有機鋅在反芻動物中的應用

鋅是動物體內的一個重要必要因素（傳教士，1977）。在高等動物體內有200多種含有鋅的金屬酶。鋅參與dna和鈉酶的合成，這與蛋白質的代謝密切相關。Spears(1989)和Ashmeaed(1992)等研究結果表明鋅在動物體內的吸收和利用狀況與食入鋅的化學形式密切相關。自20世紀70年代美國鋅寶(Zinpro)公司開發出氨基酸螯合鋅產品以來,有機鋅在反芻動物日糧中的應用受到日益關注。有機鋅用于反芻動物日糧與添加相同水平無機鋅相比,提高了生產性能(生長和產奶量)、胴體質量和免疫能力,降低了奶牛的體細胞數量,進一步影響十二指腸氨基酸流量。一些研究結果表明,有機鋅能通過瘤胃,具有較強的抗分解能力,它也是一種較好的必需氨基酸保護方法,既防止了瘤胃微生物對過瘤胃氨基酸的降解作用,以提供更多的過瘤胃氨基酸和鋅元素供瘤胃后消化道吸收利用,同時也可避免鋅對瘤胃的毒害作用。但也有許多研究結果表明有機鋅并不比無機鋅有優勢。本文對現有有機鋅產品進行介紹,并對其在反芻動物體內的應用效果及生物學效率進行綜述。1可溶性金屬鹽類實際生產中使用的有機鋅產品有絡合鋅、螯合鋅、鋅蛋白鹽和多糖鋅復合體。美國飼料管理協會(AAFCO,1990)對各種有機礦物質產品所下定義如下:①金屬氨基酸絡合物(Metalaminoacidcomplex):由可溶性金屬鹽與一個或幾個氨基酸形成的絡合產物,還包括可溶性金屬鹽與特定氨基酸形成的絡合物。②金屬氨基酸螯合物(Metalaminoacidchelate):由可溶性金屬鹽中的金屬離子以1mol與1～3mol(最好是2mol)氨基酸按比例形成共價鍵。③金屬蛋白鹽(Metalproteinate):由可溶性金屬鹽與氨基酸和部分水解的蛋白質螯合形成的產物。④金屬多糖絡合物(Metalpolysaccharidecomplex):由一種可溶性金屬鹽與一種多糖溶液混合形成的產物。2有機鈣的應用效果2.1蛋氨酸鋅對泌乳牛的作用Spears(1989)利用含24mg/kg鋅的玉米青貯日糧進行小母牛增重和飼料利用率試驗,試驗組在對照組基礎上再分別補含25mg/kg鋅的蛋氨酸鋅或氧化鋅,結果發現3組之間的日增重和飼料利用率相似,但飼以蛋氨酸鋅的小母牛比對照組增重和飼料利用率分別高8.1%(P<0.07)和7.3%(P<0.08),其繁殖性能也相近。Spears等(1991)利用蛋氨酸鋅和蛋氨酸錳在母牛上進行試驗,補飼蛋氨酸鋅和蛋氨酸錳其犢牛斷奶重要大于第1年(P<0.05)和第2年(P<0.10)的氧化鋅和氧化錳組。目前尚不清楚犢牛增重是由于蛋氨酸鋅或蛋氨酸錳單獨的作用還是由于二者結合的作用所致。Spears(1996)報道應用蛋氨酸鋅和蛋氨酸錳可提高肉用母牛的妊娠率和繁殖性能。杭乃誠等(1998)在羔羊上進行添加蛋氨酸鋅的增重效果試驗,經40d試驗,結果表明,補蛋氨酸鋅組羔羊日增重(117.9g/d),顯著高于(P<0.05)對照組的日增重(101.5g/d)。刑攸荷(1998)在育肥羯羊上和張照熙(1996)在黃牛上都得出了相同的結論。邵凱等(1999)試驗發現飼喂不同鋅源對羊毛長度和毛重無顯著影響,氧化鋅組和蛋氨酸鋅組的羊毛長度低于對照組的情況下,兩組的毛重均高于對照組,可見添加蛋氨酸鋅或氧化鋅可能會提高羊毛的密度和直徑,從而會提高其凈毛量。