多孔氧化锌对断奶仔猪生长性能、绒毛形态及肠道微生物菌群的影响

李小强，马红艳，李 辉，王 量

（山西运城农业职业技术学院，山西运城 044000）

断奶时期是动物生长过程中应激最大的阶段，这个时期由于消化功能不完善，胃肠道微生态平衡脆弱，免疫不成熟，且伴随采食量下降、腹泻等，使断奶仔猪的生长率降低。营养调控在减轻断奶腹泻中发挥重要作用。锌作为人体必需的矿物质元素，对机体生长发育、免疫功能和肠道健康具有巨大的调节作用。目前，饲料中锌的主要来源是无机盐，如硫酸锌、氧化锌和氯化锌。断奶仔猪日粮中添加药理水平的高剂量氧化锌（2000～4000 mg/kg）可以降低腹泻率。但长期服用药物剂量的氧化锌可能会引起许多负面影响，如环境污染、生长性能差、营养物质消化率低和耐药性，我国在2018年7月将断奶仔猪前两周锌的添加水平限制在1600 mg/kg内。多孔氧化锌是一种商业氧化锌产品，孔隙率是其特殊性状，其表面积是普通氧化锌的10～15倍。体外研究表明，0.02～0.04 μ g /mL多孔氧化显示出更好的抑制大肠杆菌生长的能力（Valerie和Agathe，2017）。添加多孔氧化锌可以改善仔猪生长性能和健康状况（Morales等，2012）。目前，关于具有活性物理性状的多孔氧化锌的应用研究数据较少，特别是针对断奶仔猪。我们推测，作为高剂量氧化锌的潜在替代品，补充低剂量的多孔氧化锌可以通过改善肠道通透性，调节微生物菌群组成来降低断奶仔猪腹泻率。因此，本研究旨在评估日粮多孔氧化锌替代普通氧化锌对断奶仔猪生长性能、肠绒毛形态及肠道微生物菌群的影响。

1 材料与方法

1.1 试验设计与饲养管理 试验选择21 d平均体重为（6.55±0.22）kg的断奶仔猪640头，随机为4组，每组8个重复，每个重复20头。对照组饲喂基础日粮（见表1），处理日粮分别在基础日粮中添加普通氧化锌和多孔氧化锌，使锌水平分别为3000 mg/kg（普通氧化锌）、200和400 mg/kg（多孔氧化锌），试验分为断奶后1～14 d和15～28 d。试验日粮不添加药物或其他饲料添加剂，所有猪只都被关在环境可控的保育舍中，每个重复都配有自动喂料器和饮水器，保育舍温度控制在25℃左右，相对湿度为60%～70%。

表1 仔猪断奶后4周日粮原料组成及营养水平

1.2 生长性能和腹泻率测定 在试验开始和结束时分别对仔猪称重，记录每天的采食量，用于计算平均日采食量、平均日增重和饲料效率（增重/耗料量）。每天对每头猪腹泻情况进行2次肉眼观察，参考Long等（2017）的方法进行评分和计算。

1.3 样品采集与分析 饲养试验结束后，从每个处理随机选择16头猪，颈静脉穿刺收集血液，3000 g 4℃条件下离心10 min，分离血清，用试剂盒法分析D-乳酸盐和二胺氧化酶。十二指肠、空肠中段和回肠切段2 cm，立即用10%中性福尔马林固定，进行形态测定分析。收集回肠和盲肠内容物，参考Kraler等（2016）的方法测定微生物菌群。

1.4 统计分析 所有数据均采用SAS 软件单因素进行方差分析。生长性能分析以重复为实验单元，腹泻率等数据以猪个体为实验单元。同时研究多孔氧化锌的线性和二次曲线效应。P≤ 0.05表示差异显著，0.05＜P＜0.10为有显著趋势。

2 结果与分析

2.1 不同水平多孔氧化锌替代普通氧化锌对生长性能的影响 由表2可知，多孔氧化锌较普通氧化锌显著提高了1～28日龄断奶仔猪平均日增重和平均日采食量（P＜0.05），各组间饲料效率无显著差异（P＞0.05）。与3000 mg/kg普通氧化锌组相比，多孔氧化锌组仔猪生长性能无明显差异（P＞0.05）。与对照组相比，日粮添加多孔氧化锌可显著降低仔猪腹泻率（P＜0.05），且随着多孔氧化锌添加量的增加，腹泻率呈显著线性和二次曲线下降（P＜0.05）。

