马发顺,时志琪,景园园,元雪浈
(1.安阳工学院生物与食品工程学院,河南 安阳 455000;2.河南省兽药饲料监察所,郑州 450000)
锌元素是猪体内必需的微量元素,具有广泛的生理生化作用。锌元素是猪体内多种酶的组成成分和激活剂,可参与碳水化合物、蛋白质和脂类物质的代谢;锌元素还是猪体内的抗氧化剂,可维持细胞膜的完整性,提高免疫机能,促进猪的生长和繁殖[1]。本文针对猪体内锌元素的来源与分布、锌元素的吸收和代谢、锌元素在猪体内的作用、锌元素缺乏的表现与补锌,以及锌元素使用中应注意的问题等进行简述,供业内人士参考。
猪体内的锌元素主要通过饲料获取。鱼粉中含锌量最高,其次是豆类、饼粕类、糠麸类等;植物性饲料中一般都含有锌,尤其青绿饲料含锌量较高。锌元素在猪体内的分布很广泛。猪体内的锌元素主要分布在肌肉和骨骼中,皮毛中也含有锌元素[1]。若按单位干物质浓度计算,眼角膜中含锌量最高,其次是毛、骨、前列腺、心脏和肾脏等组织器官;锌元素还存在于血浆、红细胞、白细胞和血小板中。猪体内的锌元素含量与年龄、性别及饲料品质有关。
锌元素在猪体内主要吸收部位是十二指肠,其次是回肠和空肠。锌元素吸收时,首先胰腺向肠腔分泌锌结合蛋白与锌结合形成复合物,然后通过绒毛膜吸收至上皮细胞内,再穿过基膜进入循环系统。锌元素首先在肝脏、胰脏、脾脏、肌肉和脑组织中沉积,而大部分被转运到骨骼中。饲粮中锌的吸收率一般为7%~15%,纳米氧化锌的吸收率优于硫酸锌和氧化锌等传统锌源[2]。未被机体吸收的锌元素随粪便排出体外[3]。猪体通过调节锌吸收机制保持体内锌含量的稳定[4]。锌元素随着血液循环到达各组织器官发挥生理功能,多余的锌则以锌硫蛋白的形式储存于肝脏中,当机体缺锌时可释放出来供机体利用。体内的部分锌元素随胰液、肠液分泌进入肠道,然后随粪便排出体外;还有一部分锌元素通过汗液、乳汁及脱落毛发等而损失。
饲料的种类不同锌元素含量不同。动物性饲料中含锌量较高,锌元素吸收率也高;植物性饲料中锌元素含量低,吸收率也低。钙元素与锌元素在吸收时有拮抗作用,所以高钙日粮会影响锌元素的吸收。植酸、纤维素可与锌结合成难溶性螯合物,不利于锌元素的吸收。铁、铜、磷和铬等元素也与锌元素存在竞争关系,从而降低其生物利用率。锌元素与氨基酸、小肽具有高度亲和力,可与其结合成氨基酸螯合物或小肽络合物,这有利于锌元素的吸收。饲料中锌元素的存在形态不同,锌元素的吸收利用率存在很大差异,在无机锌、简单有机锌和氨基酸螯合锌三种形态中,氨基酸螯合锌吸收利用率最高,且具有生化性质稳定、无毒副作用等特点,属于绿色饲料添加剂[5]。
锌元素与唾液蛋白结合形成味觉素,味觉素影响着口腔粘膜上皮细胞的结构和功能。缺锌时可导致食欲降低,采食量下降。及时补锌可促进口腔粘膜味蕾细胞的迅速再生,从而改善食欲,提高采食量[6]。锌元素具有维持消化道上皮细胞结构和功能的作用,还与含锌消化酶的活性有关,进而影响消化率。试验表明,高锌日粮可提高粗脂肪的消化率[7]。
锌元素是构成某些代谢酶的重要成分,还参与生长激素的功能。含锌日粮不仅能增强仔猪免疫力,保持内分泌系统的稳定,还能提高断奶仔猪的生长性能;无论无机锌还是有机锌都能提高猪的日增重[1];吴文平认为高锌日粮对断奶仔猪生产性能的改善作用表现在断奶后2 周之内,还可降低腹泻率,有效缓解仔猪早期断奶应激综合征的发生[8]。锌元素对维持脑组织的正常发育也有重要作用,无论在胚胎期还是生后期缺锌都会使脑体积变小,脑功能受到永久性影响。锌元素与血液中碱性磷酸酶活性高低有关,可影响到骨骼钙化。在转录水平上,锌元素具有调节基因表达的作用,可增加某些酶的合成,促进生长激素、胰岛素样生长因子的合成与分泌。锌元素还影响到其他一些与生长发育有关的活性物质,如甲状腺激素、雄激素、胰岛素和表皮生长因子等的基因表达。