在泌乳奶牛上,飼喂蛋氨酸鋅后可增加其泌乳量和減少其體細胞計數。在Kellogg(1990)的報道中對蛋氨酸鋅在泌乳牛上的作用進行了綜述,其結果見表1。其中對照組日糧的含鋅量等于或略超過NRC推薦的需要量,來自蛋氨酸鋅的鋅添加量為180～412mg,在所進行的8個試驗中,有4個試驗結果表明蛋氨酸鋅可明顯增加產奶(Aguilar等,1990;Kellogg等,1989)或減少體細胞計數(Aguilar等,1988;Galton,1990)。Greene等(1988)利用育肥閹牛比較不同鋅源的作用?；A日糧含82mg/kg的鋅,另外補添含360mg鋅的氧化鋅或蛋氨酸鋅。結果表明,在112d試驗中,各組間生產性能無顯著差異,但是蛋氨酸鋅組牛的質量分級、大理石型肉及腎、骨盆和心臟脂肪含量要高于對照組和氧化鋅組。Brethour(1984)和Rust(1985)的研究也得到了相同的結果。但在另外一些研究中(Carrica等,1986;Martin等,1987;Neel等,1986;Stobart等,1987),未發現蛋氨酸鋅能夠影響胴體品質。Johnson等(1988)利用773頭犢牛觀察蛋氨酸鋅對其健康和表現的影響。試驗犢牛分為2組,一組飼喂對照日糧,另一組在對照日糧基礎上每天每頭添加含鋅360mg的蛋氨酸鋅。經28d試驗表明,添加蛋氨酸鋅組的犢牛日增重(0.74kg/d)比對照組(0.636kg/d)高10.7%,發病率(46%)也低于對照組的(51%),所進行的藥品處理(2.12)比對照組(2.25)少5.8%,試驗期內每頭發病犢牛所需醫療次數(4.45)亦較對照組(4.94)減少。Herrick(1989)報道中認為蛋氨酸鋅可預防腐蹄病及其它蹄病,但在Moore(1988)的報道中奶牛蹄的生長與磨損在對照組和補蛋氨酸鋅組相似。Greene等(1988)在育肥閹牛上所進的試驗發現其腐蹄病的發生率在對照組、氧化鋅組和蛋氨酸鋅組分別為20%、6.7%和0%。Spears等(1991b)設計了2個試驗來觀察在犢牛斷奶前補喂蛋氨酸鋅對斷奶后犢牛健康、生長和運輸的影響,犢牛在美國北卡羅萊納州斷奶后馬上運到德克薩斯州。在所進行的兩個試驗中,飼以蛋氨酸鋅的犢牛采食量和日增重均比飼以氧化鋅的犢牛要高。在發病率上,其中一個試驗中補蛋氨鋅組比補氧化鋅組明顯降低(0%∶20%)。在Chirase等(1991)的研究中發現受實驗性鼻氣管炎病毒感染的犢牛飼以蛋氨酸鋅要比飼以氧化鋅恢復得快。Spears等(1991a)曾研究了不同鋅水平和鋅源對受應激影響的新近斷奶和運輸的閹牛的免疫機能的影響。對照組閹牛飼以含26mg/kg鋅的基礎日糧,試驗組閹牛在基礎日糧水平的基礎上,再補飼25mg/kg的氧化鋅或蛋氨酸鋅。經過28d的試驗,各處理間表現無顯著差異,死亡率均很低。但經測定,其抗牛皰疹病毒抗體滴度在第14d時補蛋氨酸鋅組要比對照組和氧化鋅組高47%和31%。邵凱等(1996,2000)研究了蛋氨酸鋅對細毛羊羯羊的免疫機能的影響,發現補飼蛋氨酸鋅能提高其布氏桿菌抗體滴度、血清γ-球蛋白的百分含量、外周血T淋巴細胞轉化率和ANAE染色的陽性率。