仔猪教槽、断奶和保育是生猪生产的关键节点，也是制约养猪业发展的瓶颈。断奶应激引发仔猪腹泻、养分供求平衡失调、生长迟缓和皮毛健康受损，给养猪业带来不小的损失。

早年研究表明，氧化锌具有收敛、吸附和止血的功效，可用于防止仔猪下痢。自国家实施禁抗政策以后，仔猪日粮普遍使用高剂量氧化锌，在一定程度上起到了抗下痢的效果。但是氧化锌有涩味，适口性差、耗酸多、解离快，高剂量添加影响仔猪采食量、抗性蛋白降解和抗菌效果，导致仔猪出现生长迟滞、毛粗长乱、皮肤无光泽等问题。

结合当前市场实际，开发出适口性好、抗下痢、保障蛋白营养供应、改善仔猪生长发育的锌源添加剂至关重要。兴嘉生物从化学化工、生物化学、生理学、免疫学和营养学多维度考虑，解析仔猪下痢的主要原因，国内首创新型锌源——羟基氯化锌。

一、化学结构和理化性质

以下就羟基氯化锌的化学结构、理化性质、消化道解离和吸收机制作简要说明。

（一）羟基氯化锌化学结构及理化性质

羟基氯化锌是以锌为中心原子的配合物或络合物，内质部分与氢氧根结合，外质由氯元素配位，分子式为[Zn₅(OH)₈]Cl₂·H₂O，分子量551.89，白色颗粒，不潮解，溶于酸和碱，微溶于水。

（二）羟基氯化锌消化道解离与吸收

1、解离：羟基氯化锌中锌的离子势大（电荷/离子半径），静电引力强，吸引氧原子电子云的能力强，氧-氢（O-H）键的键能被削弱，电负性升高，由共价键转变为离子键。而锌-氧（Zn-O）键仍以配位键存在，在胃和小肠前端（十二指肠、空肠）弱酸条件下，羟基氯化物分子内质部分[Zn₅(OH)₈]呈现酸式解离。反应式如下：

Zn-O-H → Zn-O⁻ + H⁺

受离子势和弱酸环境双重作用的影响，电离后的产物是带负电荷的羟基氯化锌和质子（H⁺）。

2、吸收：带负电荷羟基氯化锌通过载体介导（Channel Mediated Transporter）的途径吸收，离子间不发生拮抗，且羟基氯化锌以分子态存在，不易与大分子抗营养物质结合，吸收率高。羟基氯化锌吸收进入循环系统后经α-球蛋白转运至靶组织，满足了有机体靶组织细胞锌的营养需要。

（三）适口性与采食量

上海大江畜禽公司多年前发现，教槽料累积采食量是决定仔猪下痢与否或下痢程度的关键，而锌添加剂是影响采食量的重要因素之一。羟基氯化锌微甜无苦涩味，试验表明，在日粮中添加羟基氯化锌仔猪采食量比氧化锌组高出3.9% - 8.0%，其差异与试验考察的仔猪生长阶段、日粮锌添加水平有关。

二、抗下痢机制分析

仔猪下痢有几个方面的原因，营养性下痢、病原性下痢和物理屏障性下痢。因此，解析仔猪下痢的原因，有针对性地开发产品才能达到事半功倍的效果。

（一）维持消化道pH，防止营养性下痢

家畜、禽胃脏分泌的胃蛋白酶原没有活性，在生理酸性（pH 3-5）条件下，胃蛋白酶原被转化成胃蛋白酶，降解饲料蛋白质。仔猪胃分泌盐酸的能力弱，加上日粮中高剂量氧化锌的高系酸力，胃蛋白酶原转化和蛋白质降解受到影响，出现营养性下痢。畜、禽日粮多用豆粕作为蛋白质饲料，断奶仔猪日粮中用量虽相对较低，但豆粕中的抗性因子（特别是丙种球蛋白和β-伴球蛋白）含量高，如果胃蛋白酶降解不到位易发生消化道平滑肌过敏、充血、糜烂和炎症，引起下痢。

受离子势和胃脏酸性环境双重影响，羟基氯化锌酸式解离释放出H⁺而不是氢氧根（OH⁻），耗酸少，保障了胃脏pH生理环境，有利于胃蛋白酶原转化和饲料蛋白质降解，提高了蛋白质消化率，改善了仔猪蛋白质营养供求平衡，避免了抗性蛋白引发的营养性下痢。不同锌源系酸力比较见表1。

表1 不同锌源系酸力

（二）抗、抑病菌，防止病原性下痢

消化道定居着一个复杂而庞大的微生物群落，在生物进化中历经适应与选择，在宿主、微生物与自然之间建立起一个生态平衡链，畜主与微生物共进化、共发育、共代谢、互调控，形成一个共生共赢的生态系统。

1、肠道微生物种类：依据微生物与畜主间的利害关系，消化道菌群被分为共生菌（Symbiotic bacteria）、条件致病菌（Opportunistic bacteria）和致病菌（Pathogenic bacteria）三大类。

1）共生菌：属于正常菌或叫专性厌氧菌，占消化道微生物总数的99%或更多，单胃动物的消化道微生物大多分布在结肠和盲肠，胃和小肠次之。共生菌所处的空间少氧或缺氧，与内源性少数有害微生物之间形成时空竞争格局，并防御外源性致病菌的侵入，保护畜主免受感染。共生菌还具有营养和免疫等生理作用，分解没有被胃、肠消化和吸收的物质，其中大部分是非淀粉多糖，如纤维素和半纤维素等，产生低分子脂肪酸，如乙酸、丙酸和丁酸等，同时通过脱羧和还原脱氨降解氨基酸，为畜主和共生菌本身提供能量物质和合成蛋白质的氮源。

