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锌在高密度动物生产地区是一个问题,我们应该对锌的应用和处理进行更严格的控制和监管。
中图分类号:S816.72 文献标识码:C 文章编号:1001-0769(2017)03-0072-02
去年秋天,我受邀参加了在巴黎举行的第一届欧洲畜产品委员会(European Association for Aviation Psychology,EAAP)——Animine Academy,在大会上我有机会重新认识了锌和铜的作用。下面,我将分享多个有趣的内容,相信这会帮助我们设计出更佳的饲料。
2003年,欧盟将锌在猪饲料中的添加 上限从250 mg/kg (以全价配合饲料为基础)下调至150 mg/kg。由于大部分全价配合饲料中已含有30 mg/kg~40 mg/kg的天然锌,因此外源添加的锌(通常以氧化锌或硫酸锌的形式添加)水平应不超过110 mg/kg。对于大多数猪饲料,这个添加水平即可满足猪的生长需求,猪的锌需要量不超过100 mg/kg。但对于断奶仔猪,这个添加上限存在争议。
并不是说断奶仔猪的生长对锌的需求量超过100 mg/kg,而是根据欧盟法规1334/2003,禁止以药理剂量(从2 000 mg/kg至4 000 mg/kg)添加氧化锌。而2005年,在有兽医处方的情况下,重新允许添加以应对肠道亚健康的问题,但仍然不能将锌作为生长促进剂类抗生素使用。
1 为什么要对锌的使用进行监管
为了更好地理解上述问题,我们首先要认识到,锌是重金属,高浓度的锌对活体生物(包括动物、微生物、植物等)有毒性。例如,对于猪而言,饲喂含有超过1 000 mg/kg锌的日粮超过4周,便会产生毒性,首个临床症状是猪的采食量会急剧下降。当土壤中的锌浓度超过 100 mg/kg时,会对植物产生毒性,而土壤中微生物的耐受能力稍强,在锌达到150 mg/kg时才有影响。尽管锌对动物的毒性作用很少发生(因为断奶仔猪仅在断奶后1~3周龄摄入药理剂量的氧化锌,该阶段猪的采食量相对较小),但欧盟监管机构主要关心的并不是这个问题,萎黄病才是重点的问题,因为这会抑制欧洲农业生产力,毕竟,猪粪肥在耕地上的使用范围很广。
2 什么是萎黄病
植物的叶绿素光合作用系统需要铁。植物会从土壤中吸收铁,一般情况下很少会发生铁缺乏的情况。但是,土壤中微量元素的大量沉积,比如铜(另一个欧盟管控的重金属)和锌,会与土壤中的铁相结合,使这部分铁无法被植物利用。不仅如此,锌和铁在植物体内存在竞争性吸收,进一步加重了铁的缺乏情况。因此,植物将不能合成叶绿素,从而使叶子显得苍白(术语为萎黄病)。反过来,叶绿素的缺乏会减少光合作用,降低植物的生产力。换句话说,在污染严重的土地上,受到影响的植物(如谷物)产量会降低。
据估计,1973~1983年,在西欧,锌的沉积量每年约为0.41 mg/kg。考虑到目前大部分的污染耕地位于欧洲,预计这些土地在现在开始的几代内将达到毒性水平不是没有原因的。悲观估计还有80年这些优质耕地将无法使用。这就是欧盟开始重新考虑锌(和铜)管理政策的原因。
3 锌与植酸酶
锌在动物营养中一方面的作用是可与植酸酶相互作用。这种酶具有释放与植酸结合的锌(无法被动物利用)的功能。欧盟认为植酸酶的广泛使用或许可以进一步降低锌的上限添加量。例如,据估计,植酸酶的使用可以将锌的添加上限从150 mg/kg降至110 mg/kg,这意味着外源的无机锌添加量仅为70 mg/kg。一篇十分有趣的题为“在全价料中潜在降低当前锌最大允许添加量的科学观点”的文章,为欧盟有关未来对锌的管理提供了新视野。
4 锌的可利用形式
自然来说,高生物利用率的锌(如螯合锌),可以降低粪便中锌的排出量,进而减少土壤中的锌含量。但是,尽管这非常有用,但在我们使用这种形式的锌之前,应该注意的是:
建立科学的依据[出人意料的是,过去几年中欧洲食品安全局(European Food Safety Authority,EFSA)所有的观点都不能证明所有螯合锌都有更高的生物利用率]。
我们需要明确日粮中具体可以降低多少水平的锌(这个问题关系到需要在可消化的基础上精准确定锌的需要量)。事实来说,生物利用率是相对的,并且对于降低饲料和粪便中锌的浓度有一定的限制。然而,可以依靠经验来估算,至少可限制不超出安全边际量。
5 明确锌的需要量
