不同形式氧化鋅對(duì)肉兔生長(zhǎng)性能、血清生化指標(biāo)和抗氧化能力的影響

蔡景義 吳 霜 況應(yīng)谷 劉光芒 趙 華 賈 剛 田 剛**

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所，動(dòng)物抗病營(yíng)養(yǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 611130；2.動(dòng)物抗病營(yíng)養(yǎng)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 611130；3.福建深納生物工程有限公司，福建 350700)

鋅是動(dòng)物必需微量元素之一，在動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育和維持機(jī)體健康方面發(fā)揮重要作用。氧化鋅是一種穩(wěn)定性良好且具有收斂作用的無(wú)機(jī)鋅來(lái)源，在動(dòng)物飼糧中廣泛使用。生產(chǎn)上在斷奶仔豬飼糧中添加2 000～4 000 mg/kg氧化鋅可有效防止腹瀉，提高生長(zhǎng)性能[1]。但藥理劑量氧化鋅由于其低吸收率會(huì)造成環(huán)境污染。近年來(lái)，探索改性氧化鋅替代飼料級(jí)氧化鋅(F-ZnO)是研究的熱點(diǎn)。納米氧化鋅(N-ZnO)是指粒度小于100 nm的氧化鋅，具有比表面積大、分散性好和活性更強(qiáng)的特點(diǎn)。大量的研究表明，N-ZnO改善了豬[2-4]和肉雞[5-6]等生長(zhǎng)性能。包被氧化鋅(C-ZnO)利用脂質(zhì)等材料對(duì)氧化鋅進(jìn)行包膜，具有在胃中離解率低的特點(diǎn)，可在腸道釋放，應(yīng)用氧化鋅分子收斂作用和抑菌作用，促進(jìn)動(dòng)物腸道健康。C-ZnO的研究更多集中在替代藥理劑量F-ZnO降低仔豬腹瀉的效果上。研究發(fā)現(xiàn)，C-ZnO可降低F-ZnO的用量，提高腸道免疫力，有效改善仔豬生長(zhǎng)性能[7-8]。肉兔是典型的草食性單胃動(dòng)物，斷奶腹瀉和死亡率在生產(chǎn)中可達(dá)15%～50%。應(yīng)用氧化鋅降低肉兔斷奶腹瀉是值得研究的方法之一。但有關(guān)F-ZnO、N-ZnO和C-ZnO在家兔生產(chǎn)中的應(yīng)用效果鮮見(jiàn)報(bào)道。因此，本試驗(yàn)比較研究不同形式氧化鋅(F-ZnO、N-ZnO和C-ZnO)對(duì)肉兔生長(zhǎng)性能、血清生化指標(biāo)和機(jī)體抗氧化能力的影響，為兔飼糧生產(chǎn)中合理選擇氧化鋅形式提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

F-ZnO(ZnO含量≥95.0%，鋅含量≥76.3%)，市購(gòu)；N-ZnO(ZnO含量96.2%，比表面積41.5 m2/g，電鏡平均粒徑87 nm)，市購(gòu)；C-ZnO(表面改性和穩(wěn)定化處理的ZnO-Fe-Mn復(fù)合物，其中鋅25%、鐵0.25%、錳0.15%)，福建某生物工程有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與動(dòng)物

采用單因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選取162只35日齡新西蘭白兔，體重為(689.74±34.58) g，按體重相近原則隨機(jī)分為3組，每組27個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)2只。3組分別在基礎(chǔ)飼糧中添加F-ZnO、N-ZnO和C-ZnO，添加水平均為120 mg/kg(以鋅計(jì))。試驗(yàn)期42 d，其中1～21 d為試驗(yàn)前期，22～42 d為試驗(yàn)后期。

1.3 基礎(chǔ)飼糧與飼養(yǎng)管理

基礎(chǔ)飼糧選用玉米、豆粕、麥麩和苜蓿草粉等為主要原料，參考De Blas等[9]生長(zhǎng)兔飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)配制?；A(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。飼糧均制成直徑為2.5 mm顆粒料。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

試驗(yàn)兔飼養(yǎng)于35 cm×45 cm×45 cm的籠內(nèi)，每2只為1個(gè)重復(fù)單籠飼養(yǎng)，自然通風(fēng)，12 h光照，舍內(nèi)溫度13～20 ℃，相對(duì)濕度80%～90%。日飼喂2次(08：00和18：00)，前期適當(dāng)限飼，后期自由采食，自由飲水，按常規(guī)免疫接種和飼養(yǎng)管理。

