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2022年后欧盟不会在动物饲料中禁用氧化锌

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发表时间:2022-04-11 20:38

作者:J. Maurin, D. Cardoso ,Animine SAS公司   

翻译:张津校,Animine SAS公司      校正:李升生,Animine SAS公司

自欧盟2003年动物饲料中开始禁用药理剂量氧化锌的使用后,营养师们一直探寻在仔猪最容易发生消化道紊乱的时期,比如断奶后这段时间哪些饲料原料和添加剂能够帮助其降低这类风险。当前一种特殊的增效氧化锌类产品允许以营养水平添加到预混料中在欧盟国家中广泛地使用,且不需要兽医的处方,应用效果表现优良,能够有效地调节动物肠道微生物菌群的平衡,增强肠道的屏障功能。

哪种形式的氧化锌应该被禁用?

需要提醒大家的是,目前在仔猪日粮中只有药理剂量氧化锌的使用才会受到监管的压力,这意味着欧盟对氧化锌的禁令仅限于监管由有资质的兽医师开具处方授权在饲料中按照药理剂量使用的这部分氧化锌,并不适用于在预混料中作为营养性添加剂应用的氧化锌,目前氧化锌仍然是欧盟国家饲料行业应用的主要锌源。

药理剂量氧化锌的使用在欧洲国家已经超过15年的时间,与饲料法规不同,欧盟国家间的兽医法规也差异很大,因此生猪养殖户、营养师和兽医师均面临着非常复杂的现状。例如,荷兰的饲料生产者从不允许在仔猪饲料中使用药理剂量氧化锌;法国只是在2016年政府曾经批准允许使用药理剂量氧化锌,自从那次授权以来只有不到20%的养殖户在使用,但这只是一个临时的期限,因为在欧盟18个月的禁令之前2021年1月以后该授权即到期终止使用;在德国药理剂量氧化锌允许使用的最后期限是2021年6月,比欧盟的截止日期早一年;在欧盟之外这种情况也在加速发展中,中国已于2018年大幅降低仔猪日粮中锌元素的补充水平(从2250ppm锌降至1600ppm),亚洲其他地区(如韩国)以及美洲(如加拿大)的许多国家也在对饲料药理剂量氧化锌的使用进行审查。

为什么要禁止药理剂量氧化锌的使用?

1)日粮高锌会促进微生物的抗性

在动物饲料中应用高锌会促进细菌耐药性的发展。细菌通过外排泵系统调节细胞内锌的浓度,这些泵既可以特异地排出胞内锌离子,又能够排出其他分子诸如抗生素等,高锌的使用会增加这些泵类蛋白质的合成,因此饲料中应用高锌的同时也会降低细菌对抗生素的敏感性。

2)日粮高锌对营养组分吸收的负面作用

一些关于锌和植酸酶互作效果的研究表明,药理剂量氧化锌的应用会对植酸酶的活性产生负面影响,从而影响植酸磷的释放,这意味着随着植酸酶功能的降低,可能会导致动物机体出现磷的缺乏状态。由于氧化锌的系酸力值在所有饲料原料中最高,因此饲料中应用高水平的氧化锌会对所添加的酸制剂产生拮抗作用,例如有机酸等。此外高锌还会导致金属硫蛋白的过度表达,这种肠道转运载体会优先与铜结合,因而可能导致体内铜元素的水平处于亚临床缺乏的状态。

3)日粮高锌引起环境问题

在仔猪断奶后头两周的饲料中添加3 公斤氧化锌可使猪的整个生长周期内排出锌的总量增加近30%,这样猪粪的处理变成了难题,因为在处理过程中绝大部分的锌会被浓缩在粪便的固形物里面,这部分副产物中锌的含量可能会超过欧盟批准用于有机肥料中锌的最高限量。

4)日粮高锌可能导致重金属的污染

当饲料生产中没有对锌产品的质量进行严格的把控时,商业氧化锌产品中的杂质的问题需要收到重点关注。法国IFIP研究所的一项研究表明,当给42至160日龄间的生猪饲喂受污染的饲料(0.5 mg Cd/kg),其肾脏中镉的浓度会超过食品的法规限制(1 mg/kg)。由于镉元素具有对动物机体器官的毒性大且清除期长的特点,因此如果断奶后仔猪的机体组织受到镉的污染,那将会提高其在屠宰时机体组织中镉的含量值。

