一、前言

 

鋅過去之利用於豬只飼料，主要為預(yù)防鋅缺乏癥狀，并且達(dá)到促進(jìn)生長的目的；而其適當(dāng)?shù)挠昧坎粌H是在學(xué)術(shù)上的研究已得到一致，甚至亦已提供商業(yè)飼料配方的參考依據(jù)。然而近來有一些相關(guān)研究提出，喂給高用量(亦即藥物用量)的氧化鋅於離乳仔豬，可以控制E.coli scours的發(fā)生(Holm，1988；Poulsen，1989)；且此用量2400~3000ppm業(yè)已超過1988，NRC及Brink et al，1959所提仔豬的安全用量。

 

本篇報(bào)告乃針對(1)鋅的功用及缺乏癥狀(2)鋅源及其利用率(3)高量氧化鋅的應(yīng)用，三方面逐一探討。

 

二、鋅的功用及缺乏癥狀：

 

鋅是生理上的一些功能的必需物質(zhì)之一，例如何調(diào)節(jié)酸鹼平衡以達(dá)免疫能力的作用，同時(shí)也是一些酵素的組成分或是酵素的活化者(Joseph and David，1993)。其主要功用如下：

 

(1)防止不全角化癥

 

(2)參與酵素系統(tǒng)的作用

 

(3)促進(jìn)傷口的愈合

 

(4)與骨骼、毛發(fā)的生長有關(guān)

 

相關(guān)缺乏癥狀：不全角化癥、活動(dòng)怠慢、生長發(fā)育遲緩、毛發(fā)粗糙不全、傷口愈合緩慢。一般在牛、羊的正常日糧中，較少發(fā)生缺乏現(xiàn)象；但在豬只的日糧中則常有鋅缺乏現(xiàn)象而導(dǎo)致不全角化癥的發(fā)生，故在豬只日糧中常須額外的添加適當(dāng)鋅量，以預(yù)防缺乏癥狀的發(fā)生，并可達(dá)到促進(jìn)生長的作用。

 

三、鋅源種類及其利用率

 

表一、鋅源的成分規(guī)格表

 

鹽類別 化學(xué)式 含鋅元素％

碳酸鋅 ZnCO3 52.14

氯化鋅 ZnCl2 47.97

氧化鋅 ZnO 80.35

硫酸鋅 ZnSO4 40.37

含水硫酸鋅 ZnSO4 ．H2 O

ZnSO4 ．7H2 O

 

36.42

22.73

 

(一)家禽方面相關(guān)試驗(yàn)：

 

早先Reberson and Schaible於1958,1960先後發(fā)表的報(bào)告中，均指出將不同的鋅源(sulfates,oxides,carbonates)應(yīng)用於家禽的試驗(yàn)中，其生物性利用效率(bioavaillbility)無顯著的差異，此結(jié)果與Pensack et al，1958；Edwards，1959二人的試驗(yàn)相似。

 

Wedekind and Baker，1990，於含13ppm鋅量的豆粉基礎(chǔ)日糧中分別添加0,2.5,5,10,15,40,100ppm鋅量的ZnSO4．7H2O，喂給一周齡肉雞時(shí)，經(jīng)由生物性分析(bioassay)的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：不論weight gain(g),plasma Zn(ug／dl)，或者total tibia Zn(ug)均與添加鋅的攝食量有直線的相關(guān)性，而非與日糧總鋅量的攝食量有關(guān)。

 

由下表的試驗(yàn)結(jié)果，雞只攝食可利用鋅量主要來自額外添加的鋅，與基礎(chǔ)日糧13ppm的含鋅量無關(guān)，其主要系因大豆中鋅的生物利用率極低(Baker & Halpin，1988)。而weight gain，plasma Zn，total tibia Zn隨著額外添加的鋅量均呈直線增加的趨勢，且各於達(dá)20,40ppm之後，其直線斜率較為趨緩。

 

表二、Rewponse of Chicks to Supplemental Zinc Sulfate

 

Suppl. Zn

mg／kg

 

Weight gain

g

 

Intake Plasma Zn

ug／dl

 

Tibia Total Zn

ug

 

Feed

g

 

Suppl. Zn

mg

 

Dry wt.