在讨论锌的添加上限时,最需要解决的问题应是精准确定锌的需要量。当前,普遍接受的锌需要量是根据以往在仔猪上的试验数据得来的。因此,大猪的锌需要量就是根据仔猪的数据推测而来。另外,这些需要量是以总锌为基础的,而更加精确的数据应该建立在可消化的基础上——与氨基酸和磷的需要量没有不同。但这样的试验需要大量的人力、物力和资金,这正是欧盟可将资源集中利用之处,做出对社会有价值的事情。
6 氧化锌在断奶仔猪上的应用
这里,我们必须考虑到两种方案。第一种方案是在比利时讨论的方法:取代在断奶仔豬日粮中以药理剂量的方法添加锌,降低生长后备猪日粮中的锌水平。换句话说,我们将关注点放在农场总锌的排放量上,而不是日粮中锌的含量。这个方案对才可实施,因为所保育舍要实施这种方案有难度。
另外一种方案就是寻找氧化锌的替代形式。换言之,在添加低水平的氧化锌产品时能够达到添加药理剂量氧化锌的效果。目前,市场上有2种产品具有该效果。
包被型氧化锌,可以直接通过胃部(据说氧化锌会转化为氯化锌之处,因此被认为是失效的)而到达小肠,发挥功效。对于此点,我关心的是,根据我们以往针对氯化锌进行的大量试验研究发现,氯化锌也可达到氧化锌的效果,虽然没有按照欧盟法规的极低添加量进行添加。可能这仅仅是以我自己的研究为基础,但是我不反对学习更多有关包被型氧化锌的知识,特别是在氧化锌的作用机理极为复杂的情况下。不过目前我不会在我的仔猪饲料中添加这种形式的锌。
多孔型氧化锌。和包被型氧化锌一样,多孔型氧化锌的使用剂量很低,且能够达到普通氧化锌的效果。如果我们接受氧化锌是通过与肠道微生物相互作用而发挥作用的,那么从生物学的观点上来讲,增加其的接触面积将会增加锌的作用效果——同样的原理适用于酶和减小谷物的颗粒大小。最近,对此我有自己的观点,我已引进这种添加剂,并且替代了常规的氧化锌,目前正用于自己的仔猪饲料中。我不提倡按照欧盟法规直接用其替代常规氧化锌,因为这个添加浓度过低,我通常与其他抗菌添加剂结合起来使用。
7 小结
锌在猪饲料中的应用一直是欧洲关注的一个问题,我们应严格地控制它的使用和处理。首先,需要建议建立精确的动物对锌的需要量,以可消化锌为标准;同时,应探索更“友好”型锌的使用,如高生物利用率的锌,来满足动物的需求,包被型氧化锌和纳米氧化锌可为断奶仔猪提供健康保障。所有这些均需要来自欧盟和私营企业大量资金的支持。
中图分类号:S816.72 文献标识码:C 文章编号:1001-0769(2017)03-0072-02
去年秋天,我受邀参加了在巴黎举行的第一届欧洲畜产品委员会(European Association for Aviation Psychology,EAAP)——Animine Academy,在大会上我有机会重新认识了锌和铜的作用。下面,我将分享多个有趣的内容,相信这会帮助我们设计出更佳的饲料。
2003年,欧盟将锌在猪饲料中的添加 上限从250 mg/kg (以全价配合饲料为基础)下调至150 mg/kg。由于大部分全价配合饲料中已含有30 mg/kg~40 mg/kg的天然锌,因此外源添加的锌(通常以氧化锌或硫酸锌的形式添加)水平应不超过110 mg/kg。对于大多数猪饲料,这个添加水平即可满足猪的生长需求,猪的锌需要量不超过100 mg/kg。但对于断奶仔猪,这个添加上限存在争议。
并不是说断奶仔猪的生长对锌的需求量超过100 mg/kg,而是根据欧盟法规1334/2003,禁止以药理剂量(从2 000 mg/kg至4 000 mg/kg)添加氧化锌。而2005年,在有兽医处方的情况下,重新允许添加以应对肠道亚健康的问题,但仍然不能将锌作为生长促进剂类抗生素使用。
1 为什么要对锌的使用进行监管
为了更好地理解上述问题,我们首先要认识到,锌是重金属,高浓度的锌对活体生物(包括动物、微生物、植物等)有毒性。例如,对于猪而言,饲喂含有超过1 000 mg/kg锌的日粮超过4周,便会产生毒性,首个临床症状是猪的采食量会急剧下降。当土壤中的锌浓度超过 100 mg/kg时,会对植物产生毒性,而土壤中微生物的耐受能力稍强,在锌达到150 mg/kg时才有影响。尽管锌对动物的毒性作用很少发生(因为断奶仔猪仅在断奶后1~3周龄摄入药理剂量的氧化锌,该阶段猪的采食量相对较小),但欧盟监管机构主要关心的并不是这个问题,萎黄病才是重点的问题,因为这会抑制欧洲农业生产力,毕竟,猪粪肥在耕地上的使用范围很广。
2 什么是萎黄病
