登录 立即注册
 找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

新浪微博登陆

只需一步, 快速开始

养猪同行| 养鸡同行| 养鸭同行| 养牛同行| 养羊同行| 水产同行| 饲料配方| 经营管理| 市场营销| 饲料品管| 饲料生产| 原料采购
高级
我的帖子好友上传投稿新帖
查看: 5913|回复: 1

关于高剂量氧化锌替代方法的综述

[复制链接]
avatar

2

帖子

1

关注

33

粉丝

二级会员

kk 发表于 2018-6-20 18:38:08 (手机用户) | 显示全部楼层 |阅读模式
关于高剂量氧化锌替代方法的综述

高剂量药理浓度的氧化锌曾是饲料配方中用来解决断奶仔猪腹泻、促进生长的最有效手段,曾被Cromwell称为二十世纪猪营养研究的里程碑式的发现之一。2018年农业部2625号公告出台,国家从环保的角度,限制了氧化锌的高剂量添加。本文从氧化锌的特点谈起,把高剂量氧化锌替代方案从控制腹泻的理想程度、替代方案的综合成本、实际使用过程中的稳定性等一些容易混淆的点讲清楚,毕竟,仔猪的健康是商品猪一生的源头,关系到商品猪的生产性能等各个方面。

从工艺上入手减排氧化锌
氧化锌的作用机理
关于药理剂量氧化锌的作用机理的研究已经很多,报道的效果包括增加小肠抗菌肽的基因表达;调节肠道菌群的稳定性和多样性;降低组胺的释放;增加肠道IGF-1及其受体的表达,促进肠道损伤的修复;介导脑肠肽的释放从而刺激采食;减少肠细胞电解质的分泌等等。日本学者Jun Sawai等(1998)研究表明,ZnO在肠道里产生过氧化氢自由基,是氧化锌展示抗菌活性的重要因素;近年Zhang和Guo(2009)的研究表明,高剂量氧化锌可以增加紧连接蛋白(Tight Junction protein)的表达,从而降低肠道的渗透性,阻止病原菌通过肠道屏障。氧化锌抗腹泻、促生长的作用,没有区域性、季节性和耐药性限制,30年的应用实践证明,高剂量普通氧化锌是非常经济有效的。
氧化锌的独一无二
氧化锌的作用并非依赖于氧化锌离解产生的锌离子,而是氧化锌本身;改善增重率、饲料效率的功臣是不溶于水的锌、不溶性的锌源。并且氧化锌的作用是发生在肠道水平,而非吸收后。因此,使用有机形式的锌,或提高氧化锌的生物利用度,以低剂量添加达到药理剂量氧化锌的效果是很难实现的。
 
Zn添加量(g/吨)
ADG(g/天)
ADFI(g/天)
增重/耗料(g/kg)

对照

318
526
618

氧化锌
500
322
523
623

氧化锌
2000
352
553
641

多糖复合锌
500
315
510
624

蛋白锌
500
324
535
611

氨基酸络合锌
500
317
514
621

氨基酸螯合锌
500
324
521
627

蛋氨酸锌
500
332
527
630

资料摘自《微量矿物营养与动物健康》研讨会文集(2010)。和下图并排

制备工艺提供解决方案
氧化锌是两性化合物,在胃肠道发生的离解反应:ZnO + 2H+=Zn2++ H2O,前面提到了氧化锌的作用机理是独一无二的,是其它锌制剂和产品在同等成本预算下不能替代的,氧化锌是改善仔猪性能唯一的锌源。那么解决氧化锌在消化道前端(胃和肠道前端)的离解、确保足够剂量的氧化锌分子在消化道后端(回盲肠)发挥作用,才是替代高剂量氧化锌切实可行的方案。
目前源自制药、化工体系的一系列技术,已经在减少氧化锌消化道前端离解率,增加氧化锌比表面积、提高它的使用效率等方面,取得了卓有成效的进展。畜牧业是个务实的产业,所有科技的进步必须通过实际应用的成本、效果来综合评判。

