1、92023 年第 8 期中国饲料坡缕石(Palygorskite,Pal)是一类具有晶体结构的黏土类非金属矿物,具有比表面积大、离子交换能力强、吸附能力强、胶体性能好和耐盐碱等优点,被广泛应用于石油、化工、建材、造纸、医药、食品、农业等方面,具有“千土之王”“万用之土”的美誉。坡缕石在动物生产中使用,具有营养、药物、环保和载体等多种功能,欧盟委员会早在 2003 年就已将其纳入饲料添加剂(EU COMMISSION,2003)。随着对坡缕石的深入开发利用,欧盟委员会于 2011 年、我国农业农村部于 2013 年先后将其纳入饲料原料(中国农业部,2013;EU COMMISSION,2003)
2、。1Pal 的生物学功能1.1吸附有毒有害物质1.1.1吸附霉菌毒素玉米、豆粕等主要饲料原料经常会发生霉菌毒素污染问题,动物摄入含霉菌毒素的日粮后会影响机体健康,降低生产性能(Liu 等,2020)。坡缕石因其自身独特的晶体结构,形成较多的孔道和较大的内、外比表面积,因而具有良好的吸附性能。在动物生产中,通过在饲料中添加一定量的坡缕石可降低霉菌毒素对动物机体的毒性作用,缓解霉菌毒素对动物造成的损伤。在肉鸡日粮中添加改性坡缕石可有效缓解黄曲霉毒素 B1造成的生长性能和免疫功能降低等毒性作用(夏枚生等,2005)。在含有低于农业农村部规定的镰刀霉菌毒素的肉鸡日粮中添加改性坡缕石可以有效缓解由镰刀霉
3、菌毒素引起的肉鸡免疫力降低、氧化应激、肠道损伤等毒害作用(Cheng 等,2018)。1.1.2吸附重金属坡缕石具有优良的离子交换性和吸附性,添加在动物饲料中可以吸附饲料中的重金属污染物,降低重金属离子在畜产品中的残留,提高畜产品质量(袁勇等,2020)。研究表明,在生长猪日粮中添加 2%的坡缕石原土和 2%的热改性坡缕石均可降低生长猪血液中 As、Pb、Cr 含量和腿肌中 Cr 的含量;日粮添加坡缕石原土和热改性坡缕石能降低重金属在动物体中的沉积,提高机体抗氧化能力,改善猪肉品质,且热改性坡缕石的饲用效果优于坡缕石原土(杨雪等,2015)。Cheng 等(2016)研究表明,在日粮中添加坡缕
4、石可使肉鸡胸肌和腿肌中 Cr 含量明显下降。1.2保护肠道黏膜坡缕石进入肠道后可以迅速分散并覆盖于消化道黏膜表面吸附各种致病因子、水分和气体等,有利于肠道黏膜的保护和修复。同时可与肠道内的有害菌及其毒素结合随粪便排出体外,发挥均衡肠道菌群、调节肠功能的作用(王唯坚等,2022)。血浆二胺氧化酶(DAO)是判断机体肠黏膜损伤和完整性的标志物,正常情况下,血液循环中有低剂量的 DAO,当肠黏膜完整性受损时,DAO 大量释放到血液中。研究表明,日粮中添加 2000 mg/kg 的坡缕石可有效降低 基金项目:南阳市2022年科技发展计划项目(KJGG057);河南省高等学校重点科研项目(22A1800
5、26)*通讯作者坡缕石的生物学功能及其在动物生产中的应用李伟1,刘耀东1,孙秋枝2*,王小建1,王铁军1(1.南阳农业职业学院,河南南阳 473000;2.南阳市宛城区动物卫生监督所,河南南阳 473000)摘要 坡缕石具有“千土之王”“万用之土”的美誉,可作为饲料原料或添加剂使用,在动物生产中具有较高的应用价值。文章对其生物学功能和在动物生产中的研究进展进行综述,以期对其开发利用提供借鉴资料。关键词 坡缕石;动物生产;生物学功能;应用进展 中图分类号 S816.7 文献标识码 A 文章编号 1004-3314(2023)08-0009-04DOI:10.15906/11-2975/s.202
6、30803102023 年第 8 期中国饲料仔猪血浆中的内毒素和 DAO 浓度,十二指肠和回肠的绒毛直径显著增加,回肠绒毛高度和空肠淋巴细胞数量显著提高,日粮中添加坡缕石有利于机体肠道的完整性(Zhang 等,2013)。在 1 日龄肉仔鸡日粮中分别添加 5 和 10 g/kg 的坡缕石,与对照组相比,日粮中添加 10 g/kg 的坡缕石可降低肉鸡血清中 DAO 活性;日粮中添加 5 和 10 g/kg的坡缕石均可显著提高空肠和回肠的杯状细胞数、绒毛高度/隐窝深度值,且添加 10 g/kg 试验组肉仔鸡的空肠绒毛高度/隐窝深度比值提高程度更显著,这表明日粮中添加一定量的坡缕石有利于肉鸡肠道的完
