如何预防和降低断奶仔猪的腹泻率和腹泻程度一直是行业研究的热点。自上世纪90年代，研究文献发现高锌可以显著降低仔猪腹泻，国内断奶仔猪饲料长期以来普遍添加高剂量的氧化锌作为抗腹泻锌源。然而，近年来研究表明，长期高剂量添加氧化锌不仅抑制动物生长发育，还会造成锌资源浪费、加重环境污染[1]。2017年12月，农业部公告第2625号对仔猪断奶后前两周特定阶段的配合饲料中允许添加使用的最高锌限量标准从2250 mg Zn/kg下调至1600 mg Zn/kg[2]。理论研究和应用实践发现1600 mg Zn/kg及以下的普通氧化锌预防仔猪腹泻和促生长效果明显无法满足生产需要。2019年7月农业农村部第194号公告要求自2020年7月1日起，饲料生产企业停止生产含有促生长类药物饲料添加剂（中药类除外）的商品饲料[3]。在降锌和禁抗的双重压力下，对断奶仔猪腹泻的防控带来了极大的挑战。锌作为防控断奶仔猪腹泻常用且重要的部分，探索锌的合理利用方法，积极寻找和研究开发一种符合国家法规要求、有效的抗腹泻锌源，具有重要意义。本文从氧化锌的作用机理出发、对不同产品类型氧化锌产品及碱式氯化锌优劣势进行了介绍，重点对其中具有推广应用优势的碱式氯化锌作为抗腹泻锌源在断奶仔猪生产中的应用进行综述，以期为其进一步在断奶仔猪生产中的合理运用提供指导与依据。
1 氧化锌的作用机理
氧化锌（ZnO）是锌的一种无机氧化物，两性偏碱。大部分ZnO进入胃内会被胃酸中和，分解成Zn2+，消耗胃酸；少部分的ZnO则以分子的形式进入肠道[4]。有研究证实，ZnO的作用主要来自于ZnO分子而非Zn2+，解离的Zn2+抑菌效果不佳且因微生物种类而异，对大肠杆菌抑制率仅达15%[4]。
氧化锌可调节动物肠道，促进并维持肠道机械屏障[5]（肠上皮细胞及其表面覆盖黏液层、细胞间紧密连接蛋白）的完善与完整，影响肠道免疫屏障[6]（肠道相关淋巴组织、肠系膜淋巴结和分泌型免疫球蛋白A）炎症因子、抗炎因子和免疫球蛋白的分泌，促进肠道有益菌群的生长，抑制病原微生物的定植及生长，从而建立成熟的肠道生物屏障，抵抗并清除有害物质，改善肠道健康水平，降低腹泻发生率[7]。此外，氧化锌也可通过提高肠道类胰岛素生长因子1(IGF-1）及其受体的表达来减轻动物肠道损伤，调节脑肠肽的分泌，刺激采食、促进生长[8]。
高于2000mg/kg氧化锌的药理水平锌被广泛应用于治疗仔猪腹泻，饲料添加高剂量氧化锌可有效提高生长性能、免疫机能，改善肠道健康状况[9]。但在动物实际生产应用中，药理剂量氧化锌使用过高，远超动物正常生理需求，引起动物中毒、营养拮抗（如高锌对铜、铁等营养吸收的拮抗），对生长发育造成不利影响，还会加重环境负担，使得病原菌产生抗药性。农业农村部第2625号和第194号公告实施后，仅允许添加不高于1600 mg/kg氧化锌的药理水平锌和抗生素的禁用，给预防仔猪腹泻带来巨大挑战。因此，寻找和开发一种更环保、高效的普通氧化锌替代锌源添加剂具有重要意义。
2 氧化锌的产品类型介绍
鉴于普通氧化锌存在的诸多不足，行业对氧化锌的材料学性质进行多种改良，即通过改变其性状来提升作效率和效果进行了多种探索。目前主要的新型氧化锌形式主要有纳米氧化锌、包被氧化锌、多孔氧化锌。
2.1 纳米氧化锌
