke et al., 1957)。

由以上推论，影响不同锌源利用率的差异，大致可归纳为(一)动物种类的不同。(二)与日粮中其他营养分子的相互拮抗作用。

四、高锌量预防仔猪下痢的相关报告

以含高锌量2400~3000ppm(应视为药物用量)的ZnO应用在离乳仔猪，来预防猪只下痢(E. coli scours)的发生，乃是近年来的一大课题(Holm, 1988；Pouisem, 1989)。而此用量远超过1988NRC所提出的仔猪安全用量，但是最近在美国的一些研究(Fryer et al., 1992；Tokach et al., 1992)以含3000ppm Zn的ZnO额外添加於仔猪日粮，却发现并无显着的有害或有利的效应。在这些报告里，我们可以发现有下列几点问题存在着(一)为何以ZnO作为额外添加Zn的来源？(二)为何添加的锌量由NRC推荐的安全用量100ppm，一跃而为2400~3000ppm的用量？(三)对试验仔猪的日龄不同，有无差异？

以Joseph and David, 1993的三个试验为例，并与其他相关报告作比较如下：

(一)在其第一个试验(各处理组见表五的Trial 1)中，虽然各处理组间的生长性状并无显着的差异，但如下图所daily gain随着plasma Zn的值呈二次曲线回归，daily gain的最大值恰好介於plasma Zn值於＞1.5，＜3.0mg／L之间。此结果同如第二、三试验的结果；即不管喂饲任何的锌源，只要plasma Zn浓度＞3.0mg／L时，则其增重均较差。尤其以试验二：B+5000 ppm Zn(fromZnSO₄)组，及试验三：B+3000 ppm(from ZnSO₄)组，B+3000 ppm(from ZnMET)组，均比对照组的增重为差。

表五、高锌量添加与不同锌源的比较

Trial 1

<--mstheme--> Zn sources<--mstheme--> suppl. Zn levels of treatment<--mstheme--> ZnO<--mstheme--> 250, 500, 1000, 3000, 5000<--mstheme--> ZnSO₄．H₂O<--mstheme-->

1500, 2500<--mstheme-->

ZnLys<--mstheme-->

1500, 2500<--mstheme-->

Basal diet<--mstheme-->

0<--mstheme-->

Trial 2

<--mstheme--> Treatment<--mstheme--> Daily gain

g^b<--mstheme-->

Daily feed

g^b<--mstheme-->

Gain／feed

g／kg<--mstheme-->

Supple. Zn intake

g／d^cd<--mstheme-->

Plasma Zn

mg／L^d<--mstheme-->

Basal(B)<--mstheme--> 463<--mstheme--> 794<--mstheme--> 584<--mstheme--> 0<--mstheme--> 0.85<--mstheme--> B+3000mg／kg of Zn(ZnO)<--mstheme--> 530<--mstheme--> 901<--mstheme--> 587<--mstheme--> 3.36<--mstheme--> 1.30<--mstheme--> B+5000mg／kg of Zn(ZnO)<--mstheme--> 556<--mstheme--> 892<--mstheme--> 623<--mstheme--> 5.48<--mstheme--> 1.99<--mstheme--> B+3000mg／kg of Zn(ZnSO₄)<--mstheme--> 540<--mstheme--> 871<--mstheme--> 620<--mstheme--> 3.20<--mstheme--> 2.78<--mstheme--> B+5000mg／kg of Zn(ZnSO)₄<--mstheme--> 456<--mstheme--> 751<--mstheme--> 609<--mstheme--> 4.78<--mstheme--> 3.27<--mstheme--> _{^bBasal vs Zn, and Zn source ×Zn level interaction were signification(p<.05)}

^cIntake calcuated from daily feed intake for the 7-d period preceding termination of the treatment

^dBasal vs Zn, Zn source, and Zn level effects were signification(p<.01)<--mstheme-->

Trial 3.

<--mstheme--> Treatment<--mstheme--> Daily gain

g<--mstheme-->

Daily feed

g<--mstheme-->

Gain／feed

g／kg<--mstheme-->

Supple. Zn intake

g／d<--mstheme-->

Plasma Zn

mg／L<--mstheme-->

Basal(B)<--mstheme--> 445^dc<--mstheme--> 678^d<--mstheme--> 659^dc<--mstheme--> 0^d<--mstheme--> 1.29^d<--mstheme--> B+3000mg／kg of Zn(ZnO)<--mstheme--> 500^f<--mstheme--> 765^c<--mstheme--> 652^d<--mstheme--> 2.94^c<--mstheme--> 2.20^e<--mstheme--> B+3000mg／kg of Zn(ZnSO₄)<--mstheme--> 414^d<--mstheme--> 635^d<--mstheme--> 651^d<--mstheme--> 2.46^f<--mstheme--> 4.01^f<--mstheme--> B+3000mg／kg of Zn(ZnMET)<--mstheme--> 437^dc<--mstheme--> 635^d<--mstheme--> 690^d<--mstheme--> 2.53^f<--mstheme--> 4.82^g<--mstheme--> B+5000mg／kg of Zn(CuSO)₄<--mstheme--> 451^e<--mstheme--> 692^d<--mstheme--> 654^de<--mstheme--> 0^d<--mstheme--> 1.22^d<--mstheme--> _{^bIntake calcuated from daily feed intake for the 7-d period preceding termination of the treatment}