7、整性,提高肠道免疫屏障功能(Chen 等,2016)。1.3提高饲料利用率坡缕石主要通过以下 4个方面发挥提高饲料利用率的生物学功能。一是增加食糜黏度和在消化道内的停留时间,从而提高营养物质在消化道内的消化时间,提高饲料利用率。二是富含动物所需的 Cu、Fe 和 Sn 等微量元素,有助于激活消化道中消化酶,从而提高营养物质消化吸收。三是可作为尿素载体,防止尿素潮解、热解而分解氨,减少氮素损失,使尿素缓释非蛋白氮,从而提高反刍动物对非蛋白氮利用率。四是通过离子交换使胃肠道内带负电荷的氨基酸转变为肠道黏膜更容易吸收的中性氨基酸,从而促进饲料蛋白质的消化吸收(李娜,2016)。1.4提高机体免疫力在
8、断奶仔猪日粮中添加 2或 3 g/kg 的坡缕石均降低了血液中天冬氨酸氨基转移酶的活性和甘油三酯的浓度,并且与对照组相比仔猪的腹泻指数降低;这表明坡缕石可以改善肝脏损伤,保护肝脏,提高机体免疫力(Lv 等,2015)。坡缕石还可使肉仔鸡的回肠 IgM、sIgA含量显著增加,有效提高肉仔鸡的免疫力(Chen等,2016)。还有研究表明,在基础粮中添加固相载锌坡缕石可提高肉仔鸡的免疫器官指数、血清免疫相关因子含量或活性、肠道黏膜免疫球蛋白含量和肠道 sIgA 分泌细胞数量(颜瑞,2016)。1.5提高机体抗氧化能力坡缕石能提高动物机体抗氧化能力,维护机体的健康水平。蛋白质羰基是评价蛋白质氧化程度的
9、一项敏感指标,氧化蛋白可增加活性氧含量,并引起肉鸡氧化应激,进而抑制机体的抗氧化能力。丙二醛是脂质过氧化作用后的最终产物,也是机体氧化应激程度的标志物。试验证明,饲喂热处理豆粕可造成肉鸡回肠黏膜和肝脏羰基含量升高,但在日粮中添加 1%的坡缕石后可使羰基指标恢复至对照组水平;并且可提高肉鸡肝脏总超氧化物酶活性,降低血清丙二醛含量和空肠黏膜羰基含量,说明在日粮中添加 1%的坡缕石可提高肉鸡抗氧化能力(王坤等,2019)。1.6降低机体炎症反应坡缕石对小鼠耳部炎症反应发挥了积极的消炎作用,对中性粒细胞的水肿抑制和迁移作用分别为 68.64%和 45.54%(Javiera 等,2015)。在小鼠炎症
10、反应试验中还发现,坡缕石具有降低 TNF-和白细胞介素-等促炎性因子 mRNA 表达量的能力,表现出良好的抗炎效果(Paola 等,2017)。坡缕石还可通过吸附内毒素来减少炎症反应的发生,研究发现,载锌坡缕石可显著降低菌液中脂多糖的含量,且具有剂量效应(颜瑞,2016)。2坡缕石在动物生产中的应用2.1替代抗生素坡缕石可作为载体负载 Ag+、Cu2+、Zn2+等抗菌离子制成无机抗菌剂,具有安全性高、抗菌活性持久、抗菌谱广、不产生耐药性、稳定性高等优点。在饲粮中添加 4 g/kg 载锌坡缕石替代全部抗生素,与添加抗生素组相比,仔猪粪便中各菌群数量、盲肠食糜挥发性脂肪酸含量以及肠道部分免疫指标并
11、无显著影响,表明载锌坡缕石可作为抗生素替代品用于仔猪饲料生产(孙文恺等,2020)。将制备的载铜坡缕石添加在饲料中,研究其对鸡白痢的预防和治疗效果:添加 1的载铜坡缕石可使鸡白痢发病率低至 20%,死亡率低至 10%;添加 1.5%的载铜坡缕石可使鸡白痢的治愈率达到 75%,死亡率为 10%;结果表明,载铜坡缕石可以代替抗生素用于鸡白痢的预防和治疗(李娜等,2017)。2.2提高动物生产性能和生产效益我国坡缕石资源丰富,价格低廉,应用于动物生产中可起到“以石代粮”、降本增效的效果。在肉鸡饲粮中112023 年第 8 期中国饲料分别添加 0、5、10、15 和 20 g/kg 的坡缕石,结果表明
