包被纳米氧化锌对断奶仔猪生长性能、抗氧化酶活性及血清生化和免疫指标的影响

王 铕，陈 浩，万 蒙，陈懿琳，王繁村，祝爱侠，王春维,2*

（1.武汉轻工大学动物科学与营养工程学院，武汉市畜禽饲料工程技术研究中心，湖北武汉 430023；2.湖北省生猪健康养殖协同创新中心，湖北武汉 430070）

仔猪在早期断奶后因断奶应激而导致的生长能力受限以及高腹泻率一直是生猪养殖业的一大瓶颈。有研究表明，动物机体中补充足量的锌水平有促进生长的作用[1]，且以在饲料中添加无机形式的锌（主要为氧化锌或硫酸锌）对减缓断奶仔猪腹泻和促进肠道发育效果最为良好[2]。以氧化锌形式添加到饲粮中以降低腹泻率的药理剂量是2 000～4 000 mg/kg[3]，但高剂量的锌不能被动物体完全吸收，大部分随着粪便排入外界环境，造成环境污染，同时也导致了锌源浪费。我国农业农村部在2017 修订版的《饲料添加剂安全使用规范》中将断奶后前2 周仔猪配合饲料中氧化锌的最高添加量限定为1 600 mg/kg（以锌计），包括美国、欧盟和荷兰等多个国家也限定了仔猪饲料中锌的添加量。因此，寻找一种能有效缓解仔猪断奶应激的氧化锌替代品且微量高效的锌源显得尤为重要。近年来，2 种锌源——纳米氧化锌和包被氧化锌不断受到学者们的关注。本试验基于前人的研究，结合现代包被技术，自制了一种新型的包被纳米氧化锌，旨在研究其对断奶仔猪生长性能、抗氧化酶活性及血清生化和免疫指标的影响，为其在断奶仔猪上的应用提供科学依据，也为其替代普通氧化锌提供一种潜在的可能性。

1 材料与方法

1.1 试验材料 普通氧化锌（饲料级，实测锌含量为72%）；包被纳米氧化锌（本实验室研制，是以纳米氧化锌为芯材，以海藻酸钠和乳清蛋白为包被壁材，采用复凝聚法制得，实测锌含量为55%）。

1.2 试验动物及日粮 试验动物由武汉金鹰牧业有限公司提供，并在该公司进行饲养试验。试验选取180 头平均体重为（5.29±0.02）kg 的长×大二元杂交断奶仔猪。基础日粮为玉米-豆粕型，满足NRC（2012）仔猪营养需要标准，日粮组成及营养成分见表1。

1.3 试验设计与饲养管理 根据体重相近原则，将180头断奶仔猪随机分为5 个处理组，每组6 个重复，每个重复6 头仔猪。5 个处理组分别为对照组（基础日粮，含锌100 mg/kg）、普通氧化锌组（基础日粮+2 500 mg/kg普通氧化锌）和3 个包被纳米氧化锌组（基础日粮中分别添加250、500、750 mg/kg 包被纳米氧化锌）。仔猪从17 日龄开始诱食，于21 日龄断奶，正试期14 d。试验期间仔猪采取分栏群饲，仔猪自由饮水与采食，按猪场常规免疫程序对仔猪进行免疫。观察并记录各试验组仔猪每天的采食、腹泻与健康情况。

1.4 样品采集 试验结束后，从各试验组每个重复中随机选取2 头仔猪，于试验结束当天08:00 对60 头仔猪进行前腔静脉采血，每头仔猪采取4 mL 血样于真空采血管中，3 000 r/min 离心15 min，取其上清液，-20℃冰箱保存待测。

表1 试验基础日粮组成及营养成分

1.5 测定指标及方法

1.5.1 生长性能 分别于正式试验第1 天和第14 天08:00 对所有仔猪进行称重，称重前空腹12 h，计算各试验组仔猪的平均日增重（ADG）；试验结束后统计各处理组总采食量，计算各组的平均日采食量（ADFI）和耗料增重比（F/G）；观察记录试验期间各处理组仔猪的腹泻情况，计算腹泻率。

腹泻率=试验期各重复累计仔猪腹泻总头数/（试验期各重复饲养总头数×试验天数）×100%

1.5.2 血清生化指标 分别采用黄嘌呤氧化酶法、过氧化氢氧化酶法和比色法对血清中铜锌-超氧化物歧化酶（Cu/Zn-SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和丙二醛（MDA）进行测定，试剂盒均由南京建成生物工程研究所提供。

血清中总蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、尿素氮（UN）、碱性磷酸酶（AKP）和锌（Zn）含量的测定采用宁波赛克生物技术有限公司和上海复星长征医学有限公司生产的试剂盒，于全自动生化分析仪（型号：RX daytonaTM）上测定。

采用比色法测定血清中免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）和免疫球蛋白M（IgM）含量，试剂盒均由北京华英生物技术研究所提供。

1.6 统计分析 采用SPSS 19.0 软件One-Way ANOVA 程序对试验数据进行单因素方差分析，并采用Duncan's 对平均值进行多重比较，P＞0.05 为无显著性差异，P＜0.05为差异显著，以平均值±标准差表示结果。

