在豬營養(yǎng)中的微量礦物質

和興 · 發(fā)表于 2009-3-29 14:40:17

在豬營養(yǎng)中的微量礦物質

A. Bruce Johnson, Ph.D. Timothy M. Fakler, Ph.D.

美國金寶動物營養(yǎng)公司

1
概述
在當今這個要求多產的高壓社會環(huán)境下，微量礦物質在增加豬和其他家禽的產量方面，起著越來越重要的作用。營養(yǎng)學家們正逐步意識到要給豬和其他家禽定期配給最優(yōu)化的產品，微量礦物質的品質和來源都起到了很重要的作用。
這份資料目的是要增強微量礦物質在豬和其他家禽在生產力方面的效用和與已經存在的微量礦物質在來源上的差別的意識。
1.1 鋅
鋅在豬和其他家禽的新陳代謝過程中起著至關重要的作用（表1）。
■ 表1 鋅在新陳代謝中的作用
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酶作用
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免疫（特效和非物效的）
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蛋白質和碳水化合物代謝
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成長率
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上皮的組織完整性
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繁殖力

在蛋白質的合成和碳水化合物代謝過程中需要鋅的完全參與。細胞生長（如皮膚生長、皮膚生長完整、生長羽毛、產蛋和繁殖的過程中）都需要鋅的參與。免疫功能和抗體的形成也都依賴于鋅。提高鋅的狀態(tài)能提高免疫系統(tǒng)的免疫反應和所有的能力來應付危險。除此之外，鋅還參與維他命A和β胡蘿卜素的傳輸和利用中。
1.2
銅
銅（表2）作用于酶作用和鐵的新陳代謝，肝臟是銅新陳代謝的中央器官。銅積極參與血紅細胞的成熟，貧血通常就是因為銅的嚴重缺乏和不足。銅也是免疫系統(tǒng)的一個重要組成部分，另外，銅還能促進動物營養(yǎng)的吸收。銅的吸收也受其他成份的定額配給（如鐵、硫磺和鉬）。在進行的大量的動物實驗中，銅和鋅之間的強烈的對抗作用被清楚的建立起來。銅和鈣之間的反應似乎也非常復雜。當在豬中提高銅毒性的時候，在老鼠中顯示一定量的鈣可減少銅的吸收。研究發(fā)現(xiàn)，銅和鐵的相互作用是因為一定量的鐵的利用，需要銅的參與。銅是幾個金屬酶的基本成份（銅化金屬硫，細胞色素，氧化酶，鈷，鋅過氧化物，岐化酯，血漿銅藍蛋白，多巴胺-一氧化酶），對動物的自然生長和發(fā)展起著至關重要的作用。
■ 表2 銅在新陳代謝中的作用
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免疫（特效和非物效的）
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飼料吸收
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繁殖
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腳力
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酶作用
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血色素制造

1.3 錳
碳水化合物和脂肪的新陳代謝，以及有規(guī)則的成長率需要錳的參與。（表3）
■
表3 錳在新陳代謝中的作用
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繁殖
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骨骼的發(fā)展與完整
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成長率
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脂肪到瘦肉沉淀
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飼料功效
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酶作用

骨髂的發(fā)展與成長依賴于錳的作用。錳對動物的羽毛的成長也起著一定的作用，然而，錳的主要作用是提高動物的繁殖力。鈣和磷調查顯示能減少錳在家禽中的利用。
1.4 鐵
呼吸過程中氧氣的運輸和血紅素的制造需要鐵的參與（表4）。鐵在動物體內的作用就象紅血球的組成部分血紅素和為肌肉傳輸氧氣和二氧化碳的肌球素一樣重要。鐵也是許多酶的組成部分，它對細胞以及整個身體的熱量供應起著很重要的作用。鐵目前儲藏在鐵蛋白和血鐵質中，在鐵傳遞蛋白質中給血漿傳送鐵，在母體中為胎盤輸送鐵，在鐵傳遞蛋白和在牛奶中傳送乳鐵傳遞蛋白的過程中給幼豬傳送鐵。

■
表4 鐵在新陳代謝中的作用
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血液和肌肉的功能
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氧氣傳輸和能源利用的酶作用
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被動的和積極的免疫性
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紅素制造

2 動物日常飲食中所需補充的微量礦物質的來源
日常所需的有機礦物質是以無機的或有機的形式被添加到動物的日常飲食中。在日常家畜使用的各種有機微量礦物質之間存在著許多不同的化學方式和結構。不同的生物利用率也存在于各種微量礦物質的來源之間。與有機微量礦物質相比，綜合的微量礦物質提高了生物的利用率。隨后，綜合的微量礦物質被顯示出具有更好的代謝活動和能更好的提高動物性能。使用于動物日常飲食中的有機微量礦物質的最普遍的形式是以氧化物和硫酸鹽的形式組成的，碳酸鹽在價格上通常比較高，因此大部分家畜的日常飲食中不含有碳酸鹽。氧化物通常論證了一半的硫酸鹽的無機微量礦物質的生物利用率。最不適用于這條規(guī)則的是銅的氧化物和鐵的氧化物，它們展示了非常低的生物活性。因為動物日常飲食中的有機微量礦物質存在著許多的差異，因此在選擇有機微量礦物質的來源時需要非常注意。
最大程度的利用微量礦物質的無機來源，能得到一個增值回應，超過補充的微量礦物質，基本的有機形式的微量礦物質會和定額配給相結合，以此來達到最大值的動物性能。
2.1
有機微量礦物質之間的差異
目前，經美國飼料控制官方組織定義的有機微量礦物質有5大類（表5）。
表5 由美國飼料控制官方組織定義的有機微量礦物質的種類
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（含特殊的氨基酸）復合物，一對一
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金屬氨基酸復合物，一對一
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金屬氨基酸螯合物
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金屬蛋白鹽
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金屬多聚糖
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金屬有機酸

