本文選題：新型氧化鋅 + 表征�。� 參考：《浙江大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：斷奶是仔豬最為重要的階段。環(huán)境、營養(yǎng)和心理等應(yīng)激伴隨微生物、免疫和生理等變化共同作用于未成熟的消化道,可導(dǎo)致斷奶仔豬腹瀉、生長性能降低。在2006年歐盟禁用后,許多營養(yǎng)手段(如氧化鋅、益生菌、益生元、有機酸和精油等)廣泛用于替代抗生素用于斷奶仔豬防腹瀉、促生長。藥理劑量(2000-4000mg/kg)氧化鋅用于斷奶仔豬已有二十多年歷史。然而,高劑量氧化鋅帶來動物毒性、細菌抗性和環(huán)境污染等問題迫使歐盟頒布150 mg/kg的最高限量。因此,亟需一種替代產(chǎn)品,減少氧化鋅用量、降低糞鋅排放。由于作用機制不同,上述營養(yǎng)手段和不同鋅源并不能完全替代氧化鋅。其他形式氧化鋅(如納米氧化鋅和氧化鋅-天然硅酸鹽復(fù)合物等)雖有一定效果,但仍存在效果不穩(wěn)定與安全風(fēng)險等問題。由于氧化鋅活性與其比表面積正相關(guān),而毒性與其粒徑負相關(guān),本研究提出“高比表面積-微米粒徑”的新型氧化鋅研制思路,制備并表征了新型氧化鋅,研究了其溶解性與生物活性,還研究了其對斷奶仔豬生產(chǎn)性能與腸道功能的影響及其作用機制,結(jié)果如下：1新型氧化鋅的制備、理化性質(zhì)與生物活性根據(jù)前驅(qū)體堿式碳酸鋅熱重分析結(jié)果,輔以適宜加熱速率和時間,制備得到了新型氧化鋅,并使用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、BET和X-射線衍射等方法對其進行表征。結(jié)果表明,新型氧化鋅比表面積約48.9 m2/g、粒徑約10～30μm,內(nèi)部為由小梁支撐的中空結(jié)構(gòu),并且小梁含有豐富的孔腔。與普通氧化鋅、納米氧化鋅和多孔氧化鋅相比,新型氧化鋅對于人工胃液分解具有更好的保護作用；對大腸桿菌K88、腸炎沙門氏菌和金黃色葡萄球菌具有更好的抗菌活性,使大腸桿菌K88變短且表面呈漿膜樣；對豬小腸上皮細胞IPEC-1具有更強的增殖促進作用和更低的細胞毒性,但對其內(nèi)部活性氧水平無影響。提示,新型氧化鋅的這些特性可能與其特殊結(jié)構(gòu)有關(guān)。2新型氧化鋅對斷奶仔豬生長性能與腹瀉的影響本研究共進行三次飼養(yǎng)試驗,分別對比研究不同形式氧化鋅、不同劑量新型氧化鋅以及新型氧化鋅與不同添加劑配伍,對斷奶仔豬日增重、日采食量、飼料轉(zhuǎn)化率和腹瀉率等的影響。試驗Ⅰ,56頭“杜×長×黑”斷奶仔豬(25±1 d,7.33 kg)分為4組：基礎(chǔ)日糧+3000 mg/kg普通氧化鋅、基礎(chǔ)日糧+300 mg/kg納米氧化鋅、基礎(chǔ)日糧+300 mg/kg多孔氧化鋅和基礎(chǔ)日糧+300 mg/kg新型氧化鋅。試驗Ⅱ,165頭“杜×長”斷奶仔豬(21±1d,6.40 kg)分為5組：基礎(chǔ)日糧+3000 mg/kg普通氧化鋅、基礎(chǔ)日糧+300 mg/kg普通氧化鋅、基礎(chǔ)日糧+600 mg/kg新型氧化鋅、基礎(chǔ)日糧+300 mg/kg新型氧化鋅和基礎(chǔ)日糧+150 mg/kg新型氧化鋅。試驗Ⅲ,90頭“杜x長×大”斷奶仔豬(25±1 d,7.88 kg)分為3組：基礎(chǔ)日糧+3000 mg/kg普通氧化鋅+抗生素(“高劑量普通氧化鋅+抗生素”組)、基礎(chǔ)日糧+300 mg/kg新型氧化鋅+抗生素(“低劑量新型氧化鋅+抗生素”組)和基礎(chǔ)日糧+300 mg/kg新型氧化鋅+益生菌(“低劑量新型氧化鋅+益生菌”組)。結(jié)果表明,300 mg/kg新型氧化鋅防腹瀉、促生長效果不同程度優(yōu)于3000 mg/kg普通氧化鋅和300 mg/kg其他形式氧化鋅(納米氧化鋅或多孔氧化鋅)；與3000 mg/kg普通氧化鋅相比,不同劑量新型氧化鋅(600或300 mg/kg)以及300 mg/kg新型氧化鋅與不同添加劑(抗生素或益生菌)配伍均可有效降低斷奶仔豬腹瀉、促進斷奶仔豬生長。3新型氧化鋅對斷奶仔豬養(yǎng)分消化與鋅吸收轉(zhuǎn)運的影響與高劑量普通氧化鋅相比,低劑量新型氧化鋅可以提高養(yǎng)分表觀消化率和十二指腸內(nèi)容物消化酶活性；極顯著(P0.01)降低肝臟中鋅的沉積和糞便中鋅的排放,但對血清中鋅的水平影響不顯著(P0.05)；顯著(P0.05)提高空腸和回腸鋅轉(zhuǎn)運蛋白ZIP4基因表達水平,但對鋅轉(zhuǎn)運蛋白ZnT1、ZnT2和ZnT5的影響較��；并極顯著(P0.01)降低十二指腸、空腸、回腸、結(jié)腸和肝臟金屬硫蛋白MT1基因表達水平,提高血清中超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活性,極顯著(P0.01)提高血清中總抗氧化力水平。4新型氧化鋅對斷奶仔豬腸道形態(tài)與屏障功能的影響與高劑量普通氧化鋅相比,低劑量新型氧化鋅可以改善消化道形態(tài),極顯著(P0.01)提高十二指腸絨毛高度：隱窩深度和空腸微絨毛高度；提高空腸和回腸緊密連接蛋白claudin-1、occludin、ZO-1和ZO-2基因表達水平；提高回腸組織、回腸黏膜和回腸黏液的sIgA水平；提高空腸和回腸粘蛋白MUC1、MUC2、MUC4、MUC13和MUC20基因表達水平；提高回腸微生物區(qū)系的豐度和多樣性。配伍益生菌還可以提高空腸、回腸和結(jié)腸抗菌肽pBD-1和pBD-2基因表達水平。綜上所述,本研究成功研制了“高比表面積-微米粒徑”新型氧化鋅,使其具有高抗菌活性與低細胞毒性。飼養(yǎng)試驗發(fā)現(xiàn),與高劑量(3000 mg/kg)普通氧化鋅相比,低劑量(300 mg/kg)新型氧化鋅可以有效降低斷奶仔豬腹瀉、促進斷奶仔豬生長、提高養(yǎng)分表觀消化率、抵抗氧化應(yīng)激,并可有效改善腸道形態(tài)、增強腸道屏障功能。
[Abstract]:Is the most important stage of weaning piglets. Environment, nutrition and psychological stress with microorganisms, interaction of immune and physiological changes of the digestive tract in immature, can cause diarrhea of weaned piglets, growth performance decreased. In 2006 the EU banned, many nutrition means (such as Zinc Oxide, probiotics, prebiotics, organic acids and essential oils etc.) is widely used for replacing antibiotics for the prevention of diarrhea in weaned piglets, growth at pharmacological doses (2000-4000mg/kg) for Zinc Oxide has