王洪榮等(1998)在內蒙古羯羊上的研究結果表明,飼喂不同鋅源綿羊瘤胃內鋅的流量(mg/d)間差異不顯著;ZnO組和Zn-Met組綿羊在十二指腸和回腸中鋅流量顯著高于對照組。Zn-Met組綿羊在十二指腸內鋅的吸收率顯著高于ZnO組和對照組,而ZnO組綿羊在回腸后鋅的吸收率較高;飼喂不同鋅源綿羊的瘤胃食糜外流速度常數(Kp)、瘤胃、十二指腸和回腸的干物質和氮流量間差異不顯著;飼喂Zn-Met可顯著提高進入十二指腸內微生物氮和蛋氨酸流量,并有助于提高綿羊回腸對氮的吸收率。不同鋅源對綿羊瘤胃食糜和瘤胃微生物的氨基酸組成無顯著影響,對進入十二指腸的氨基酸組成有較大影響,其中Zn-Met組十二指腸食糜Glu、Val、Ile、Leu、Arg的含量都比對照組和ZnO組降低,而Gly、Cys、Met、Tyr和His都比對照組和ZnO顯著提高,說明Zn-Met具有一定的過瘤胃功能。近年來,人們利用鋅蛋白鹽和氧化鋅在反芻動物上進行了一些試驗。在羔羊飼糧中添加鋅蛋白鹽補充鋅,鋅在羔羊體內的存留率高于添加氧化鋅,差異顯著(Lardy,1992)。Spain等(1993)在乳牛上利用氧化鋅和1/2氧化鋅+1/2鋅蛋白鹽進行了20周泌乳試驗,在乳產量和體細胞計數上未見到差異。然而,根據其體細胞計數的變化和奶樣的細菌培養實驗,發現飼以鋅蛋白鹽的乳牛其新發生乳房感染率要明顯少于飼以氧化鋅的乳牛(P<0.05)。在Spears(1996)對生長和育肥閹牛所進行的試驗中,閹牛被分別進行以下處理:①不補鋅;②補25mg/kg的氧化鋅;③補25mg/kg的鋅蛋白鹽;試驗分生長期(84d)和育肥期(84～112d),基礎日糧中包括玉米青貯。結果表明,補鋅明顯提高了閹牛的日增重,不同鋅源對閹牛的生長沒有明顯影響,但飼以鋅蛋白鹽的牛飼料利用效率較高。當育肥期內閹牛被飼以高玉米含量的日糧時,補飼鋅蛋白鹽飼料利用率高于補飼氧化鋅的牛(P<0.07)。全期內閹牛日增重和料肉比在各組間差異不顯著,但補鋅蛋白鹽組要好于其它兩組。已有的氨基酸鋅螯合物多為將幾種金屬元素復合而非單一使用。Manspeaker等(1987)曾利用40頭初產荷斯坦青年母牛對氨基酸鋅螯合物進行了試驗,在補添的氨基酸鋅螯合物中包括鐵、錳、銅、鋅以及鉀和鎂。試驗期從產前30d直到下一次妊娠。結果表明補氨基酸鋅螯合物的青年母牛其腺周纖維化(一種導致產后子宮內膜組織無法正常再生的病理變化)的比例(10%)明顯低于對照組青年母牛(58%)。飼以螯合礦物質的青年母牛其卵巢活性升高,而胚胎死亡率降低。Kropp(1990)報道了初產肉用青年母牛補飼氨基酸鋅螯合物后對其繁殖的影響。將青年母牛在產犢后70d進行同期發情處理。結果發現,補飼氨基酸鋅螯合物的青年母牛其發情率和妊娠率明顯提高(P<0.05)。在整個配種季節其妊娠率沒有差異,但飼以氨基酸鋅螯合物的青年母牛其妊娠的時間比飼以無機礦物質的要早。Gengelbach(1990)曾研究了補飼氨基酸鋅螯合物對放牧在受內寄生菌感染高羊茅草草場上的肉牛生長的影響。在對36頭生長閹牛進行的168d試驗中,不同處理間的日增重相近。Johns等(1991)利用剛斷奶的犢牛進行試驗,發現補給氨基酸鋅螯合物的復合物對犢牛增重沒有影響。