Zn conc.

ug／g

 

0 133 170 0 4.8 .477 25.5 12.1

2.5 157 208 52 6.7 .532 28.6 15.1

5 167 230 1.15 7.5 .581 36.7 21.3

10 190 270 2.70 8.8 .644 53.7 34.6

15 211 281 4.21 10.7 .757 63.8 48.3

20 242 334 6.67 14.0 .855 83.2 71.3

40 257 354 14.15 20.7 .949 158.3 150.2

100 266 328 32.75 24.5 .937 213.6 201.2

SE 6 7 29 7 .028 5.5 8.2

Basal dieta starting growing

20-50kg

 

finishing

50-110kg

 

5-10kg 10-20kg

CP％ 20 18 16 14

Zn ppmb 42 37 32 27

NRC Zn requirement 100 80 60 50

a basal diet：corn-soybean meal

 

b Zn-free mineral mix of the diet (Wedekind et al., 1994)

 

另外Wedekind and Baker在同時(shí)期分別以ZnSO4．H2O及ZnO當(dāng)作額外添加的鋅源，發(fā)現(xiàn)在weight gain方面以ZnO當(dāng)作鋅源時(shí)，其生物利用效率僅為ZnSO4．H2O的61.2％在Tibia Zn方面，則ZnO為ZnSO4．H2O的44.1％。不同鋅源其生物利用效率的差異，早先也已有相同結(jié)論的研究報(bào)告(Erdman et al., 1980, 1983；Fordyce et al., 1987)。

 

沈積在Tibia的Zn，被認(rèn)為僅是一種吸收作用，而weight gain才是真正反應(yīng)出Zn的可利用效率的程度(B.L. O´DELL)。這些研究結(jié)果顯示：對於不同鋅源的代謝利用效率，其差異主要在於吸收率與生物利用率的相差程度。代謝利用率的不同主要是受內(nèi)源性(endogenous)鋅流失程度的影響，而內(nèi)源性鋅流失的程度則受供作同化作用的可吸收鋅量的多寡而定；亦即生物利用效率較佳的鋅源，提供較多的可吸收鋅量，相對地，其內(nèi)源性鋅的流失也增加，因而使得其代謝效率變差(Weigand and Kirchgessner，1980)。換句話說，這也是為何ZnO雖然在Tibia Zn吸收率上，僅為ZnSO4．H2O的44.1％；但在weight gain方面，卻達(dá)到61.2％的原因。這也說明為何在禽畜日糧上，一般均以ZnO當(dāng)作添加鋅源的原因。

 

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(二)在肉豬方面相關(guān)試驗(yàn)：

 

過去在肉豬，添加不同鋅源比較增重情形以測定其各別利用率的試驗(yàn)(Hill et al., 1986；Swinkels et al., 1991)并未如前述Wedkind et al., 在肉雞方面的試驗(yàn)，能夠明顯區(qū)分各鋅源的不同。

 

Wedekind et al,1994同樣以生物性分析(bioassay)的方法，應(yīng)用在肉豬試驗(yàn)。以表三所列各階段的基礎(chǔ)日糧，再額外添加鋅量0,5,10,20,40,80ppm(乃以ZnSO4．H2O為鋅源)。於4,6,10,12周齡分別測定plasma Zn(ug／ml)，并於試驗(yàn)結(jié)束後，測定掌骨(metacarpal)和尾椎骨(coccygeal)中的Zn(ug／g)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：此三者與suppl. Zn intake均呈線性相關(guān)，而體重在各組間則無顯著差異。若以最大增重為基準(zhǔn)來衡量Zn需要量(Lewis et al., 1956, 1957；Smith et al., 1961)，則目前NRC推薦量顯然均已超過需要。同如其他礦物質(zhì)一樣，Zn在免疫能力(immunocompetence)和繁殖性能(reproduction)，扮演相當(dāng)重要的角色。因此，供作繁殖作用所需的Zn，應(yīng)比僅供生長所需要的量為多(Underwood, 1981)；且動(dòng)物在受到相當(dāng)緊迫時(shí)，Zn量的需求也會(huì)相對增加(Klasing, 1992)。但是過去的試驗(yàn)均無法明白指出供作繁殖或免疫作用時(shí)，其Zn的最大需要量；而骨頭乃是Zn在動(dòng)物體中最大的儲(chǔ)存處。因此，以骨頭和血漿含Zn量的值，遠(yuǎn)比以生長情形(growth)更適合作為Zn需要量的指標(biāo)。