植物的叶绿素光合作用系统需要铁。植物会从土壤中吸收铁,一般情况下很少会发生铁缺乏的情况。但是,土壤中微量元素的大量沉积,比如铜(另一个欧盟管控的重金属)和锌,会与土壤中的铁相结合,使这部分铁无法被植物利用。不仅如此,锌和铁在植物体内存在竞争性吸收,进一步加重了铁的缺乏情况。因此,植物将不能合成叶绿素,从而使叶子显得苍白(术语为萎黄病)。反过来,叶绿素的缺乏会减少光合作用,降低植物的生产力。换句话说,在污染严重的土地上,受到影响的植物(如谷物)产量会降低。
据估计,1973~1983年,在西欧,锌的沉积量每年约为0.41 mg/kg。考虑到目前大部分的污染耕地位于欧洲,预计这些土地在现在开始的几代内将达到毒性水平不是没有原因的。悲观估计还有80年这些优质耕地将无法使用。这就是欧盟开始重新考虑锌(和铜)管理政策的原因。
3 锌与植酸酶
锌在动物营养中一方面的作用是可与植酸酶相互作用。这种酶具有释放与植酸结合的锌(无法被动物利用)的功能。欧盟认为植酸酶的广泛使用或许可以进一步降低锌的上限添加量。例如,据估计,植酸酶的使用可以将锌的添加上限从150 mg/kg降至110 mg/kg,这意味着外源的无机锌添加量仅为70 mg/kg。一篇十分有趣的题为“在全价料中潜在降低当前锌最大允许添加量的科学观点”的文章,为欧盟有关未来对锌的管理提供了新视野。
4 锌的可利用形式
自然来说,高生物利用率的锌(如螯合锌),可以降低粪便中锌的排出量,进而减少土壤中的锌含量。但是,尽管这非常有用,但在我们使用这种形式的锌之前,应该注意的是:
建立科学的依据[出人意料的是,过去几年中欧洲食品安全局(European Food Safety Authority,EFSA)所有的观点都不能证明所有螯合锌都有更高的生物利用率]。
我们需要明确日粮中具体可以降低多少水平的锌(这个问题关系到需要在可消化的基础上精准确定锌的需要量)。事实来说,生物利用率是相对的,并且对于降低饲料和粪便中锌的浓度有一定的限制。然而,可以依靠经验来估算,至少可限制不超出安全边际量。
5 明确锌的需要量
在讨论锌的添加上限时,最需要解决的问题应是精准确定锌的需要量。当前,普遍接受的锌需要量是根据以往在仔猪上的试验数据得来的。因此,大猪的锌需要量就是根据仔猪的数据推测而来。另外,这些需要量是以总锌为基础的,而更加精确的数据应该建立在可消化的基础上——与氨基酸和磷的需要量没有不同。但这样的试验需要大量的人力、物力和资金,这正是欧盟可将资源集中利用之处,做出对社会有价值的事情。
6 氧化锌在断奶仔猪上的应用
这里,我们必须考虑到两种方案。第一种方案是在比利时讨论的方法:取代在断奶仔豬日粮中以药理剂量的方法添加锌,降低生长后备猪日粮中的锌水平。换句话说,我们将关注点放在农场总锌的排放量上,而不是日粮中锌的含量。这个方案对才可实施,因为所保育舍要实施这种方案有难度。
另外一种方案就是寻找氧化锌的替代形式。换言之,在添加低水平的氧化锌产品时能够达到添加药理剂量氧化锌的效果。目前,市场上有2种产品具有该效果。
包被型氧化锌,可以直接通过胃部(据说氧化锌会转化为氯化锌之处,因此被认为是失效的)而到达小肠,发挥功效。对于此点,我关心的是,根据我们以往针对氯化锌进行的大量试验研究发现,氯化锌也可达到氧化锌的效果,虽然没有按照欧盟法规的极低添加量进行添加。可能这仅仅是以我自己的研究为基础,但是我不反对学习更多有关包被型氧化锌的知识,特别是在氧化锌的作用机理极为复杂的情况下。不过目前我不会在我的仔猪饲料中添加这种形式的锌。
多孔型氧化锌。和包被型氧化锌一样,多孔型氧化锌的使用剂量很低,且能够达到普通氧化锌的效果。如果我们接受氧化锌是通过与肠道微生物相互作用而发挥作用的,那么从生物学的观点上来讲,增加其的接触面积将会增加锌的作用效果——同样的原理适用于酶和减小谷物的颗粒大小。最近,对此我有自己的观点,我已引进这种添加剂,并且替代了常规的氧化锌,目前正用于自己的仔猪饲料中。我不提倡按照欧盟法规直接用其替代常规氧化锌,因为这个添加浓度过低,我通常与其他抗菌添加剂结合起来使用。
7 小结
锌在猪饲料中的应用一直是欧洲关注的一个问题,我们应严格地控制它的使用和处理。首先,需要建议建立精确的动物对锌的需要量,以可消化锌为标准;同时,应探索更“友好”型锌的使用,如高生物利用率的锌,来满足动物的需求,包被型氧化锌和纳米氧化锌可为断奶仔猪提供健康保障。所有这些均需要来自欧盟和私营企业大量资金的支持。