1.4 樣品采集與處理

試驗(yàn)第21天和結(jié)束時(shí)，分別從每組中選取6只與該組平均體重接近的健康試驗(yàn)兔，心臟采血10 mL，室溫下靜置15 min后，3 500 r/min離心10 min，分離血清，-20 ℃冰箱中保存。并屠宰肉兔，采集肝臟，置于-20 ℃冰箱中保存。

1.5 指標(biāo)檢測(cè)和方法

1.5.1 生長(zhǎng)性能

于試驗(yàn)開(kāi)始、第21天和第42天每籠空腹稱重。統(tǒng)計(jì)喂料量，計(jì)算平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)和料重比(F/G)。記錄各組兔的腹瀉情況和死亡情況，腹瀉率和死亡率按每組腹瀉兔或死亡兔占每組試驗(yàn)兔總數(shù)的百分比計(jì)算，健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為腹瀉率和死亡率之和。

1.5.2 血清生化指標(biāo)

血清中總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、葡萄糖(GLU)、總膽固醇(TG)和甘油三酯(TC)含量以及谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和堿性磷酸酶(AKP)的活性使用全自動(dòng)生化分析儀(HITACHI7020，日本)測(cè)定，相應(yīng)試劑盒購(gòu)買于南京建成生物工程研究所。血清鋅、鐵和銅含量采用原子吸收光譜儀(Jena NovAA 400，德國(guó))測(cè)定。

1.5.3 抗氧化指標(biāo)

測(cè)定血清和肝臟中丙二醛(MDA)的含量、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性，試劑盒購(gòu)于南京建成生物工程研究所，按照試劑盒說(shuō)明書(shū)操作。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0進(jìn)行單因素方差分析，并用Duncan氏法進(jìn)行多重比較；各組發(fā)病率、死亡率和健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)采用卡方檢驗(yàn)。結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同形式氧化鋅對(duì)肉兔生長(zhǎng)性能的影響

由表2可知，氧化鋅形式對(duì)斷奶肉兔試驗(yàn)前期(第1～21天)的ADFI、ADG和F/G影響不顯著(P>0.05)。在試驗(yàn)后期(第22～42天)，與F-ZnO相比，飼糧添加N-ZnO和C-ZnO顯著提高ADG(P<0.05)，顯著降低F/G(P<0.05)。從全期來(lái)看，各組肉兔ADFI和ADG均沒(méi)有顯著差異(P>0.05)，但與F-ZnO相比，飼糧添加N-ZnO和C-ZnO分別降低了18.16%和45.48%的腹瀉率。飼糧添加C-ZnO分別比F-ZnO和N-ZnO降低了28.01%和31.81%的健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。

表2 不同形式氧化鋅對(duì)肉兔生長(zhǎng)性能的影響

2.2 不同形式氧化鋅對(duì)肉兔血清生化指標(biāo)的影響

由表3可知，飼糧添加不同形式氧化鋅肉兔試驗(yàn)第21天和第42天血清TP、ALB、GLB、GLU、TC、TG含量及ALT和AST活性均無(wú)顯著差異(P>0.05)，N-ZnO比F-ZnO顯著提高了第42天血清AKP活性(P<0.05)。飼糧添加N-ZnO和C-ZnO比F-ZnO顯著提高了第21天血清鐵的含量(P<0.05)，但在第42天又顯著降低了鐵的含量(P<0.05)；各組血清鋅和銅含量差異不顯著(P>0.05)。

表3 不同形式氧化鋅對(duì)肉兔血清生化指標(biāo)的影響

2.3 不同形式氧化鋅對(duì)肉兔血清和肝臟抗氧化能力的影響

由表4可知，與F-ZnO和N-ZnO相比，飼糧添加C-ZnO可顯著提高第21天血清GSH-Px活性(P<0.05)；3組間血清SOD活性和MDA含量差異不顯著(P>0.05)。與F-ZnO相比，飼糧添加N-ZnO和C-ZnO可顯著降低第42天肝臟MDA含量(P<0.05)；3組間肝臟SOD和GSH-Px活性無(wú)顯著差異(P>0.05)。