 

表三、肉豬各飼養(yǎng)階段Zn需要量和設(shè)計(jì)值

 

Zn sources metacorpal Zn

ug／g

 

coccygeal Zn

ug／g

 

plasma Zn

ug／ml

 

ZnSO4 ．H2 O 100.0a 100.0a 100.0a

ZnMET 60.4b 84.4ab 95.4a

ZnLys 37.5c 24.3c 78.7a

ZnO 66.7b 69.5b 87.0a

abc 鋅源間具有顯著差異(p＜0.5) (Wedekind et al., 1994)

 

若再以生物性分析法來測定，不同鋅源應(yīng)用於肉豬上的各別利用率，以表四的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，顯然以ZnSO4．H2O的利用率為最佳，此結(jié)果與Wedkine et al., 1992在肉雞試驗(yàn)中，ZnMET的利用率為ZnSO4．H2O的206％的結(jié)果恰好相反。

 

表四、不同鋅源相對比較生物利用率*

 

Analysis growing finishing

CP％ 16.1 14.4

Ca％ 0.65 0.58

P％ 0.51 0.48

phytate, mg／g 2.90 3.64

Zn, mg／kg 32 27

(原料中含鋅量）

 

*corn-soybean meal basal diet

 

另外，若以ZnSO4．H2O和ZnMET額外添加於以crystalline amino acid為主要蛋白源的日糧喂給雞只時(shí)，發(fā)現(xiàn)ZnMET的利用率卻僅為ZnSO4．H2O的17％。此乃因crystalline amino acid diet完全缺乏phytate和fiber所致。當(dāng)然除了fiber和phytate二者，尚有Ca及其他影響因素。Oberleas et al., 1962；O´dell et al., 1964；Ellis et al., 1982；Fordyce et al., 1987等多篇報(bào)告指出：高鈣的日糧可以凸顯出phytate影響Zn生物利用率的程度。但是過量鈣的corn-soybean meal日糧，則會(huì)增加豬只發(fā)生不全角化癥(parakeratosis)的機(jī)率(Tucker and Salmon, 1955；Lewis et al., 1956, 1957；Luecke et al., 1957)。

 

由以上推論，影響不同鋅源利用率的差異，大致可歸納為

 

(一)動(dòng)物種類的不同。

 

(二)與日糧中其他營養(yǎng)分子的相互拮抗作用。

 

四、高鋅量預(yù)防仔豬下痢的相關(guān)報(bào)告

 

以含高鋅量2400~3000ppm(應(yīng)視為藥物用量)的ZnO應(yīng)用在離乳仔豬，來預(yù)防豬只下痢(E. coli scours)的發(fā)生，乃是近年來的一大課題(Holm, 1988；Pouisem, 1989)。而此用量遠(yuǎn)超過1988NRC所提出的仔豬安全用量，但是最近在美國的一些研究(Fryer et al., 1992；Tokach et al., 1992)以含3000ppm Zn的ZnO額外添加於仔豬日糧，卻發(fā)現(xiàn)并無顯著的有害或有利的效應(yīng)。在這些報(bào)告里，我們可以發(fā)現(xiàn)有下列幾點(diǎn)問題存在著(一)為何以ZnO作為額外添加Zn的來源？(二)為何添加的鋅量由NRC推薦的安全用量100ppm，一躍而為2400~3000ppm的用量？(三)對試驗(yàn)仔豬的日齡不同，有無差異？