氧化锌替代方案的评判标准
1.氧化锌的优越性
根据市场调研总结出了对于氧化锌的共同认知:
1、氧化锌是个好东西,对防止仔猪拉稀效果稳定。
2、没有季节性、区域性,耐药性问题,首选。
3、使用中仔猪确实存在皮毛问题。
4、便秘、采食,后期生长缓慢(在仔猪阶段),并不显著。
从上面描述可以看出,氧化锌是稳定有效的产品,它抗腹泻、促生长效果稳定,炝毛、便秘等副作用并没有渲染的那么夸张,关键是性价比突出,便宜又好用,这才是硬道理。
2. 仔猪腹泻机理
2.1断奶仔猪生理特征
断奶造成仔猪胃肠道PH值升高,导致一系列负面影响:
1. 胃蛋白酶源激活度低,蛋白质消化不良,未被消化的蛋白质短时间堆积在小肠前端末梢(十二指肠末端)异常发酵,滋生病原菌的繁殖和毒素的产生;
2.隔阻细菌由胃向小肠前端、而后扩繁迁移至小肠后端(回盲肠)的能力减弱,适于有益菌生存的酸性环境被破坏,为大肠杆菌等有害菌的繁殖提供了条件,导致菌群失衡;
3.饲料抗原、病原菌及毒素,侵袭小肠上皮细胞,导致的细胞因子的过量表达,从而出现断奶腹泻。
2.2 断奶腹泻
过敏——肠道损伤(包括黏膜免疫损伤)——养分消化下降——腹泻——菌群紊乱——致病性细菌增殖、固着,产生毒素——肠道后端细菌分解未消化蛋白质或氨基酸——组胺休克——仔猪生产性能下降,甚至死亡。《日粮抗原与早期断奶仔猪腹泻的关系》,四川农业大学,陈代文,1993年。
2.3营养是主导因素
所有因素中营养因素占主导地位,日粮中的抗营养因子极易引起肠道过敏,导致胃肠黏膜脱落,形成用抗生素难以控制的腹泻;第二是日粮的系酸力过高(ZnO系酸力很高),造成仔猪胃肠道PH值过高,抑制胃蛋白酶活性、降低消化率,诱发腹泻。
3.抗腹泻、促生长
畜牧业是特别在乎投入产出的行业,追求经济效益。仔猪断奶后营养的供给,从动物源性为主的饲料向植物源性饲料转换,在消化道尚未发育健全的断奶阶段、饲喂含有植物抗原的饲料是大势所趋,减少饲料原料抗原所带来的成本投入远远大于调整添加剂层面的投入。
  从饲料角度来看,如何实现仔猪饲料的抗腹泻、促生长,有以下三个层面:
3.1氧化锌:高剂量氧化锌解决抗原过敏带来的系列腹泻问题,氧化锌的把干、收敛、抑菌都有很好的体现。在成本压力的情况下,过敏腹泻不可避免,添加高剂量氧化锌来实现低成本植物源性饲料的抗腹泻、促生长效果。
3.2添加剂:从添加剂着手,主要解决断奶饲料消化率问题,配合氧化锌来实现抗腹泻、促生长:
3.2.1 补充酶制剂、酸化剂,提高仔猪对饲料的消化利用率,减少未消化的食糜在肠道异常发酵、滋生细菌产生,造成菌群失调、消化不良的腹泻产生;
3.2.2 添加肠粘膜修复剂、收敛剂、广谱抗生素,配合氧化锌,减少黏膜在饲料抗原存在下的伤害、抑制有害菌,增加营养物质的同化,实现抗腹泻、促生长目的。综合使用成本,比单独使用的氧化锌高。
3.3原料:从配方角度调整大宗原料的使用、营养指标的制定,对仔猪营养供给、饲料抗原水平上整体考虑,这个层面的调整对成本的影响是最大的,也就是业界所倡导的“营养是养猪的顶层意识”。
4.氧化锌替代的评价指标
  诸多的氧化锌替代方法,如何评判它是否合理、正确?
我们可以参考氧化锌的优点来对比,从抗腹泻、促生长,稳定性,性价比三个方面都能与普通高剂量氧化锌媲美,才能实现氧化锌的完全替换。一些隐形增加了成本投入、降低了生产性能的方案,下面也列举出来,它们不失为一种解决方案,在评估、选择、使用时, 提供一个参考和评判依据。在这个技术日新月异的时代,没有最好、只有更好。