2）条件致病菌：以兼性厌氧菌为主，是非优势菌群，在消化道微生态平衡时无害，但因断奶或外界因素刺激导致微生物群落失衡，具有潜在的致病性。

3）病原菌：属于好氧菌，是引发仔猪下痢的主要群落。因为好氧菌在少氧或缺氧的黏膜层难以生存，定居的机会少，只能游离在肠腔，所以被称之为流动菌或过路菌。

2、病原性感染与抗菌机制：仔猪断奶后抗体供应中断，免疫系统尚未发育完全，仔猪小肠绒毛、隐窝深度等组织结构受断奶应激的影响发生变化，微生物生态平衡链以及生物防御屏障遭到破坏，导致病原菌入侵，引发细菌性下痢。

羟基氯化锌杀菌机制主要包括以下几个方面：

1）消化道直接杀菌：约40% - 50%未解离的羟基氯化锌到达盲肠和结肠，与流动性的兼性厌氧菌和好氧菌胞壁接触，经胞壁内吞（Endocytosis）进入菌体，大量羟基氯化锌的涌入引起病原菌胞壁破损、胞内养分流出，细菌代谢紊乱，起到直接杀菌的作用。离子态锌很难进入菌体，几乎达不到杀菌的效果。因此，凡是在消化道大部分或完全解离成Zn²⁺的锌添加剂，其抗菌效果减弱甚至完全失效，硫酸锌就是一个典型的范例。

2）通过抗菌因子α-防御素杀菌：小肠上皮是由突入肠腔的绒毛和与黏膜连接的隐窝组成，其中的功能性蛋白具有不同的生理作用。网格细胞分泌多种抗菌因子（Bactericidal factors），如含大量Zn²⁺的α-防御素等。一旦病原微生物（好氧菌或部分兼性厌氧菌）进入肠上皮细胞后，α-防御素在细菌壁膜上形成阳离子凹陷，破坏细胞膜的完整性，为固有免疫系统中的自然杀伤细胞、中性粒细胞和巨噬细胞进入菌体创造条件。网格细胞发挥抗菌作用主要取决于日粮锌添加剂的类型和添加量。羟基氯化锌结构稳定，消化道酸式解离，解离出的带负电荷分子易被吸收和转运，到达靶组织的效率高，抗菌、防下痢效果好。

3）助力巨噬细胞杀菌：肠上皮组织富含巨噬细胞，巨噬细胞经过感知、吞噬，直接杀灭进入肠上皮细胞的病原菌。为增强杀菌效果，巨噬细胞借助Zn²⁺激活休眠态的NADPH酶，加速氧化还原反应生产超氧化物（O₂^·⁻）和过氧化氢（H₂O₂），用活性氧协助巨噬细胞杀灭病菌。此外，巨噬细胞可以提升金属硫蛋白（MT）的基因转录水平，MT与Zn²⁺配位结合储备锌元素，发挥维持细胞锌平衡的缓冲器和防止细胞锌过量的灭火器作用。

（三）建立物理屏障，防止肠壁渗漏

杯状细胞分泌黏液，在肠上皮表面形成黏液层。断奶仔猪杯状细胞尚未发育完全，外部因素特别是饲料转换使肠上皮组织结构发生变化，肠上皮物理屏障受损，肠壁通透性增加，水分、电解质和其他一些可溶性有机化合物渗入肠腔引起下痢。连接肠上皮单层细胞的紧密蛋白，如封闭蛋白（Occludin）、钙粘蛋白-1（ZO-1）和紧密连接蛋白-1（Claudin-1）是肠上皮紧密结构的核心成分，羟基氯化锌能有效地提高紧密蛋白的基因表达，见下图1。

图1  仔猪回肠黏膜Occludin、ZO-1和Claudin-1的mRNA表达水平

注：（），不加锌对照组，（）氧化锌（2000 mg Zn/kg）正对照组，（）羟基氯化锌（2000 mg Zn/kg）试验组。

研究发现，在添加等量锌元素（2000mg/kg）的条件下，羟基氯化锌仔猪尿液中乳果糖与甘露糖的比例及乳果糖回收率均显著地低于氧化锌组，说明羟基氯化锌降低肠道通透性的效果比氧化锌好，见表2。

羟基氯化锌通过消化道直接杀菌、α-防御素杀菌和助力肠上皮巨噬细胞杀菌三种途径，建立肠上皮物理防御屏障，达到抗下痢的效果，见表3。

表3  羟基氯化锌与氧化锌对仔猪下痢的影响

三、促生长，改善皮毛健康

仔猪消化道尚处在发育阶段，胃脏盐酸分泌不足，pH水平偏高，免疫力和抗应激能力弱。断奶应激反应导致仔猪杯状细胞、网格细胞和吸收细胞的发育受到影响。营养性、病原性和物理性下痢加重了仔猪养分供需平衡失调，出现生长迟滞和皮毛健康问题。羟基氯化锌添加剂能有效地维持消化道pH，提高抗性蛋白降解率，并通过直接杀菌和建立肠上皮生物、物理屏障，防止仔猪下痢、维持养分供需平衡、改善生长率和皮毛健康。

羟基氯化锌酸力低，采食量高，锌元素利用率高，可以有效地降低仔猪营养性、病原性和物理性下痢，提高成活率，改善生长率和皮毛健康，是仔猪日粮理想的锌源选择。