應用高量氧化鋅預防離乳仔豬下痢

一、前言

        鋅過去之利用於豬隻飼料，主要為預防鋅缺乏症狀，並且達到促進生長的目的；而其適當的用量不僅是在學術上的研究已得到一致，甚至亦已提供商業飼料配方的參考依據。然而近來有一些相關研究提出，餵給高用量(亦即藥物用量)的氧化鋅於離乳仔豬，可以控制E.coli scours的發生(Holm，1988；Poulsen，1989)；且此用量2400~3000ppm業已超過1988，NRC及Brink et al，1959所提仔豬的安全用量。

        本篇報告乃針對(1)鋅的功用及缺乏症狀(2)鋅源及其利用率(3)高量氧化鋅的應用，三方面逐一探討。

二、鋅的功用及缺乏症狀：

        鋅是生理上的一些功能的必需物質之一，例如何調節酸鹼平衡以達免疫能力的作用，同時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)防止不全角化症

        (2)參與酵素系統的作用

        (3)促進傷口的癒合

        (4)與骨骼、毛髮的生長有關

        相關缺乏症狀：不全角化症、活動怠慢、生長發育遲緩、毛髮粗糙不全、傷口癒合緩慢。一般在牛、羊的正常日糧中，較少發生缺乏現象；但在豬隻的日糧中則常有鋅缺乏現象而導致不全角化症的發生，故在豬隻日糧中常須額外的添加適當鋅量，以預防缺乏症狀的發生，並可達到促進生長的作用。

三、鋅源種類及其利用率

表一、鋅源的成分規格表

       (一)家禽方面相關試驗：

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

        Wedekind and Baker，1990，於含13ppm鋅量的豆粉基礎日糧中分別添加0,2.5,5,10,15,40,100ppm鋅量的ZnSO₄•7H₂O，餵給一週齡肉雞時，經由生物性分析(bioassay)的試驗發現：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性，而非與日糧總鋅量的攝食量有關。

        由下表的試驗結果，雞隻攝食可利用鋅量主要來自額外添加的鋅，與基礎日糧13ppm的含鋅量無關，其主要係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20,40ppm之後，其直線斜率較為趨緩。

表二、Rewponse of Chicks to Supplemental Zinc Sulfate

When Added to a Soy isolate-dextrose Diet

        另外Wedekind and Baker在同時期分別以ZnSO₄•H₂O及ZnO當作額外添加的鋅源，發現在weight gain方面以ZnO當作鋅源時，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，早先也已有相同結論的研究報告(Erdman et al., 1980, 1983；Fordyce et al., 1987)。

        沈積在Tibia的Zn，被認為僅是一種吸收作用，而weight gain才是真正反應出Zn的可利用效率的程度(B.L. O'DELL)。這些研究結果顯示：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源性(endogenous)鋅流失程度的影響，而內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，卻達到61.2％的原因。這也說明為何在禽畜日糧上，一般均以ZnO當作添加鋅源的原因。

        (二)在肉豬方面相關試驗：

        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(Hill et al., 1986；Swinkels et al., 1991)並未如前述Wedkind et al., 在肉雞方面的試驗，能夠明顯區分各鋅源的不同。

        Wedekind et al,1994同樣以生物性分析(bioassay)的方法，應用在肉豬試驗。以表三所列各階段的基礎日糧，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週齡分別測定plasma Zn(ug／ml)，並於試驗結束後，測定掌骨(metacarpal)和尾椎骨(coccygeal)中的Zn(ug／g)量。結果發現：此三者與suppl. Zn intake均呈線性相關，而體重在各組間則無顯著差異。若以最大增重為基準來衡量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。同如其他礦物質一樣，Zn在免疫能力(immunocompetence)和繁殖性能(reproduction)，扮演相當重要的角色。因此，供作繁殖作用所需的Zn，應比僅供生長所需要的量為多(Underwood, 1981)；且動物在受到相當緊迫時，Zn量的需求也會相對增加(Klasing, 1992)。但是過去的試驗均無法明白指出供作繁殖或免疫作用時，其Zn的最大需要量；而骨頭乃是Zn在動物體中最大的儲存處。因此，以骨頭和血漿含Zn量的值，遠比以生長情形(growth)更適合作為Zn需要量的指標。