深入理解氧化锌的作用机理设计合适的替代方案

根据《前沿技术研究》杂志于2020年12月采访Zentek教授(柏林大学)关于氧化锌的最新报道中提到:“氧化锌的作用机制是多方面的,一方面涉及肠道微生物菌群,另一方面也涉及肠粘膜中的许多过程。高剂量氧化锌对肠道的功能发挥有很多的影响作用,它可以降低氯离子的分泌,进而也减少了水分的析出;同时更多的研究表明除了影响肠道和肠粘膜的屏障之外,机体的整体免疫系统也会受到影响;甚至不同锌元素的摄入水平其对应的调节机制也有区别。总之这些有趣的发现便于我们更精准地理解氧化锌的作用机制,从而帮助我们更好地找到替代药理剂量氧化锌的方案”。

锌元素类产品仍然是药理剂量氧化锌替代方案中的重要方向之一

氧化锌是猪饲料中最常见的锌源,但同时全球不同地区使用氧化锌的巨大品质差异也是众所周知的。在北美常见的氧化锌是深褐色粉末;在欧洲标准氧化锌更多的是淡褐色产品;然而在亚洲氧化锌却多为白色粉末。这些差异不仅仅限于产品的颜色和粉末的外观,还与产品的质量、纯度和生物学利用率密切相关(图1)。氧化锌生产原材料的品质以及生产工艺均会影响产品的组成(包括重金属的存在)及其理化性质。和其他的理化特性相比,粒径和比表面积这两个指标对氧化锌在动物胃肠道中去向的影响更为重要。

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图1:从左到右:亚洲产氧化锌、欧洲产氧化锌和美国产氧化锌

比利时根特大学的学者研究了一种欧洲产地的特殊增效氧化锌的效果(商品名HiZox“汇锌”,图1中间图片),该产品使用专利的生产技术对其理化特性进行了修饰,使其比表面积达到常规氧化锌的10到15倍左右,形成具有较大比表面积的“多孔”颗粒。这种特性大大地增加了产品与肠道细菌的接触面积,同时较高的孔隙率更是增强了这种氧化锌的抗菌活性(图1)。该产品已经在全球市场上广泛应用,并验证了其部分替代或全部替代饲料药理剂量氧化锌的功效。

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虽然理论上药理剂量氧化锌的应用能够满足营养供应和生物学利用率两方面的挑战,锌的需求量也很明确,但鉴于仔猪断奶期间的复杂性似乎并不能够摄取到足够的锌元素来满足其机体需要,关于这段时间内仔猪锌的需求量是否应以“mg/天”而不是“mg/kg日粮”来衡量是值得商榷的,因为在仔猪断奶前期其采食量很低根本不能够满足其对锌的需求。

在仔猪日粮中应用的不同锌源中,氧化锌是最为熟知的一种。法国INRA(Cardoso等,PSA 2020)充分比较了一些具有不同物理化学特性氧化锌样品的生物学利用率,结果再次证实了先前的研究结论,即氧化锌的生物利用率是易变的,并且与产品自身的理化特性密切相关;此外还发现与硫酸锌的生物学利用率相比,不同来源氧化锌的表现各异,低于、相似甚至高于硫酸锌的都有(图2)。

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结论

目前很多的业内会议甚至网络信息都在宣传“欧盟地区的饲料级氧化锌将被禁止使用”的消息,这个表达太笼统、有点不太准确,实际上欧盟国家只有在兽医方面使用的药理剂量部分的氧化锌才会受到法规的限制,以锌源形式作为营养补充的氧化锌仍然是被授权和推荐的,并且也是目前配方师们主要使用的原料之一,任何替代药理剂量氧化锌的策略都不能够回避一部分氧化锌仍然作为营养补充剂在使用的现实,实际上合理地使用一些特殊的锌源甚至会起到一石二鸟的效果,其不仅仅是优秀的营养补充剂(高生物学利用率),同时兼具明显的肠道健康调节功能,例如某些欧洲来源的氧化锌在添加150ppm锌的浓度(根据2016/1095号法规)时在仔猪肠道内仍然具有很高的抗菌性能(Vahjen等, JAS 2012)。


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