纳米技术是指在1~100 nm范围内研究原子、分子的结构及其相互作用的技术[10]。纳米氧化锌（Nano Zinc Oxide）则是该技术下研究的一种面向21世纪的纳米量级（1~100 nm）新型高功能精细无机产品，因其粒径较小、比表面积较大，具有较强化学活性，可与多种有机物发生氧化反应，从而达到抗菌、抗肿瘤效果，被应用于畜牧行业[11]。但是纳米氧化锌应用仍然存在诸多安全隐患和不足。Sharma等[12]研究表明，纳米氧化锌具有剂量-时间依赖细胞毒性，可造成机体氧化损伤。且在同剂量情况下，纳米氧化锌毒性强于氧化锌，可在肝脏组织中累积，造成肝脏受损[13]。不仅对动物，对饲料生产者也存在安全隐患，需要谨慎对待。欧洲食品安全局EFSA曾声称纳米技术用于食品与饲料尚存在潜在风险。此外，纳米氧化锌缺乏相应的粒径与比表面积等，产品标识指标与实际情况出入较大，同时团聚作用产生的相似粒径团聚体也可使其抗菌活性减弱，造成理论研究和应用实践效果稳定性差[14]。同时，真正优质的纳米氧化锌昂贵价格，适口性差和对其他营养物质的氧化损耗问题依旧存在，限制其在畜牧行业中的应用。
2.2 包被氧化锌
包被技术是一种用成膜材料将特定物质包覆起来，使其在通过特殊环境时活性成分受到保护并提升物质利用效率的新型技术[14]。包被后的氧化锌在胃酸环境中的稳定性增强，能避免被胃酸大量分解，从而增加通过胃的氧化锌含量、保证其在肠道内正常释放，达到促进生长、缓解腹泻作用的同时减少用量，降低环境污染[15]。市场包被氧化锌（Coated Zinc Oxide）种类繁多，选用的包被材料各异，普遍存在稳定性差和释放效果不明显或者无法在肠道定向释放等不足之处，应用效果不能满足需要或者不稳定。现有的技术还不能完全解决氧化锌高效利用及环保污染问题，在市场上推广遇到障碍。
2.3 多孔氧化锌
多孔氧化锌（HiZox）是一种利用专利工艺制造的多孔形态的氧化锌，通过对其理化性质进行改造，使其具有特定的粒径、高纯度、高比表面积（多孔氧化锌比表面积是传统氧化锌的10～15倍）、优良的流动性等特点[4]。但是，多孔氧化锌无法解决其过胃的问题，在胃部很容易被中和，解离，以及依然存在适口性差的问题。同时，多孔氧化锌受工艺限制，产品和应用效果不稳定，耗酸，以及对维生素、精油、酶制剂、益生菌等活性成分有负面影响。
3 碱式氯化锌的介绍
碱式氯化锌（Tetrabasic Zinc Cloride），分子式为Zn5Cl2 (OH) 8·H2O，呈白色颗粒或粉末状，不吸湿，难溶于水[16]，没有氧化锌明显的涩味。在胃酸环境中解离速度慢，解离程度小，相比氧化锌能有效降低在胃酸中的解离程度和速度，具有缓释功效，可让更多的碱式氯化锌进入肠道发挥作用。碱式氯化锌与氧化锌类似，具有吸附收敛、抑菌、促生长作用。大量研究表明，碱式氯化锌具有生物学效价高，适口性好、用量少、安全无毒，对包括维生素、酶制剂、精油、益生菌等饲料成分破坏小，具有较高生物学利用率，低剂量使用，还可部分替抗，预防仔猪腹泻，对环境污染小[17-19]。张炳坤[17]通过体外试验对比了不同水分（4%或9%）条件下硫酸锌、氧化锌以及碱式氯化锌对预混料中维生素B6的含量以及植酸酶活性的影响，发现碱式氯化锌在不同水分条件下，对生素B6的含量以及植酸酶活性的影响明显低于氧化锌和硫酸锌。同时，有数据显示碱式氯化锌（45%锌含量）的ABC-4值为1084 mmol H/100 g，明显低于氧化锌（76%锌含量）2422 mmol H/100 g的ABC-4值。仔猪采食添加同等锌水平的氧化锌和碱式氯化锌，仔猪胃内容物pH值碱式氯化锌组（pH=5.65）明显低于氧化锌组（pH=4.40），差异显著(P<0.05)。可以认为碱式氯化锌相比常规普通氧化锌在耗酸方面明显降低，与酸化剂在一定程度上具有正向协同作用。在断奶仔猪自身胃酸分泌不足，以及在禁抗后，饲料普遍大剂量使用酸化剂的情况下，相比氧化锌具有独特的应用优势。2017年农业农村部第2625号首次允许碱式氯化锌作为一种抗腹泻锌源在仔猪断奶后前两周特定阶段进行使用，使得其药理剂量的使用来预防仔猪腹泻成为可能。