3 討 論

生長(zhǎng)性能是動(dòng)物飼養(yǎng)試驗(yàn)評(píng)價(jià)動(dòng)物對(duì)飼糧反應(yīng)的綜合性指標(biāo)。大量研究表明，在豬、禽飼糧中添加無(wú)機(jī)鋅或有機(jī)鋅可提高動(dòng)物生長(zhǎng)性能[10-11]。在家兔飼糧中鋅的研究主要集中在鋅水平、有機(jī)鋅和無(wú)機(jī)鋅利用效果差異等方面，而對(duì)氧化鋅的使用評(píng)價(jià)資料缺乏。肉兔鋅推薦量為50 mg/kg[9]，但不同來(lái)源鋅添加量不同，效果存在差異。徐君等[12]發(fā)現(xiàn)，肉兔飼糧添加100 mg/kg氧化鋅其生長(zhǎng)效果與添加50 mg/kg硫酸鋅相當(dāng)。有關(guān)不同形式氧化鋅在肉兔上的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。Hassan等[13]在生長(zhǎng)肉兔飼糧中添加50 mg/kg F-ZnO和N-ZnO發(fā)現(xiàn)，N-ZnO提高了ADG和飼料轉(zhuǎn)化效率。 本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，與F-ZnO相比，飼糧添加N-ZnO和C-ZnO對(duì)試驗(yàn)前期、后期和全期ADFI無(wú)顯著影響，但顯著提高了肉兔試驗(yàn)后期的ADG，降低試驗(yàn)后期和全期F/G，C-ZnO效果更優(yōu)。腸道生長(zhǎng)激素釋放肽(Ghrelin)和膽囊收縮素(CCK)是調(diào)節(jié)動(dòng)物采食量的主要腸激素[14]。在肉雞飼糧中分別添加60 mg/kg F-ZnO和N-ZnO條件下，Ramiah等[15]發(fā)現(xiàn)N-ZnO對(duì)腺胃和腸道Ghrelin和CCK基因表達(dá)沒(méi)有顯著影響，說(shuō)明N-ZnO沒(méi)有通過(guò)腸激素影響動(dòng)物采食量。Zhao等[16]研究表明，N-ZnO對(duì)0～14日齡肉雞增重?zé)o顯著影響，但顯著提高14～35日齡增重，且降低了各階段F/G，本研究結(jié)果與之一致。在C-ZnO和F-ZnO的比較研究上，無(wú)論高劑量(2 400 mg/kg)[17]還是低劑量(250 mg/kg)[8]添加，均未發(fā)現(xiàn)C-ZnO影響仔豬采食量，但朱宇旌等[17]發(fā)現(xiàn)，C-ZnO顯著提高了斷奶仔豬ADG，降低了F/G；而Shen等[8]發(fā)現(xiàn)，C-ZnO對(duì)斷奶仔豬ADG和F/G無(wú)顯著影響。分析N-ZnO和C-ZnO促生長(zhǎng)效果的差異可能與動(dòng)物種類、鋅水平、包被材料和氧化鋅納米尺寸等有關(guān)。腹瀉和死亡是肉兔斷奶后面臨的嚴(yán)峻考驗(yàn)，腹瀉率和死亡率可以反映兔的健康狀況。本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，C-ZnO可有效降低肉兔健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。這一結(jié)果與李芳等[18]、Kim等[19]和Shen等[8]在仔豬上研究結(jié)果一致。分析原因可能是氧化鋅的包被減少了氧化鋅在胃中離解為鋅離子，更多氧化鋅分子進(jìn)入腸道，改善了腸道健康狀況。