3有機鋅在反液壓系統中的生物利用率Heinrich等(1983)的研究報道蛋氨酸鋅中的蛋氨酸部分在很大程度上不被瘤胃微生物所降解,根據其所繪微生物生長曲線,在模擬瘤胃環境條件下蛋氨酸鋅在96h后仍不能被微生物利用。美國Zinpro公司曾用體外法評定其產品Availa-Zn(蛋氨酸鋅)在瘤胃中的穩定性,所做的3個試驗結果都表明氨基酸螯合物在模擬瘤胃環境下是穩定的,瘤胃通過率都達到90%以上。Ward等(1992)報道飼喂蛋氨酸鋅的牛瘤胃中可溶性鋅的濃度要遠遠高于飼喂相同濃度的硫酸鋅或氧化鋅。Kennedy等(1993)曾比較了鋅多糖絡合物和氧化鋅在閹牛瘤胃中的分布,當把瘤胃內容物分為無細胞相、微生物相和顆粒相3部分時,飼以鋅多糖的閹牛3部分的鋅濃度均高于飼以氧化鋅的閹牛。Gibson等(1988)在母牛日糧中添加蛋氨酸鋅,瘤胃液NH3-N水平提高,原蟲數量有增加趨勢。李麗立等(1994)在山羊的研究報道,飼喂蛋氨酸鋅時瘤胃內NH3-N濃度顯著降低(P<0.05),鋅元素濃度較氧化鋅組低(P<0.05),pH值相似,揮發性脂肪酸含量各組間無顯著差異。綿羊的試驗研究結果表明,飼喂不同鋅源對綿羊瘤胃液pH和NH3-N無顯著影響,但各組羊瘤胃液NH3-N濃度在飼喂后變化趨勢有所不同,氧化鋅組在上午飼喂精料后2h和下午飼喂精料后1h達到高峰。而蛋氨酸鋅組試羊在上午飼喂精料1～4h瘤胃液NH3-N持續下降,且變化平穩,說明蛋氨酸鋅在綿羊瘤胃內較穩定(王洪榮,1998)。以上研究結果表明蛋氨酸鋅在瘤胃內仍保持完整,并且與飼料顆粒或微生物結合成不溶性復合物的量很少。目前測定有機鋅的生物利用率,通常以硫酸鋅或氧化鋅作為標準?，F將近年來國內外有機鋅在反芻動物中的生物利用率列表如下(見表2)。綜上所述反芻動物有機鋅利用率測定結果有很大差異,主要因為在每一個研究中有著大量的因素影響測定結果,這些因素包括:①有機鋅產品質量;②研究中所采用的反映指標和研究方法;③研究中所用日糧組成和類型;④研究所用動物以往的營養水平;⑤研究所用動物種類、機體狀況和當時的生產水平;⑥測定的持續時間;⑦研究中所用礦物質的種類、添加水平和級別(食品級、飼料級)。5有機鋅的代謝關于有機鋅的作用模式尚不清楚。已有的假設認為,有機鋅的益處在于它們在瘤胃和真胃不被分解而能抵達小腸,但是沒有證據表明有機鋅可以完整到達小腸,因為這種證據很難獲得。就表觀吸收、組織和血液的濃度而言,很少有證據表明有機鋅比無機鋅的利用率高得多。而且單純以吸收上的差異來說,并不足以抵消有機鋅較高的成本。因此有機鋅的有益作用不在于其被動物機體吸收的數量,而在于其被吸收的形式或者說其在動物體內的活性。一定的絡合或螯合鋅可能會刺激一定的生化反應過程,有機鋅可能和無機鋅進入體內不同的代謝池。Neathery等(1972)利用犢牛進行的研究發現吸收后的有機鋅和無機鋅的代謝不同。在此項研究中他們利用65Zn標記的氯化鋅或在牧草生長中轉化到牧草中的65Zn對飼以缺鋅日糧的犢牛進行試驗。結果發現兩種鋅源的吸收是相似的,然而服用7d后來自牧草的65Zn在犢牛肝、脾、心臟和小腸的沉積比來自氯化鋅的65Zn要高。Spears(1989)在羔羊上的試驗表明蛋氨酸鋅和氧化鋅的吸收狀況是相似的,但其吸收后的代謝情況是不同的。目前認為有機鋅(