been weaned piglets more than 20 years of history. However, the high dose of Zinc Oxide brings animal toxicity, bacteria resistance and environmental pollution has forced the highest limit issued 150 mg/kg. Therefore, we need a replacement product, reduce Zinc Oxide the dosage, reduce fecal zinc emissions. Due to different mechanisms, the nutrition means and different zinc sources can not completely replace Zinc Oxide. Other forms (such as Zinc Oxide Zinc Oxide and Zinc Oxide - natural silicate nanometer compound etc.) has a certain effect, but there are still unstable effect and security risks and other issues. Due to Zinc Oxide's activity and the specific surface area is related to toxicity and particle size are negatively correlated, this research proposes the specific surface area development of new Zinc Oxide - micron size "ideas, preparation and characterization of a new Zinc Oxide, studied the solubility and biological activity, but also to study their impact on piglet performance and intestinal function and its mechanism, the results are as follows: 1 new Zinc Oxide preparation, the precursor basic zinc carbonate thermogravimetric analysis results and chemical properties and biological activity, supplemented by appropriate heating the rate and time of preparation of the new Zinc Oxide, and using scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, BET and X- ray diffraction method were characterized. The results show that the new type of oxygen Zinc surface area of about 48.9 m2/g, diameter 10~30 m, inside the hollow structure by small beam, and beam containing cavity. The rich and ordinary compared to Zinc Oxide and Zinc Oxide, nano porous Zinc Oxide, Zinc Oxide model for decomposition of artificial gastric juice has better protective effect; on Escherichia coli K88, Salmonella enteritidis Salmonella and Staphylococcus aureus has better antibacterial activity to Escherichia coli K88 becomes shorter and the surface is more serous; porcine small intestine epithelial cells IPEC-1 proliferation promoting cell toxicity and lower, but had no effect on the internal level of reactive oxygen species. The results indicated that the effects of these characteristics may the new Zinc Oxide.2 with the special structure of the new Zinc Oxide on growth performance and diarrhea of weaned piglets in this study were three times feeding test, respectively comparative study of different forms of Zinc Oxide, different doses of new oxidation The new Zinc Oxide and zinc with different additives, the piglets daily gain, daily feed intake, feed conversion rate and the rate of diarrhea and so on. In Experiment I, 56 "Duroc * Landrace * BLACK weaned piglets (25 + 1 D, 7.33 kg) were divided into 4 groups: basal diet +3000 mg/kg Zinc Oxide, basal diet +300 mg/kg nano diet +300 Zinc Oxide, Zinc Oxide and mg/kg porous diet +300 mg/kg model. The Zinc Oxide II test, 165 crossbred weaned piglets * long (21 + 1D, 6.40 kg) were divided into 5 groups: basal diet +3000 mg/kg common Zinc Oxide, basal diet + 300 mg/kg general Zinc Oxide, basal diet +600 mg/kg new Zinc Oxide, basal diet +300 mg/kg model and Zinc Oxide based diet +150 mg/kg new Zinc Oxide. Test III, 90" long