表4 不同形式氧化鋅對(duì)肉兔血清和肝臟抗氧化能力的影響

血液成分變化是機(jī)體蛋白質(zhì)、脂肪、糖和礦物質(zhì)元素等物質(zhì)代謝情況的反映。本試驗(yàn)表明，與F-ZnO相比，相同鋅水平的N-ZnO和C-ZnO對(duì)血清TP、GLU、TG、TC含量及AST和ALT活性無(wú)顯著影響，說(shuō)明在同一鋅水平且飼糧正常鋅供應(yīng)條件下，氧化鋅形式不影響機(jī)體蛋白質(zhì)、脂肪和糖代謝，對(duì)肉兔肝臟功能不會(huì)產(chǎn)生毒害作用。在Hassan等[13]、朱宇旌等[17]、袁超等[20]研究中也得到相似的結(jié)果。鋅是AKP合成必需的金屬離子，在激活A(yù)KP活性方面發(fā)揮重要作用，故AKP的活性可反映機(jī)體鋅利用的狀況。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，納米氧化鋅可提高兔血清AKP活性，表明N-ZnO可改善鋅的吸收利用。楊遠(yuǎn)廷等[21]在蛋雞上添加等量N-ZnO也發(fā)現(xiàn)有提高血清AKP活性趨勢(shì)。機(jī)體對(duì)微量元素的消化吸收和代謝受穩(wěn)恒機(jī)制調(diào)控，血清鋅、鐵和銅含量與飼糧中相應(yīng)微量元素水平相關(guān)。Hahn等[1]研究認(rèn)為，飼糧中鋅水平(來(lái)源為氧化鋅)在1 000 mg/kg以下時(shí)，血清鋅含量無(wú)顯著變化，當(dāng)超過(guò)1 000 mg/kg時(shí)，血清鋅含量線性增加。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在添加相同鋅水平(120 mg/kg)條件下，不同氧化鋅形式對(duì)血清銅、鋅含量無(wú)顯著影響，但顯著提高試驗(yàn)前期血清鐵含量，而降低后期鐵含量。Szuba-Trznade等[22]在斷奶仔豬飼糧中添加相同鋅水平的N-ZnO也發(fā)現(xiàn)血清鋅含量無(wú)顯著差異。Shen等[8]研究表明，在250 mg/kg鋅水平下，F(xiàn)-ZnO和C-ZnO對(duì)血清鋅含量無(wú)顯著影響。添加不同形式氧化鋅對(duì)肉兔血清鐵含量的影響，可能與N-ZnO和C-ZnO影響腸道金屬硫蛋白的產(chǎn)生和表達(dá)，進(jìn)而影響鐵的吸收有關(guān)，其作用機(jī)制需進(jìn)一步研究。

動(dòng)物機(jī)體隨時(shí)遭受氧化應(yīng)激，酶和非酶抗氧化物質(zhì)在抵抗自由基攻擊，保護(hù)機(jī)體健康方面發(fā)揮重要作用。SOD和GSH-Px是體內(nèi)關(guān)鍵抗氧化酶，其活性反映抗氧化能力，而MDA含量可作為自由基攻擊細(xì)胞后產(chǎn)生氧化損傷的重要指標(biāo)[23]。GSH-Px能介導(dǎo)谷胱甘肽的氧化還原反應(yīng)，清除過(guò)氧化氫，避免過(guò)多自由基產(chǎn)生。鋅作為酶輔基廣泛參與抗氧化系統(tǒng)[24]和抗氧化反應(yīng)。本研究表明，添加相同鋅水平的不同形式氧化鋅，C-ZnO提高了血清GSH-Px的活性，對(duì)血清SOD活性和MDA含量無(wú)顯著影響。C-ZnO和N-ZnO均降低了肝臟MDA含量，而對(duì)肝臟抗氧化酶活性無(wú)顯著影響。此結(jié)果說(shuō)明，C-ZnO提高了機(jī)體抗氧化能力，降低了肝細(xì)胞氧化損傷。這一結(jié)果與Zhao等[6]、王銪等[25]和El-Katcha等[26]研究結(jié)果基本一致。但Hafez等[27]在肉仔雞飼糧中添加40 mg/kg N-ZnO(41.3 nm)， Akhavan-Salamat等[11]在熱應(yīng)激肉雞飼糧中添加20、40和80 mg/kg N-ZnO(<50 nm)發(fā)現(xiàn)，N-ZnO提高了血清SOD活性，降低血清MDA含量。本試驗(yàn)結(jié)果與之有一定差異，這可能與動(dòng)物種類、鋅水平、氧化鋅包被材料和氧化鋅納米尺寸大小有關(guān)。

4 結(jié) 論

本試驗(yàn)條件下，與添加等量F-ZnO相比，飼糧添加N-ZnO和C-ZnO提高了肉兔抗氧化能力，改善了生長(zhǎng)性能；C-ZnO效果更優(yōu)。