氧化锌替代: 禁用背景和生猪行业替代方案的初步探索

作为控制仔猪断奶后腹泻最有效的手段之一,氧化锌自问世30多年经久不衰,其高效、经济的防治手段,让其难以超越与替代。然而,随着“限锌令”的持续颁布,养殖业的“高锌”局面也一去不复返。而在近期,业内甚至传出氧化锌要彻底禁用的声音,事实是否真如此?而在减抗、替抗大趋势下,养殖业的这条“锌”路究竟要如何走?又该往何处去?

独一无二的抗腹泻魅力

关于氧化锌在养殖业的使用,最早可以追溯到1988年。国外学者Holm(1988)和Poulsen(1989)等首次在科学论坛上发表通过添加药理剂量(2500-4000ppm)的氧化锌可以显著降低仔猪腹泻,此后系列研究都论证了表面高剂量的氧化锌具备这样的功效。

该方法也被权威营养专家Cromwell称为二十世纪猪营养研究的里程碑式的发现之一。氧化锌有着功效显著,成本相对便宜并且实践操作简便等特点,使其在养殖业迅速推广开来,其在解决“仔猪早期断奶综合征”导致的仔猪腹泻、促生长方面有着独一无二的魅力。

而在此前,其大量应用在医学领域,具有收敛及促进伤口愈合的作用,一直被用于外伤感染及其他皮肤病的治疗。但是,断奶仔猪应用药理剂量氧化锌的确切机制却还不甚清楚。据通威农发畜禽研究所所长祝丹博士介绍,可能的机制有:

1、对特定的微生物菌群具有抑菌活性,调节肠道菌群的稳定性和多样性,抑制肠道微生物的移位;
2、增加肠上皮细胞紧连接蛋白的表达,阻止病原菌通过肠道屏障;
3、增加肠道IGF-1及其受体,IgA的表达,促进肠道发育及免疫力;
4、增加肠道金属硫蛋白的表达,增强肠道的抗氧化能力;
5、降低小肠上皮细胞组胺的释放,缓解肠道大肠杆菌脂多糖诱导的应激,减少肠细胞电解质的分泌发挥收敛作用;
6、高锌可促进黏膜味蕾细胞迅速再生,介导脑肠肽的释放从而刺激采食。

“虽然关于高锌作用机制的研究发现不尽相同,但基本达成的共识有两点:即高锌的作用发挥是以氧化锌的形式,与生物利用率无关;发挥作用的关键是在肠道水平,而不是吸收以后。”祝丹博士说,像硫酸锌及多种有机锌的其他锌源的高锌,却并不能达到对断奶仔猪促生长和预防腹泻的效果,这也证实了以上推测。

氧化锌为何渐用渐禁

即便氧化锌效果显著,但渐渐地,人们在生产实践中发现并认识到氧化锌使用的副作用,这也致使这一20世纪猪营养学的里程碑发现走上尴尬的局面——渐用渐禁。

如欧盟自2003年动物饲料中就开始禁用药理剂量氧化锌,只能作为兽药处方使用。加拿大、日本等国先后对饲粮中锌的限量都作了规定。我国在2005年、2009年和2017年分别对饲粮中的锌做了进一步限量,最新要求仔猪(≤25kg)配合饲料中锌元素的最高限量为110mg/kg,在断奶后前两周,允许使用氧化锌或碱式氧化锌至1600mg/kg。

中国农业部公告

华南农业大学冯定远教授表示,“氧化锌的渐用渐禁,主要还是由于高锌造成环境污染导致的。”有数据表明,当土壤中的锌含量超过120 mg/kg后,土地将不再有耕地价值。

此外,专家学者们认为,被限制用量还出于这些副作用:

高剂量氧化锌对其他营养素的功能具有拮抗作用,如抑制其他微量元素的吸收,降低植酸酶的活性等;

而长期使用药理剂量的氧化锌,超过四周即可显著降低猪的采食量,并抑制猪的生长;特别是高剂量氧化锌的添加,又会降低饲料适口性,偏嗜指数低;如长期使用,还会引起代谢紊乱,导致被毛粗乱、便秘等;

其次,氧化锌具有较高的系酸力,高剂量添加又会中和大量胃酸,易加剧乳仔猪胃酸分泌的不足,导致肠道pH升高,消化力降低。

国外学者Apgar研究证明,高剂量的锌会增加猪肉和肝脏中锌的蓄积,显著增加动物对锌的排泄量。给15-18Kg的猪饲喂分别含锌为23mg/kg和123mg/kg的日粮,结果饲喂低锌日粮的猪每日锌排出量为16mg,而高锌日粮的猪每日锌排出量为61mg,提高了3.6倍。所以,饲料中添加高锌,不但增加了动物的代谢负担,降低了动物福利,而且增加土壤中锌的积累,加重了生态环境的负担。

禁用、再降、替代,锌路在何方?

当前,随着减抗、替抗工程的推进,叠加降锌的双重挑战下,可以预见的是,养猪业亟需要解决仔猪腹泻增加、死亡率上升等问题。氧化锌作为最具性价比的解决方式之一,是完全禁用,还是继续降锌,亦或走替代路线呢?就目前锌的禁用声音,记者采访行业人士,均表示要以政府官方颁布的法规为准。

而旺大集团研发总监张英东提出,大家公认的主要机理是通过分子态氧化锌的收敛作用来防腹泻的,而氧化锌之所以较难替代,还是因为其防腹泻的机理没有彻底研究清楚。但是高剂量氧化锌的替代肯定能实现,一是欧洲已经替代了,二是国内科研院所和相关上下游企业这几年都在大力研发。至于替代方式,综合国内外相关信息和旺大自己的研发结果,到目前为止没有单一某种添加剂能替代的方案,只有通过原料预处理、低蛋白日粮、酸化剂、抗菌肽、酶制剂、微生态制剂等综合方案来解决。

祝丹博士对此表示,寻找药理剂量氧化锌的替代方案,用于控制仔猪腹泻,减少其负面作用,是行业发展的必然趋势。

冯定远教授谈到,氧化锌之所以流行30多年经久不衰,其存在的最大的特点就是高性价比,高效还便宜,如果继续限量,其实并不具备多大意义,甚至毫无性价比可言,长远来看,锌的替代还是主要出路。

值得一提的是,根据欧盟禁抗经验来看,高锌及抗生素促生长剂在饲料中的全面禁用后,在解决仔猪肠道健康问题时多少有点心力不从心,最终又重新允许使用药理剂量的氧化锌,可以说,欧盟禁抗的成功多少要归功于氧化锌的重新应用。就国内现状而言,氧化锌又该如何实现更好替代,我们下期探讨。

文章出自 | 新牧网记者 王文强

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