2 结果与分析

2.1 包被纳米氧化锌对断奶仔猪生长性能及腹泻率的影响 由表2 可知，与对照组相比，500 mg/kg 包被纳米氧化锌组的ADG 和ADFI 分别提高了36.1% 和17.2%（P＜0.05），F/G 降低了22.2%（P＜0.05）。与普通氧化锌组相比，添加不同水平的包被纳米氧化锌对仔猪的末重、ADG、ADFI 和F/G 均无显著影响。与对照组相比，添加250、500、750 mg/kg 包被纳米氧化锌后断奶仔猪的腹泻率分别降低了12.9%、43.6% 和4%，但由于在整个饲养期间，各试验组仔猪均未发生严重腹泻，日粮中添加包被纳米氧化锌对降低仔猪腹泻率的作用并不显著，且与氧化锌组无显著差异。

2.2 包被纳米氧化锌对断奶仔猪抗氧化酶活性的影响由表3 可知，与对照组相比，日粮中添加不同水平的包被纳米氧化锌均不同程度地提高了SOD 活性（P＞0.05）；添加500 mg/kg 和750 mg/kg 的包被纳米氧化锌能提高血清中GSH 活性（P＜0.05），降低MDA 含量（P＜0.05）；但与普通氧化锌组相比，添加不同水平的包被纳米氧化锌对GSH 和MDA 的影响均不显著。

2.3 包被纳米氧化锌对断奶仔猪血清生化指标的影响由表4 可知，与对照组相比，饲粮中添加不同水平的包被纳米氧化锌能提高血清中Zn 水平（P＜0.05），降低UN 水平（P＜0.05），血清中TP、ALB 和AKP 含量均有不同程度上升（P＞0.05）；与氧化锌组相比，不同水平包被纳米氧化锌试验组中Zn 和UN 含量无显著差异。

2.4 包被纳米氧化锌对断奶仔猪血清免疫指标的影响 由表5 可知，与对照组相比，基础日粮中添加500 mg/kg和750 mg/kg 包被纳米氧化锌能提高血清中IgG 含量（P＜0.05），但各处理组仔猪血清中IgA 和IgM 含量均无显著差异。

3 讨 论

3.1 包被纳米氧化锌对断奶仔猪生长性能及腹泻率的影响 已有研究报道，氧化锌对提高断奶仔猪的生长性能有显著作用[4-5]。锌通过提高仔猪食欲、促进采食量和提高动物体免疫力来达到促进仔猪生长的效果。胡彩虹等[6]、冯占雨等[7]试验发现，断奶仔猪饲粮中添加300 mg/kg 或600 mg/kg 纳米氧化锌均能显著提高仔猪ADG，其效果与3 000 mg/kg 普通氧化锌相当。另有任建波等[5]、刘连龙等[8]研究发现，断奶仔猪饲粮中添加450 mg/kg 或800 mg/kg 包被氧化锌能达到与高剂量氧化锌相同的饲喂效果。本试验中，日粮中添加500 mg/kg包被纳米氧化锌显著提高了仔猪的生长性能，且与普通氧化锌组效果相当，其原因可能是本试验自制的包被纳米氧化锌结合了氧化锌被纳米化和包被的双重特点，使得该产品不仅具有粒径小、比表面积大、生物利用率高和有利于动物体吸收等优点，还能使氧化锌在包被材料的保护下免受胃酸破坏，到达肠道更多，从而被动物体吸收利用。但本试验中，包被纳米氧化锌的最适添加量与前人研究中对于不同形式的氧化锌的最适添加量均不相同，与陈杰等[9]研究中对于包被纳米氧化锌的建议添加量也存在差异，其原因可能是本试验自制产品与前人研究的不同形式氧化锌粒径和包被工艺不同，以及有效锌含量和试验动物的差异也可能是其原因所在。综上，本试验自制的包被纳米氧化锌可提高仔猪的生长性能，且具有替代高剂量普通氧化锌的潜力。

表2 包被纳米氧化锌对断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响

表3 包被纳米氧化锌对断奶仔猪抗氧化酶活性的影响

表4 包被纳米氧化锌对断奶仔猪血清生化指标的影响

表5 包被纳米氧化锌对断奶仔猪血清免疫指标的影响 g/L

仔猪断奶时由于消化器官尚未发育完全以及防御能力下降，极易出现腹泻率上升的情况。断奶仔猪饲粮中添加高剂量的氧化锌能有效降低仔猪腹泻率[10]。本试验中，各试验组均未发生严重腹泻，普通氧化锌组和不同添加水平的包被纳米氧化锌组腹泻率较对照组均有所降低，但差异不显著。其原因可能表现在3 个方面：其一是基础日粮中添加了鸡血浆蛋白粉所致，血浆蛋白粉中含有免疫功能性蛋白，提高了仔猪免疫力，能有效防止仔猪腹泻；其二，日粮抗原是造成仔猪腹泻的主要原因之一[5]，本试验基础日粮配方中豆粕等植物性抗原原料较少，也在一定程度上减少了腹泻发生的可能性；其三，较好的养殖环境有效降低了仔猪腹泻的发生率。