4 碱式氯化锌在断奶仔猪中的应用
与普通氧化锌、纳米、包被和多孔氧化锌相比，碱式氯化锌具有稳定的化学结构和理化性质，流动性好，以及生物学效价高、适口性优等特点，在断奶仔猪日粮中应用替代高剂量的普通氧化锌表现出良好的结果。早在2001年，MavroMichalis[20]等以断奶仔猪为研究对象，研究不同水平碱式氯化锌和氧化锌对断奶仔猪日增重和饲料转化率的影响，结果显示1500mg Zn/kg水平的碱式氯化锌能达到高剂量氧化锌的促生长效果，饲料转化率优于氧化锌。且不受是否添加抗菌剂的影响，作用效果稳定，是一种非常有效的锌源。2008年，中国农业大学张炳坤博士[17]以普通氧化锌为对照，进行碱式氯化锌促进断奶仔猪生长的效果研究。其结果显示，饲料添加高剂量的氧化锌或碱式氯化锌可以改善仔猪断奶后4周内的生长性能，而碱式氯化锌的剂量要低于氧化锌。其进一步从肠道发育和功能角度探讨了碱式氯化锌促进断奶仔猪生长的作用机制，结果显示，碱式氯化锌可以促进胰腺糜蛋白酶的合成与分泌，可诱导回肠黏膜细胞增殖，且在提高回肠黏膜occludin和ZO-1 mRNA水平和蛋白表达，改善上皮细胞通透性方面，碱式氯化锌比氧化锌更有效。2010年，陈永辉[18]等研究发现，在断奶仔猪日粮中添加约1150 mg Zn/kg水平的碱式氯化锌组仔猪日增重、日采食量和饲料转化率均优于约2250 mg Zn/kg水平氧化锌组，腹泻率和腹泻指数无显著差异。2010年，胡向东[21]研究发现，在断奶仔猪日粮中添加1500 mg Zn/kg水平的碱式氯化锌可达3000 mg Zn/kg水平氧化锌的促生长、降低腹泻指数的作用效果。到2015年，喻本平[22]等以21日龄断奶为研究对象，发现低剂量的碱式氯化锌、碱式氯化铜（1200 mg Zn/kg，170 mg Cu/kg），在抗腹泻促、生长、提高饲料转化率的作用方面均比高剂量的硫酸铜和氧化锌2250 mg Zn/kg，225 mg Cu/kg）有明显优势。2017年，中国农业大学夏添博士[23]基于前期研究者对药理水平碱式氯化锌良好的抗腹泻、促生长效果的发现，进一步探讨日粮中梯度添加碱式氯化锌对断奶仔猪生长性能、腹泻率、血液常规、血清生化指数、抗氧化能力、肠道形态、损道微生物菌群、脏器和元素稳态的影响。结果发现饲料中添加梯度碱式氯化锌线性提高了血红蛋白含量、血清中丙氨酸转移酶和碱性磷酸酶浓度、十二指肪绒毛高度和绒毛高度:隐窝深度、肝脏和肾脏脏器指数、空肠和回肠食糜中乳酸菌和总厌氧菌数量，线性降低了盲肠和结肠食糜中大肠杆菌数量。1200~1800 mg Zn/kg水平的碱式氯化锌可有效缓解仔猪腹泻、促进生长，效果优于高剂量的普通氧化锌，其最高锌添加水平不宜超过2400 mg Zn/kg。也有研究发现，不同来源的碱式氯化锌稳定性和作用效果存在一定的差异。因此，需对碱式氯化锌的生产原料和工艺进行严格的筛选和控制，以保证效果。
5 展望
高剂量氧化锌已被广泛应用于动物生长发育过程中，但其存在吸收效率低，粪便排放、环境污染等问题，即将被欧盟全面禁止。我国对此也作出修改，对饲料中锌元素用量进行了下调和限定，并将碱式氯化锌新增为一种可用于断奶仔猪抗腹泻的锌源。由此，新型锌源产品不断被人们发掘，但其各有优缺点。碱式氯化锌作为一种更加安全、健康、高效、节源、合规、稳定的高剂量普通氧化锌替代品，在降锌和禁抗的大背景下，用于预防仔猪腹泻、促生长、提高饲料品质，具有广泛的推广应用前景。