12、,饲粮中添加坡缕石可提高肉鸡平均日增重和平均日采食量,且以添加 10 g/kg 坡缕石组肉鸡平均日增重最高(Zhang 等,2017)。坡缕石可以提高蛋鸡的产蛋率,降低料蛋比,对蛋鸡的生产性能具有一定的改善作用(罗丹等,2018)。Tang 等(2014)研究表明,饲粮中添加 1.8 g/kg 坡缕石可显著提高仔猪平均日增重和粗蛋白质消化率,具有提高断奶仔猪生产性能的作用。2.3提高动物产品品质2.3.1保障动物性食品质量安全坡缕石可以吸附重金属、霉菌毒素等有毒有害物质,减少这些有毒有害物质在肉、蛋、奶等动物产品中的残留。在肉鸡日粮中添加 10 或 20 g/kg 的坡缕石,均可显著降低肉鸡胸
13、肌重金属铅和铜的含量、腿肌中的铅含量(Cheng 等,2016)。不同粉碎程度的坡缕石对肉鸡肌肉重金属残留的影响,添加 1%的超微粉碎坡缕石可显著降低肉鸡腿肌中铬和镉的含量,而添加 1%的常规粉碎坡缕石仅显著降低了腿肌中铬的含量,超微粉碎坡缕石减少肌肉中重金属沉积的效果优于常规粉碎的效果(杜明芳等,2018)。2.3.2改善动物产品品质坡缕石自身含有多种动物生长必需的矿物元素,可通过调节动物营养代谢,改善动物产品营养成分组成,提高营养价值。在蛋鸡日粮中添加 1%2%的坡缕石,不但提高了产蛋率及平均蛋重,而且鸡蛋中碘、硒、锌等营养元素的含量明显增多,特别是碘含量增值较大,由 0.678 mg/k
14、g 增加到 38.025 mg/kg(曹发魁等,2003)。将锌载坡缕石添加在肉鸡日粮中可使肉鸡屠宰性能得到明显改善,提高了全净膛率和胸、腿肌率,增加腿肌脂肪含量,降低胸肌和腿肌蒸煮损失;同时提高了肌肉等组织的镁、锌和铁沉积,降低了铅、镉和铬残留(杨伟丽,2017)。在全混合颗粒料中添加坡缕石抗菌材料有提高湖羊屠宰率、熟肉率,降低滴水损失的趋势,可改善肉品质(孙小淳等,2021)。2.4提高颗粒饲料质量坡缕石在饲料生产中可以用作黏合剂来提高颗粒饲料的硬度和稳定性,降低粉化率,改善饲料颗粒质量,提高饲料利用率(董静和王利国,2019)。在肉鸭基础日粮中添加坡缕石可以改善颗粒饲料的质量,提高饲料颗
15、粒的硬度,降低含粉率(王雨雨等,2018)。在团头鲂配合料中添加 2.0%的坡缕石不但提高了颗粒饲料在水中的稳定性,而且提高了饲料淀粉在制粒过程中的糊化度。Zhang 等(2017)、Zhang等(2015)、Pappas 等(2010)的研究也证明了坡缕石可以提高颗粒饲料的硬度和耐久度。3小结与展望我国是世界上坡缕石的主要蕴藏国,储量大、质量好。坡缕石无毒、无害、成本低廉,不但可以发挥“以石代粮”的作用,减少精饲料的使用量;还可以提升饲料和动物产品品质,改善机体免疫和抗氧化性能,促进肠道健康,提高饲粮养分利用率和动物生产性能;并且可以作为载体材料制作无菌抗菌剂,发挥抗生素替代品的潜在价值。参
16、考文献1 曹发魁,崔伟林,潘生功,等.饲喂凹土对鸡蛋品质的影响 J.甘肃农业大学学报,2003,2:227 230.2 董静,王利国.凹凸棒石在饲料中的应用研究进展 J.农业科技与装备,2019,290(2):69 73.3 杜明芳,程业飞,裴付伟,等.超微粉碎凹凸棒石对肉鸡肌肉品质的影响 J.动物营养学报,2018,30(6):2385 2393.4 李娜,姚大伟,许家荣,等.载铜凹凸棒黏土对鸡白痢的预防和治疗效果 J.中国兽医学报,2017,37(7):1365 1371.5 李娜.载铜凹凸棒石对鸡白痢的预防和治疗效果的研究 D.南京:南京农业大学,2016.6 罗丹,廖祉亦,温超,等.凹凸棒石吸附剂对蛋鸡生产性能、血清生化指标、抗氧化功能及玉米赤霉烯酮残留的影响 J.2018,40(20):28 32.7 孙文恺,刘强,刘洋,等.载锌凹凸棒石对断奶仔猪肠道免疫功能、食糜挥发性脂肪酸及粪便菌群的影响 J.畜牧与兽医,2020,52(1):43 49.8 孙小淳,李书杰,朱靖,等.凹凸棒石抗菌材料对湖羊生长性能、屠宰性能及肉品质的影响 J.畜牧与兽医,2021,53(4):38 41