3.2 包被纳米氧化锌对断奶仔猪抗氧化酶活性的影响仔猪日粮中添加高锌能刺激动物机体的抗氧化酶系统，提高动物体免疫力，其原因在于锌能通过清除仔猪体内的自由基提高其免疫力，并以此达到促生长的效果[11]。自由基是动物体在有氧呼吸过程中产生的物质，当机体处于正常状态时，自由基的产生与消除处于一种平衡的状态，而这种平衡一旦被打破，就会产生大量自由基对机体造成损害。SOD 和GSH 是动物体内2 种重要的抗氧化酶，是机体清除自由基的重要物质，它们通过水解机体在代谢过程中产生的自由基，减少机体受到的损伤，且其作用受到锌的影响[12]。锌对SOD 和GSH 分别有辅助和激活作用。一般认为，高锌能增强SOD 和GSH活性和抗氧化作用[12]。本试验中，饲粮中添加不同水平的包被纳米氧化锌显著提高了GSH 活性，但各处理组SOD 活性仍无显著差异，这与冷静等[13]、Carlson等[14]研究结果一致，其原因可能是本试验正试期恰好为2 周，饲养时间较短，酶活性变化不足以达到显著水平，而锌的补充使这2 种酶活性达到较高值的时间约为补锌后3 周[13]。MDA 是自由基作用于脂肪的代谢产物，且具有细胞毒性，它的产生能加剧膜的损伤，其含量可间接反映氧化反应的程度。本试验中，饲粮中添加不同形式的氧化锌均降低了MDA 含量，这与荔霞等[15]研究结果相似，且饲粮中添加500 mg/kg 包被纳米氧化锌时，MDA 含量的降低达到了显著水平，数值上效果最优，表明饲粮中添加包被纳米氧化锌能提高断奶仔猪的抗氧化酶活性和抗应激能力，且与添加2 500 mg/kg 普通氧化锌效果相当。

3.3 包被纳米氧化锌对断奶仔猪血清生化指标的影响血清生化指标的变化能够间接反映机体内组织细胞通透性和新陈代谢的变化。血清UN 是衡量蛋白质合成代谢情况的重要指标，其含量越低，表明蛋白质合成能力越强[16]。王彬等[17]报道，仔猪日粮中添加3 000 mg/kg普通氧化锌和100 mg/kg 纳米氧化锌能显著降低UN 水平。另有研究报道，饲粮中添加2 400 mg/kg 普通氧化锌和2 400 mg/kg 包被氧化锌在一定程度上降低了仔猪血清尿素氮水平，但未达到显著水平[10]。本试验与王彬等[17]研究结果相似。本试验中，饲粮中添加包被纳米氧化锌均显著降低了UN 水平，且随着包被纳米氧化锌水平的增加呈先下降后上升的趋势，表明饲粮中添加包被纳米氧化锌有利于提高蛋白质利用率，促进仔猪生长，且以500 mg/kg 的添加水平效果更佳。锌经肠道吸收后，由血液运输至全身，因而在一定意义上，血清中锌含量可以反映机体内锌的吸收和利用情况[18]。AKP是动物体主要的含锌酶，其酶活性与锌含量呈正相关，在一定程度上也可以反映机体对锌的利用率。本试验中，血清锌含量随包被纳米氧化锌水平的增加呈显著上升趋势，AKP 活性虽有所增加，但未达到显著水平，表明饲粮中添加包被纳米氧化锌能提高锌的吸收率和利用率，且对含锌酶活性的增加具有一定促进作用。

3.4 包被纳米氧化锌对断奶仔猪血清免疫指标的影响锌在调节仔猪免疫功能方面发挥着重要作用，它不仅影响脾脏、胸腺等免疫器官的发育，还参与动物体的细胞免疫和体液免疫过程[19]。锌可充当促细胞分裂剂，提高B 淋巴细胞的分化速度，并诱导其分泌免疫球蛋白，从而发挥抑菌抗病毒的作用[20]。IgA、IgM 和IgG 是动物体内3 种重要的免疫球蛋白，与动物体免疫力呈正相关，其中以IgG 含量最高，约占85%[17]。IgG 是介导体液免疫的主要抗体，其在抗菌、抗病毒和抗肿瘤等方面均发挥着免疫学作用。本试验中，饲粮中添加包被纳米氧化锌能提高血清IgG 水平，且以添加500 mg/kg 和750 mg/kg 包被纳米氧化锌效果最为显著，但对IgA、IgM 无明显作用，此结果与朱宇旌等[10]研究结果有相似之处，表明日粮中添加包被纳米氧化锌可提高仔猪的体液免疫能力。

4 结 论

本试验结果表明，日粮中添加包被纳米氧化锌可显著促进仔猪生长，提高饲粮中蛋白质和锌的利用率，并能有效改善血清抗氧化酶活性，提高仔猪免疫力，且以日粮中添加500 mg/kg 包被纳米氧化锌效果最佳，具有替代高剂量普通氧化锌的潜力。本研究对于开发新的氧化锌添加剂和减少高锌带来的环境污染具有重大意义。