 

而相當(dāng)量的plasma Zn濃度可由飼料中的添加的Zn量獲得，但在攝食的Zn量＜1g／day時(shí)，并無法顯示其間的關(guān)聯(lián)；唯有在＞1g／day下，二者方呈直線相關(guān)。根據(jù)NRC, 1980的說明：鋅為微量元素，具有快速的轉(zhuǎn)換速率及短暫的停留期。而任一物質(zhì)在身體中排泄量無法與吸收量并齊時(shí)，即為該物質(zhì)在體中開始停留的起點(diǎn)(theshold)。此可說明，當(dāng)攝取高鋅量時(shí)，plasma Zn值會(huì)隨其呈直線增加。

 

(二)由Trial 2, Trial 3二個(gè)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：喂予B+3000 ppm Zn(ZnO)者其weight gain及feed intake分別較對照組各增加17％，14％左右，Poolsen, 1989；Fryer, 1992也提出：尤其是在28天離乳後，直接喂飼B+3000 ppm(ZnO)，其效果更為明顯。添加ZnSO4或ZnMET者，其plasma Zn值達(dá)4 mg／L以上，而依Trial的結(jié)果，plasma Zn的最佳值介於1.5~3.0mg／L之間，而添加ZnO者卻好符合其范圍，故其ADG與FI均比對照組有改善的效果。此結(jié)果卻與前述論及鋅源的結(jié)果相似，由此可知或許正因ZnO的生物利用率，而使其較具有耐受性。

 

(三)由表五所列三個(gè)試驗(yàn)中的仔豬離乳日齡來看，在Trial 2各組其平均增重效果均比Trial 3為佳；Tokach et al., 1992亦提出：21日齡離乳仔豬(平均體重5.4kg)，直接喂給3000 ppm Zn的日糧，也顯示對增重?zé)o利?；蛟S早期離乳，使得仔豬將身體中過量Zn排除的能力減低，而此原因可能導(dǎo)致血中高量的Zn，干擾了ZnO在增重方面的誘導(dǎo)作用。

 

(四)與Cu的比較：Cu除提供血球形成的有關(guān)酵素成分之外，尚具有類似抗生素作用，可以促進(jìn)生長，且隨用量(在100~250ppm之間)的增加而更為明顯，尤其以250ppm的使用量最佳(洪平，飼料原料要覽；Root and Madhen, 1982；Edmonds et al, 1985)。然而在Trial 3中，該處理組并未比對照組較有改善。

 

在Joseph and David三個(gè)試驗(yàn)中各處理的仔豬均無發(fā)生下痢的發(fā)生，因此無法比較以添加高鋅量來預(yù)防下痢的效應(yīng)。

 

五、結(jié)論

 

由於Zn在免疫能力(immunocompetence)和繁殖性能(reproduction)，扮演相當(dāng)重要的角色，且為酵素組成或活化作用的主要成分之一；而在豬只日糧中常須額外的添加適當(dāng)鋅量，以預(yù)防缺乏癥狀的發(fā)生，并達(dá)到促進(jìn)生長的作用。

 

雖然在本篇報(bào)告中，關(guān)於以高鋅量的添加，并未能明顯表示預(yù)防下痢的預(yù)期效果。然而此超過NRC所提的安全用量甚多的添加量，不僅無中毒現(xiàn)象，卻仍有較佳的增重效果，倒是值得作進(jìn)一步的探討并確定其預(yù)防下痢的效果。

 

另外關(guān)於不同鋅源利用率的探討上，若如前述所言，不論是以plasma Zn或bone Zn為基準(zhǔn)點(diǎn)，則降低ZnSO4．H2O或ZnLys的添加量，使其plasma Zn值亦在1.5~3.0mg／L范圍時(shí)，是否也可如添加ZnO(3000 ppm Zn)的效果。若從添加鋅源的價(jià)格來考慮，則也要再作探討。