锌元素与内分泌系统的调节作用有关,对猪的繁殖机能有重要影响。锌元素具有维持生殖腺正常发育和正常性功能的作用,与促性腺激素的合成和精子活力有关。若公猪缺锌时,雄性生殖器官生长发育阻滞,雄性激素分泌量减少,第二性征表现不充分,性成熟延迟;导致性机能障碍、射精量减少、精子活力下降等现象。
锌元素可改善母猪的繁殖性能。若母猪缺锌时,可导致卵巢萎缩,影响卵子的形成;影响子宫收缩以及黄体的正常功能,导致发情周期紊乱;还会影响到合子的形成等。若妊娠母猪缺锌则胚胎发育不良,胎儿死亡率增加,流产率升高;分娩时造成难产,影响新生儿成活率[9]。
锌元素与维生素A 代谢关系密切,锌元素对维持血浆中维生素A 水平起着重要作用。锌元素是维生素A还原酶的组成成分,在肝脏和视网膜内发挥重要作用。若体内缺锌可导致维生素A运输系统功能障碍,会造成内源运输不良性维生素A缺乏症。贾玉川研究指出,锌与维生素A具有互作效应,可改善小肠前段形态并提高小肠二糖酶活性,对仔猪日增重也有显著影响[10]。锌和叶酸在吸收时相互影响,在消化道酸性环境中两者形成难溶的螯合物,进而影响两者的吸收效率[11]。锌元素可控制维生素C 的排出量,若锌缺乏会造成维生素C 的过量排出,从而引起维生素C 缺乏症,导致毛细血管脆性增强、容易出血。锌、锰和维生素D3复合物可改善母猪的繁殖性能[12]。
猪初期缺锌时,表现厌食和生长受阻;8~12周龄时易患“不全角化症”,会引起免疫器官功能退化,机体免疫力下降。补锌时所用的锌源种类较多,传统的锌源有硫酸锌、碳酸锌和氧化锌等,但这些锌源存在利用率较低、锌源浪费和环境污染等问题。锌与蛋白质、小肽、氨基酸、有机酸等结合而成的络合物或螯合物,具有稳定性好、吸收率高、生物学效价高等特点,具有抗病、抗应激、降低环境污染的作用;在使用时可与无机微量元素配合使用,这样既可发挥不同添加剂的优势,又可节约成本[13]。张纯等研究指出,有机锌与无机锌合用的饲养效果优于单一使用的效果[14]。纳米氧化锌是一种新型锌源,具有用量少、生物利用率高等特点,在补锌时具有明显的优势[2]。陈颋认为锌、铜及其他营养成分均衡的日粮是健康养猪和安全猪肉生产的重要条件[15]。
猪体内对锌元素的正常生理需要量与中毒量间阈值较宽,成年猪体可通过对锌元素的吸收和排泄机制自行调节,因此,生产上一般不会出现饲喂锌元素过量而引起锌中毒。但高锌日粮会降低钙、铁等元素的吸收利用,抑制免疫器官功能[16];会增加肝脏和肌肉中锌元素的残留量,影响到肉品质量。另外,从猪粪中排出的锌元素量与饲料中的含锌量具有直接关系,当饲喂高锌日粮时会造成环境污染问题[3]。所以,在养猪日粮中应精确控制锌元素的添加量,以避免高锌对猪体的不利影响,减少养猪生产对环境造成的污染。由于猪的品种不同、猪的生理阶段不同对锌元素的需求量有差异,并且锌元素的不同剂型吸收率也不同,所以要开展针对性研究,解决生猪不同阶段日粮中锌元素的添加量问题。虽然纳米氧化锌具有生物活性高、吸收率高的优点,但其最适添加量问题还有待进一步规范[16]。
锌元素在猪体内具有广泛的生理作用,作为酶的组成成分参与体内多种生化反应,可提高机体免疫力、助消化促生长。锌元素与体内维生素代谢有关,对猪的繁殖性能有重要影响。目前,在养猪生产上使用锌元素还面临着诸多问题没有完全解决,如饲料中锌元素的最适添加量、不同生理阶段对锌元素的需求量问题,在分子生物学、基因组学和蛋白质组学层面上锌元素的作用机理问题,锌元素与其他微量元素的协同作用及配伍问题等。随着科技发展这些问题会逐步得到解决,锌元素在养猪生产上的应用会更加科学合理。