^d,e,f,gMeans with different superscript letters are different(p<0.05)<--mstheme-->

Diets and animals of Trial 1, Trial 2, Trial 3

<--mstheme-->

Basal diet：corn，Dehulled solvent soybean meal，dried whey……原料中含Zn 25 ppm，另在premix中提供Zn 100ppm<--mstheme-->

Animals<--mstheme--> 离乳日<--mstheme--> 供试日龄<--mstheme--> 供试初体重<--mstheme--> 喂饲方式<--mstheme--> Trial 1<--mstheme--> 28<--mstheme--> 28<--mstheme--> 6.20<--mstheme--> 离乳後直接喂给试验料<--mstheme--> Trial 2<--mstheme--> 28<--mstheme--> 35<--mstheme--> 8.33<--mstheme--> 离乳後先喂给基础料，35日龄再喂给试验料<--mstheme--> Trial 3<--mstheme--> 21<--mstheme--> 28<--mstheme--> 7.93<--mstheme--> 离乳後先喂给基础料，28日龄再喂给试验料<--mstheme-->

正式试验日期共21日 (Joseph and David, 1993)<--mstheme-->

而相当量的plasma Zn浓度可由饲料中的添加的Zn量获得，但在摄食的Zn量＜1g／day时，并无法显示其间的关联；唯有在＞1g／day下，二者方呈直线相关。根据NRC, 1980的说明：锌为微量元素，具有快速的转换速率及短暂的停留期。而任一物质在身体中排泄量无法与吸收量并齐时，即为该物质在体中开始停留的起点(theshold)。此可说明，当摄取高锌量时，plasma Zn值会随其呈直线增加。

(二)由Trial 2, Trial 3二个试验结果发现：喂予B+3000 ppm Zn(ZnO)者其weight gain及feed intake分别较对照组各增加17％，14％左右，Poolsen, 1989；Fryer, 1992也提出：尤其是在28天离乳後，直接喂饲B+3000 ppm(ZnO)，其效果更为明显。添加ZnSO₄或ZnMET者，其plasma Zn值达4 mg／L以上，而依Trial的结果，plasma Zn的最佳值介於1.5~3.0mg／L之间，而添加ZnO者却好符合其范围，故其ADG与FI均比对照组有改善的效果。此结果却与前述论及锌源的结果相似，由此可知或许正因ZnO的生物利用率，而使其较具有耐受性。

(三)由表五所列三个试验中的仔猪离乳日龄来看，在Trial 2各组其平均增重效果均比Trial 3为佳；Tokach et al., 1992亦提出：21日龄离乳仔猪(平均体重5.4kg)，直接喂给3000 ppm Zn的日粮，也显示对增重无利。或许早期离乳，使得仔猪将身体中过量Zn排除的能力减低，而此原因可能导致血中高量的Zn，干扰了ZnO在增重方面的诱导作用。

(四)与Cu的比较：Cu除提供血球形成的有关酵素成分之外，尚具有类似抗生素作用，可以促进生长，且随用量(在100~250ppm之间)的增加而更为明显，尤其以250ppm的使用量最佳(洪平，饲料原料要览；Root and Madhen, 1982；Edmonds et al, 1985)。然而在Trial 3中，该处理组并未比对照组较有改善。

在Joseph and David三个试验中各处理的仔猪均无发生下痢的发生，因此无法比较以添加高锌量来预防下痢的效应。

五、结论

由於Zn在免疫能力(immunocompetence)和繁殖性能(reproduction)，扮演相当重要的角色，且为酵素组成或活化作用的主要成分之一；而在猪只日粮中常须额外的添加适当锌量，以预防缺乏症状的发生，并达到促进生长的作用。

虽然在本篇报告中，关於以高锌量的添加，并未能明显表示预防下痢的预期效果。然而此超过NRC所提的安全用量甚多的添加量，不仅无中毒现象，却仍有较佳的增重效果，倒是值得作进一步的探讨并确定其预防下痢的效果。

另外关於不同锌源利用率的探讨上，若如前述所言，不论是以plasma Zn或bone Zn为基准点，则降低ZnSO₄．H₂O或ZnLys的添加量，使其plasma Zn值亦在1.5~3.0mg／L范围时，是否也可如添加ZnO(3000 ppm Zn)的效果。若从添加锌源的价格来考虑，则也要再作探讨。