现行高剂量氧化锌替代方法
普通氧化锌+添加剂层面调整
在前几年,试验过许多以各种名义代替氧化锌的产品,结果都不理想。一些企业认为现在的氧化锌在包被技术上和制剂工艺上尚不成熟,以禾丰、扬翔等厂家为代表的一些企业,选择使用1800-2000ppm的普通氧化锌、并在添加剂层面增加酶制剂、酸化剂、收敛剂(水解单宁酸),再配合多种抗生素,来替代高剂量氧化锌。这种方案,最大的不足在于:第一,肯定比单纯的高剂量氧化锌方案增加了成本,如果普通氧化锌使用按照70元/吨配合饲料投入计算,这种方案添加剂层面的调整,成本在120元/吨左右;第二,其它添加剂组合,尽管增加了投入,但是在极端条件下(饲料抗原+外部应激),抗腹泻效果不如高剂量氧化锌稳定,市场上投诉也比使用高锌更多。当然,也可从原料层面进行改进,这种技术层面的变更,伴随仔猪生产力水平的变化,不能简单的投入产出计算比较。

包被氧化锌+普通氧化锌
在市面中有这样一种现象,一些企业,对包被氧化锌或者制剂氧化锌技术存在质疑,但是迫于法规对锌元素的要求,采取了包被氧化锌+壹公斤普通氧化锌的折中解决方案,这也是一些包被氧化锌企业推荐的使用方法。
代表性的企业有武汉惠宝生物推出的惠锌宝,意大利Vategro公司的维肠宝,推荐用2kg包被氧化锌产品+1kg常规氧化锌来替代高剂量氧化锌。当然,上诉厂家也推荐了不搭配常规氧化锌、把产品剂量加大的使用方案,但是厂家的代表和部分饲料企业更愿意采用1+1的使用方案,好像从心理上获得了更大的抗腹泻保险系数,这种方案的使用效果不做评价,但使用成本比普通高锌方案高,使用者美其名曰“为环保节能减排做贡献”。
包被氧化锌
有没有单独的改性氧化锌替代高剂量氧化锌的方案呢?
答案是肯定的。先从包被氧化锌谈起,据市场使用者反馈,有几种产品确实单独使用替代了高剂量氧化锌:比如,加拿大集富的锌宝(脂肪冷喷均质氧化锌)、杭州的诚缘锌(树脂包被号称结肠释放)、重庆凡特施特和浙江惠嘉的涂层氧化锌(工艺交代不清楚)。
这是市面上具有代表性的几种工艺优化处理的氧化锌,这些工艺大都来源于制药行业,很多产品多年前就面世,只是由于当初的产品定位(追求利润推荐剂量偏低),而没有被饲料企业接受。包被氧化锌的关键,是既要保证包被氧化锌在高温高湿的制粒环境中保持完整、在使用过程中不会受外界因素影响,又要满足足够剂量的氧化锌能以分子态ZnO安全通过胃和小肠前端、抵达后肠发挥作用;同时,重要的是包被氧化锌抵达发挥作用的消化道后段,必须能够有效地释放出氧化锌分子。
丙烯酸树脂包衣
依靠丙烯酸树脂在不同PH环境下的理化特性来实现氧化锌的过胃肠溶。断奶仔猪的胃PH值大约在4,肠道PH值在5.5以上,所以用丙烯酸树脂包被氧化锌,壁材都会在PH值<5.5的环境下保持完整、而在PH值≥5.5的肠道环境中迅速崩解释放出氧化锌。这里就存在两个风险:第一,在制粒加工中,壁材遇到中性的蒸汽有破裂隐患,同时不适用于用户水拌料饲喂方式;第二,断奶阶段仔猪胃的PH值会有超过5.5的波动,同时过胃就迅速崩解释放,会造成氧化锌分子在肠道前端的离解流失。所以,丙烯酸树脂包被的肠溶氧化锌,存在氧化锌提前释放的情况。一般添加剂量较大,锌元素添加量在1000ppm以上才能有效果,而且不适用于水拌料训食、饲喂模式。
脂溶性壁材包衣