Du x * "weaned piglets (25 + 1 D, 7.88 kg) were divided into 3 groups: basal diet +3000 mg/kg general + Zinc Oxide antibiotics (" High dose ordinary Zinc Oxide + antibiotic group), basal diet +300 mg/kg new antibiotics ("Zinc Oxide + Zinc Oxide + low dose of new antibiotics" group) and the basal diet +300 mg/kg new Zinc Oxide + probiotics ("low dose model Zinc Oxide + probiotics group). The results showed that the 300 mg/kg new Zinc Oxide anti diarrhea, growth the effect of different levels of less than 3000 mg/kg mg/kg and 300 other forms of ordinary Zinc Oxide Zinc Oxide (Zinc Oxide or Zinc Oxide; nano porous) compared with 3000 mg/kg Zinc Oxide, Zinc Oxide model of different doses (600 or 300 mg/kg) and 300 mg/kg new Zinc Oxide and different additives (antibiotics or probiotics) and can effectively reduce the diarrhea of weaned piglets, promote the growth of weaned piglets the new Zinc Oxide.3 on nutrient digestion and absorption of zinc in weaned piglets compared with high dose of ordinary Zinc Oxide, low dose model oxidation Zinc can improve the nutrient apparent enzyme activity rate and duodenal contents digest; (P0.01) significantly decrease the deposition of zinc in liver and fecal zinc emissions, but the effect on serum zinc levels was not significant (P0.05); (P0.05) significantly improve the jejunum and ileum of zinc transporter ZIP4 gene expression level. But the zinc transporter ZnT1, little effect on ZnT2 and ZnT5; and (P0.01) significantly reduced the duodenum, jejunum, ileum, colon and liver metallothionein gene expression level of MT1, increase serum superoxide dismutase and catalase activity significantly (P0.01) to improve the effect of serum total antioxidant capacity level.4 the new Zinc Oxide of piglet intestinal morphology and barrier function compared with the ordinary high dose low dose model of Zinc Oxide, Zinc Oxide can improve the digestive tract morphology, significantly increased by twelve (P0.01) refers to the villus height: hidden Pit depth and villus height of jejunum; improve the tight junction protein claudin-1, occludin in jejunum and ileum, ZO-1 and ZO-2 gene expression level; improve the ileal tissue, ileum mucosa and ileum mucous sIgA level; improve the jejunal and ileal mucin MUC1, MUC2, MUC4, MUC13 and MUC20 gene expression level; improve the abundance of ileal microflora the diversity and compatibility. Probiotics can also improve the jejunum, ileum and colon of antibacterial peptide pBD-1 and pBD-2 gene expression. In summary, this study successfully developed "high surface area - micron particle size" model of Zinc Oxide, which has high antibacterial activity and low cytotoxicity. The feeding experiment and found that high dose (3000 mg/kg) compared with ordinary Zinc Oxide, low dose (300 mg/kg) Zinc Oxide model can effectively reduce the diarrhea of weaned piglets, weaned piglets to promote growth, improve the apparent digestibility of nutrients, resistance to oxidative stress It can effectively improve the intestinal morphology and enhance the intestinal barrier function.

【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S828.5

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本文編號：1762208