在SMM举办的2023年SMM锌业大会上,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所矿物元素营养研究室主任、博士/副研究员廖秀冬介绍了畜禽饲料中的锌源及其研究与应用进展情况,他分别从畜禽饲料中的锌源及含量与分布、锌对畜禽营养功能及吸收和利用、有机锌源的生产工艺与质量控制等三个方面展开阐述。
畜禽饲料中的锌源及含量与分布
政策方面,《饲料添加剂品种目录(2013)》(农业部公告第2045号及修订公告)中规定了使用锌源的品种以及锌源适用范围;《饲料添加剂安全使用规范(2017)》(农业部公告第2625号) 规定了锌源使用剂量。
仔猪(≤25 kg)配合饲料中锌元素的最高限量为110mg/ kg,但在仔猪断奶后前两周特定阶段,允许在此基础上使用氧化锌或碱式氯化锌至1600mg/kg(以锌元素计)。
可能机制:抗菌、肠道屏障功能和肠道上皮修复、免疫调节、收敛性(减少水和离子的渗透)等。
欧盟已禁止仔猪日粮中药理学剂量氧化锌的使用(2022年6月)
1990年代:欧洲养猪业逐渐迈向现代集约化养殖,仔猪的断奶日龄下降,健康问题出现,于是氧化锌开始被行业大量采用。
2006年:欧洲各国开始禁止饲料中抗生素的使用,而氧化锌作为“替抗”的有效产品,被添加到断奶仔猪饲料中。
2017年:欧洲委员会投票通过5年内在所有欧盟国家分阶段逐步停止使用氧化锌作为兽医治疗手段的决定。
2022年:出于环境保护的考虑,欧盟决定禁止高剂量氧化锌的使用。
未来我国是否继续降低氧化锌用量,还是直接禁止高剂量的使用?
我国主要畜禽饲料原料中锌等矿物元素含量与分布
采集了我国31个省、直辖市和自治区的40种共4054份饲料原料样品,分析了其中锌等15种矿物元素含量分布数据,建立了实用性强、具有明显地域性特征的我国饲料原料中锌等矿物元素含量与分布数据库。
各类饲料原料中锌含量分布规律
矿物质饲料(107.8 mg/kg)>动物性蛋白饲料(69.8 mg/kg)>植物性蛋白饲料(54.9 mg/kg)>谷类籽实加工副产品(44.7 mg/kg)>牧草类饲料(26.4 mg/kg)>谷类籽实等(22.2 mg/kg)>秸秆类饲料(18.8 mg/kg)。
我国不同省(区)玉米中锌含量分布规律:18 个主要省(区)的玉米,平均锌含量以广西最高,为20.6 mg/kg,吉林最低,为13.7 mg/kg,相差6.9 mg/kg。
我国不同省(区)小麦中锌含量分布规律:11 个主要省(区)的小麦,平均锌含量以四川最高,为41.4 mg/kg,甘肃最低,为22.4 mg/kg,相差19 mg/kg。
家禽配合饲料中锌实际含量及其分布情况(不考虑本底含量容易超标)
常用饲料原料中锌等矿物元素的利用率
评价获得了肉鸡常用饲料原料的标准化矿物元素利用率新参数
玉米、豆粕、小麦、小麦麸、棉籽粕、菜籽粕、玉米DDGS和玉米蛋白粉
钙20.8-55.8%,磷35.6-51.1%,铜24.5-45.7%,铁21.6-47.4%,锰9.3-34.5%
锌22.9-52.9%
锌对畜禽营养功能及吸收和利用
锌的营养生理功能
酶的辅酶和激活剂:锌被称为机体的“生命元素”,体内300种以上的酶含锌。催化分解、合成,稳定酶蛋白四级结构,调节酶活性。
维持生物膜的正常结构和功能:锌参与抗氧化酶的组成,防止生物膜遭受氧化损害和结构变形。锌对膜中正常受体机能有保护作用。
锌影响前列腺素的合成;锌可以维持动物免疫系统的完整性;维持上皮细胞和被毛的正常形态、生长和健康;
锌是胰岛素的组成成分:稳定胰岛素分子结构的作用,避免受胰岛素酶的降解,并参与体内碳水化合物代谢。
缺乏和过量的影响
猪、禽、犊牛、羔羊易缺乏
生长慢,采食量下降,食欲差,皮肤和被毛损害,雄性生殖器官发育不良,睾丸发育不全,精子成活率低。家禽种蛋孵化率下降,鸡胚畸形。母畜繁殖性能降低,骨骼异常等。
典型缺乏症
皮肤不完全角化症,皮肤变厚角化,但上皮细胞和核未完全退化,脱毛。
耐受量
猪3000 mg/kg;牛500 mg/kg;羊300 mg/kg ; 禽800~1000mg/kg。
需要量
猪50~100mg/kg;鸡30~40mg/kg;奶牛30~55mg/kg。
不同锌源的吸收和利用
有机微量元素预期优势: 与无机微量元素相比,真正高效有机微量元素具有以下预期优势:
吸收利用率高;对维生素等无拮抗和破坏作用;多重营养功能;适口性好;稳定性好;增强免疫力;性价比高;绿色环保;提升饲料产品整体品质和应用效果。
有机微量元素、络合物、螯合物的概念
有机微量元素:是指微量元素的无机盐与有机配位体形成产物的总称,如蛋氨酸锌、蛋白锌等。
络合物(Complex):由金属离子与有机配位体通过化学反应而形成的配位作用驱动的产物,又称配合物。
螯合物(Chelate):是络合物的一种特殊形式。同一配位体中有两个或两个以上的配位原子或离子与同一中心离子(金属离子)通过配位反应所形成的具有环状结构的化合物。
有机微量元素营养是动物营养工作者和企业研发的热点之一。
有机锌源的生产工艺与质量控制
蛋氨酸锌络(螯)合物产品
产品定义
饲料添加剂蛋氨酸锌络(螯)合物是指由蛋氨酸与硫酸锌等锌源在一定的温度、pH值和反应时间条件下,通过化学反应而生成的蛋氨酸与锌摩尔比为2:1或1:1的符合《饲料添加剂品种目录》和饲料添加剂相关标准要求的化合物。
生产原理
蛋氨酸和硫酸锌等可溶性锌盐在一定的温度、反应时间和pH值条件下,蛋氨酸与锌离子按一定摩尔比以共价键结合而生成络(螯)合物,主要化学反应为:
摩尔比1:1络合:ZnSO4+C5H11NO2S = C5H11NO6S2Zn
摩尔比2:1螯合:ZnSO4+2NaOH+2 C5H11NO2S = C10H20N2O4S2Zn+Na2SO4+2H2O
制备生产饲料添加剂蛋氨酸锌络(螯)合物的主要工艺流程包括:计量、反应、结晶、分离纯化、干燥、粉碎和(或)筛分以及包装几个步骤。
原料与产品质量检验和控制
生产所需原料品质的评价
饲料级蛋氨酸锌络(螯)合物的原料包括蛋氨酸和硫酸锌等锌源,生产企业应按照《饲料质量安全管理规范》的要求制定质量管理制度,检测原料中主成分、杂质尤其是砷、铅、镉等重金属。
产品质量标准
饲料级蛋氨酸锌络(螯)合物产品标准目前遵循的是中华人民共和国国家标准《饲料添加剂 蛋氨酸锌》 (GB 21694-2017)。
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