表2 多孔氧化锌对断奶仔猪生长性能的影响

2.2 不同水平多孔氧化锌替代普通氧化锌对肠道微生物菌群的影响 由表3可知，与对照组相比，多孔氧化锌组较普通氧化锌组显著降低了盲肠和回肠微生物数量，如大肠杆菌、梭状芽胞杆菌和拟球梭菌（P＜0.05），显著提高了回肠和盲肠有益菌如乳酸杆菌数量（P＜0.05）。回肠和盲肠菌群数量随日粮多孔氧化锌添加水平的升高表现为线性和二次曲线效应（P＜0.05）。另一方面，3000 mg/kg普通氧化锌组回肠和盲肠乳酸杆菌数量显著低于多孔氧化锌组（P＜0.05），但回肠和盲肠中大肠杆菌数量较多孔氧化锌组有提高趋势（P=0.06）。

2.3 不同水平多孔氧化锌替代普通氧化锌对小肠绒毛形态及通透性的影响 由表4可知，与对照组相比，多孔氧化锌组十二指肠、空肠和回肠绒毛高度与隐窝深度比值及空肠和回肠隐窝深度显著提高（P＜0.05），而空肠绒毛高度显著降低（P＜0.05），同时有降低十二指肠隐窝深度的趋势（P=0.07）。十二指肠、空肠、回肠的绒毛高度和V/C值均呈线性或二次增长（P＜0.05）。但3000 mg/kg普通氧化锌组与多孔氧化锌组对小肠绒毛形态的影响无显著差异（P＞0.05）。

表3 多孔氧化锌对断奶仔猪回肠和盲肠微生物数量的影响

以血清D-乳酸和二胺氧化酶活性来反映断奶仔猪肠道通透性。与对照组相比，日粮添加多孔氧化锌可显著降低血清D-乳酸含量和二胺氧化酶活性（P＜0.05）。与3000 mg/kg普通氧化锌组相比，400 mg/kg多孔氧化锌组血清D-乳酸含量显著降低（P＜0.05）。

3 讨论

断奶会导致肠上皮屏障功能受损和断奶后腹泻，从而导致生长速度降低。作为饲料抗生素替代品，在断奶仔猪日粮中添加药理水平（2000～4000 mg/kg）氧化锌可以提高生长性能和缓解腹泻。本研究采用3000 mg/kg氧化锌药理学水平饲养的猪生长性能有所改善，腹泻率降低。Hu等（2012）研究表明，日粮添加锌的仔猪腹泻降低可能与其肠道微生物群调节有关。本研究中，日粮中高剂量氧化锌降低了乳酸菌、拟球梭菌和梭状芽胞杆菌的数量，但对大肠杆菌无显著影响，这与Milani等（2017）报道的结果一致。

与基础日粮组相比，氧化锌和多孔氧化锌组回肠和盲肠大肠杆菌、拟球梭菌和梭状芽胞杆菌数量均有所减少。氧化锌抗菌活性可能是由于其表面生成过氧化氢有关，而多孔氧化锌的表面积是普通氧化锌的10～15倍，因此推测，增加一个氧化锌粒子的表面积可能提高过氧化氢的生成效率和抗菌活性。但需进一步研究来了解多孔氧化锌的作用机制，重点是抗细菌活性。此外，回肠和盲肠中乳酸杆菌的增加也可以增强肠上皮对病原微生物的屏障功能（Anderson等，2010）。

锌是动物体内必需的微量元素之一，是多种金属酶的重要组成部分，是300多种酶的激活剂，因为它与肠道发育密切相关。在本研究中，饲粮中添加500 mg/kg多孔氧化锌或3000 mg/kg氧化锌可增加空肠、回肠的绒毛高度，同时整个小肠的绒毛高度与隐窝深度比值也显著提高，而十二指肠和空肠的隐窝深度显著降低。增加绒毛高度和微绒毛密度可扩大小肠总吸收表面积，降低隐窝深度也可促进吸收。绒毛高度和绒毛高度与隐窝深度比值越高，上皮细胞周转越频繁，绒毛越长，细胞有丝分裂越活跃。本研究中，添加多孔氧化锌改善了断奶仔猪生长性能可能与肠道吸收增加有关。但小肠中绒毛高度的增加和绒毛高度与隐窝深度比值的增加导致营养物质在上皮的转化机制还需要进一步研究。

4 结论

日粮添加多孔氧化锌提高了断奶仔猪的平均日增重，这可能与肠道菌群调节及降低仔猪肠上皮通透性有关。此外，日粮添加400 mg/kg多孔氧化锌可改善断奶仔猪肠道菌群和小肠绒毛形态，降低血清D-乳酸和二胺氧化酶水平。