脂溶性壁材包被的氧化锌,是利用经过羟化或饱和处理的脂溶性壁材,在高温下(80℃)溶解成液态、常温下呈现固态的性质,采用冷喷工艺来包被氧化锌。仔猪采食脂溶性壁材包衣的氧化锌,必须在小肠有脂肪酶参与下才能释放出来。研究表明,早期断奶后两周内的仔猪,脂肪酶分泌和活性都缺乏,对常温下呈固态的棕榈油硬脂、羟化油脂、酯化甘油等的消化吸收率不超过37%。因此,脂溶性壁材包被的氧化锌不符合仔猪的生理特点,存在氧化锌在肠道后段释放不出来的情况,实际养殖饲喂中,稳定性较差。
涂层氧化锌
氧化锌含量≥90%、Zn元素≥73%,微黄色或灰白色微粒、粉末,采用涂层工艺,使氧化锌不溶于胃、只崩于肠。在此没有检索到这种涂层包被的工艺出处,不做评判。
以上这几种能够单独替换高剂量氧化锌的产品,使用时间较短,使用范围也还不广泛,很多饲料企业都是在新法规出台的情况下,进行了试验或窗口料使用,对产品效果的反馈,目前是参差不齐的。但是有一点是确定的,包被氧化锌的稳定性,或者说对加工、使用的拮抗因素的耐受性不如高剂量普通氧化锌。
缓释氧化锌
缓释氧化锌相对于包被氧化锌来说,是对氧化锌采取了缓释工艺进行加工,实现了氧化锌在胃肠道的缓慢释放,相比普通氧化锌来说,同等剂量抵达肠道的氧化锌分子剂量更多,但是又赶不上包被氧化锌。因为,缓释氧化锌的制造、加工成本远低于包被氧化锌,设备、工艺投入也不需要太高,所以只要确保添加剂量足够,也能实现高剂量氧化锌替代。
缓释氧化锌的代表有福建深納的福康锌、四川吉隆达的莲花锌。缓释氧化锌,一定要确保剂量足够,才能达到抗腹泻的目的。福康锌,5kg以上/吨配合饲料,市场反馈能达到抗腹泻效果,约18元/kg的定位,也有市场接受度。莲花锌,吉隆达对氧化锌改性的历史记录,从最早的膜粒锌(推荐添加量1.5-2kg)再到2017年福州会议莲花锌高调问世(当时推荐添加量2-2.5kg),再到2625公告出台推荐添加量为1.5-2kg/吨配合饲料,含量和工艺没有变化,但推荐剂量一波三折,耐人寻味。
其它形式的替代产品
这里着重介绍一下法国Animine公司的汇锌(HiZox)和长沙兴嘉的碱式氯化锌。
汇锌,通过工艺改造的创新,汇锌的比表面可以达到饲料级常规氧化锌的10-15倍。每个氧化锌颗粒是有众多的氧化锌分子组成的。 更大的比表面意味着更多的氧化锌分子暴漏在氧化锌颗粒的表面,这样就增加了氧化锌分子与肠壁,肠道食糜中微生物接触的几率。与此同时,研究还证明汇锌产品在进入肠道以后氧化锌分子能从产品颗粒中快速解离出来成为单个分子发挥作用。另外研究证明氧化锌的抑菌活性与产品的比表面积是成正相关的。汇锌(HiZox)的理念是用比表面积更大的氧化锌来替代高剂量氧化锌、实现氧化锌剂量减少的目的。大家可以回顾一下,前些年纳米氧化锌的推广,说道比表面积、纳米化的氧化锌比表面积肯定跟常规氧化锌不是一个数量级的,然而更大的比表面积、意味着在胃肠道跟消化液接触的面积越大,氧化锌分子的离解也会比常规氧化锌要快得多。比表面积也是一把双刃剑,所以,汇锌跟纳米氧化锌一样,由于添加剂量和性价比没有推广开来。
碱式氯化锌,问世已很多年,至少需要2250ppm的碱式氯化锌才可以达到常规氧化锌3000ppm的效果。然而锌的毒性以及在土壤中积累对环境污染的问题仍然存在,同时存在电解离子不平衡现象,令配方师很头疼。
表2-1. 碱式氯化锌作为潜在锌源替代氧化锌的效果(g/d)
注:体增重统计结果:ZnO与对照组相比,差异显著(P<0.05),碱式氯化锌与对照组相比,差异显著(P<0.05),碱式氯化锌之间呈线性增加趋势。