表三、肉豬各飼養階段Zn需要量和設計值

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

表四、不同鋅源相對比較生物利用率*

*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餵給雞隻時，發現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，則會增加豬隻發生不全角化症(parakeratosis)的機率(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)動物種類的不同。(二)與日糧中其他營養分子的相互拮抗作用。

四、高鋅量預防仔豬下痢的相關報告

        以含高鋅量2400~3000ppm(應視為藥物用量)的ZnO應用在離乳仔豬，來預防豬隻下痢(E. coli scours)的發生，乃是近年來的一大課題(Holm, 1988；Pouisem, 1989)。而此用量遠超過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，卻發現並無顯著的有害或有利的效應。在這些報告裡，我們可以發現有下列幾點問題存在著(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)對試驗仔豬的日齡不同，有無差異？

        以Joseph and David, 1993的三個試驗為例，並與其他相關報告作比較如下：

        (一)在其第一個試驗(各處理組見表五的Trial 1)中，雖然各處理組間的生長性狀並無顯著的差異，但如下圖所daily gain隨著plasma Zn的值呈二次曲線回歸，daily gain的最大值恰好介於plasma Zn值於＞1.5，＜3.0mg／L之間。此結果同如第二、三試驗的結果；即不管餵飼任何的鋅源，只要plasma Zn濃度＞3.0mg／L時，則其增重均較差。尤其以試驗二：B+5000 ppm Zn(fromZnSO₄)組，及試驗三：B+3000 ppm(from ZnSO₄)組，B+3000 ppm(from ZnMET)組，均比對照組的增重為差。

表五、高鋅量添加與不同鋅源的比較

Trial 1

        Trial 2

        Trial 3.

        Diets and animals of Trial 1, Trial 2, Trial 3

        而相當量的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，並無法顯示其間的關聯；唯有在＞1g／day下，二者方呈直線相關。根據NRC, 1980的說明：鋅為微量元素，具有快速的轉換速率及短暫的停留期。而任一物質在身體中排泄量無法與吸收量並齊時，即為該物質在體中開始停留的起點(theshold)。此可說明，當攝取高鋅量時，plasma Zn值會隨其呈直線增加。

        (二)由Trial 2, Trial 3二個試驗結果發現：餵予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，直接餵飼B+3000 ppm(ZnO)，其效果更為明顯。添加ZnSO₄或ZnMET者，其plasma Zn值達4 mg／L以上，而依Trial的結果，plasma Zn的最佳值介於1.5~3.0mg／L之間，而添加ZnO者卻好符合其範圍，故其ADG與FI均比對照組有改善的效果。此結果卻與前述論及鋅源的結果相似，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)由表五所列三個試驗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)，直接餵給3000 ppm Zn的日糧，也顯示對增重無利。或許早期離乳，使得仔豬將身體中過量Zn排除的能力減低，而此原因可能導致血中高量的Zn，干擾了ZnO在增重方面的誘導作用。

        (四)與Cu的比較：Cu除提供血球形成的有關酵素成分之外，尚具有類似抗生素作用，可以促進生長，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，該處理組並未比對照組較有改善。

        在Joseph and David三個試驗中各處理的仔豬均無發生下痢的發生，因此無法比較以添加高鋅量來預防下痢的效應。

五、結論

        由於Zn在免疫能力(immunocompetence)和繁殖性能(reproduction)，扮演相當重要的角色，且為酵素組成或活化作用的主要成分之一；而在豬隻日糧中常須額外的添加適當鋅量，以預防缺乏症狀的發生，並達到促進生長的作用。

        雖然在本篇報告中，關於以高鋅量的添加，並未能明顯表示預防下痢的預期效果。然而此超過NRC所提的安全用量甚多的添加量，不僅無中毒現象，卻仍有較佳的增重效果，倒是值得作進一步的探討並確定其預防下痢的效果。

        另外關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為基準點，則降低ZnSO₄•H₂O或ZnLys的添加量，使其plasma Zn值亦在1.5~3.0mg／L範圍時，是否也可如添加ZnO(3000 ppm Zn)的效果。若從添加鋅源的價格來考慮，則也要再作探討。

飼料營養雜誌(p.77~84)─黃文林、九六年第三期