长沙兴嘉是碱式氯化锌的行业领导者,有鉴于碱锌这些年的不利因素,借着新规的东风,推出了碱式氯化锌+有机微量元素的产品=佳肠锌,碱锌含量78%,推荐剂量2.5-3kg,市场售价35-40/kg,尝试改变碱锌在市场上的表现。客观地说,添加3kg,很多客户反映,花费100多元/吨,腹泻确实控制住了,但是采食量和生长状况没有获得高剂量氧化锌的效果。
控释氧化锌
在市场中发现,有一家企业,推出了一种全新的包被型式氧化锌,为了区别传统的包被氧化锌,厂家把它定位为控释氧化锌。有以下几大特点:
一种全新包被氧化锌,它同树脂包衣和脂肪包衣氧化锌完全不同。丙烯酸树脂和脂肪包被的氧化锌,起决定性作用的仅仅是包衣层,也就是树脂和脂肪。而控释氧化锌需要两部分起作用,第一部分跟传统包衣一样、是形成包衣的壁材;第二部分是跟氧化锌一起揉制而成的丸芯部分、俗称芯材。控释氧化锌的壁材是小分子的改性纤维素材料,对温度、酸碱度都不敏感,液体(水分)可以从纤维素形成的薄膜的细小间隙中缓慢渗透进入,与丸芯接触。由于改性的纤维素是小分子,所以很大程度节约了壁材的使用比例,相对于传统的大分子丙烯酸树脂(≥20%)而言,只需要百分之几的壁材、就能形成良好的膜层。
依靠调节外界水分通过壁材渗透进入芯材的速度,触发芯材里崩解剂的体积膨胀、撑破壁材包衣来实现芯材里氧化锌的释放。也就是说,这是一种时控型缓释包衣。对应不同动物、不同生理阶段的食糜在消化道运行规律,可以开发系列不同产品,实现添加剂或药物的靶向性、阶段性给药。
厂家在产品开发之初,就引进了示踪因子,可以在体外模拟添加剂的释放规律,全程监控氧化锌的释放,确保产品的稳定性。
科技的进步一定要体现在实践应用的性价比上,该公司是山东信合美生物科技有限公司,产品名称为艾乐为-控释氧化锌,推荐添加剂量为1.2kg/吨配合饲料,每吨使用成本在70多元。从用户反馈来看,真正实现了高剂量氧化锌的完全替换,从抗腹泻、综合使用成本、稳定性三方面都符合客户预期。

高剂量氧化锌的替换势在必行,客户在选择解决方法时,替换产品的作用机理一定要清楚,同时要从抗腹泻、促生长,实际使用成本、产品稳定性方面来全方位考虑替代方法的可行性。
微信公众号:
爱畜牧(搜索" ixumu-com "长按复制)

有附件您需要 登录 没有帐号?立即注册 新浪微博登陆

回复

使用道具 举报

avatar

1348

帖子

190

关注

197

粉丝

管理员

最佳新人突出贡献专区勋章微信会员微博勋章

我爱畜牧 专区成员

kk 发表于 2019-7-25 19:24:59 (手机用户) | 显示全部楼层
学习
回复

有用 使用道具 举报

高级模式
B Color Image Link Quote Code Smilies

本版积分规则

手机访问|联系我们|资料专题|创建专区|帖子更新|诚聘英才|广告报价|合作案例|排行榜|网站协议

经营性ICP证:120625号、京公网安备11010802015032号、京ICP备14009588号-1

爱畜牧联系方式

北京爱牧人网络科技有限公司 © 版权所有

GMT+8, 2020-1-27 11:40 , Processed in 0.107274 second(s), 40 queries

快速回复 返回列表 返回顶部