其中最著名的是金屬（含特殊氨基酸）的合成物，這是一個用特殊的化學結構表示的非常穩(wěn)定的、特定的分子結構。這類有機微量礦物質的實樣是蛋氨酸鋅、蛋氨酸錳、賴氨酸銅和蛋氨酸鐵，這些產品非常好定義，在自然界中非常特別，在成品中也非常穩(wěn)定。
金屬氨基酸復合物與金屬（含特殊氨基酸）合成物非常相似，它們之間唯一的差別就是氨基酸根在金屬氨基酸復合物中不是指定的。這一點非常重要，金屬在進入單個的氨基酸根時始終是復合的，但是那個氨基酸根不是被指定的。單個的氨基酸根可以從氮原子和氧原子中釋放出電子。利用唯一的單個的氨基酸根，合成物的總分子量被保持在低點。
從定義上來講，金屬螯合物和蛋白鹽類是相同的，除了最大的分子量是螯合物的結構。螯合物的最大分子量是800道爾頓，根據(jù)定義，金屬與氨基酸根的比例是從1:1 到1:3，由此說明了螯合物相對于復合物增加的分子量。增加配合基分子的大小會減弱復合物的結合力，也可能會減弱吸收力。
從定義上來講，金屬蛋白鹽類不是很穩(wěn)定，并且它的產品和研究結果都比較多樣化。制造過程中的第一個步驟是蛋白質的不完全吸收，這個不完全的吸收過程產生了多種縮氨酸鏈的長度，它們立刻會被暴露在單個的金屬原子或幾個金屬原子表面。
金屬多聚糖是把可溶的金屬鹽溶于多聚糖溶液中而產生的。多聚糖的矩陣結構把微量礦物質包圍了起來，或許可以為內臟的退化提供一些實際的保護。
金屬有機酸鹽是一種高度可溶性的有機酸化合物組成方式。它們在動物的消化腸內溶解并迅速分離，除了提高溶解度外，對微量礦物質的無機形式不提供任何改善。

3 豬的研究調查
對適用于豬的金屬氨基酸復合物的研究調查表明，主要包含三個產品區(qū)，分別適用于仔豬、成長豬和大母豬。把蛋氨酸鋅、賴氨酸銅或蛋氨酸錳加入到仔豬的飲食中，可以提高豬的免疫力，減少腹瀉和疾病的侵襲，同時也可以提高豬的成活率和刺激食物的吸收。
3.1 仔豬-鋅
與美國一主要的飼料制造商聯(lián)合研究了292頭仔豬，實驗結果表明，在飲食中加入蛋氨酸鋅，能有效的減少腹瀉，并且效用要比抗生素還要好一點（表6）。當然，這并不是推薦要用蛋氨酸鋅來代替抗生素，但是可以把抗生素和金屬氨基酸復合物結合起使用，以此可以達到一個最好的管理，把豬的性能提高到最大值。

表6 蛋氨酸鋅對幼豬的性能所起的效用

	抗生素（卡巴得）Ò 55g/mT	蛋氨酸鋅* 40 ppm Zn
豬的數(shù)量	146	146
最初的重量, kg	1.49	1.50
最終的重量, kg	33.24	31.61
每天增重, kg	0.313	0.306
每日所需飼料	2.187	2.133
腹瀉, %	17.8	13.5

*蛋氨酸鋅
另外一項研究是關于嫁接豬種時使用的沙門氏菌屬會引起豬的各種嚴重的疾病。實驗表明食用蛋氨酸鋅的豬高度減少了生病的日子，超過了氧化鋅所控制的天數(shù)，并且比氧化鋅達到了更高的水平。除此之外，飼料的吸收效用都得到了重要的改良。

表7 蛋氨酸鋅對于幼仔的的死亡率和生病的天數(shù)所起的效用

	0——21天			總天數(shù) (0——91天))
	死亡率生病的天數(shù) %			死亡率生病的天數(shù) %
氧化鋅	8	455	78	16a	777	41
控制	3	426	66	10b	740a	32
蛋氨酸鋅	4	397	63	10	580b	31

a,b代表不同的縱隊(P<0.05)
鋅在仔豬的成長過程中被高度使用，具有代表的是，來自氧化鋅的2000到3000ppm被使用。其他的無機鋅來源不能象氧化鋅一樣被有效高度的使用。最近的一次實驗是在一家中西部的大飼料制造廠商的研究室進行的，實驗顯示來自蛋氨酸鋅的250ppm鋅[增加在無機的營養(yǎng)水平上（160到250ppm鋅）] 可以被用于仔豬的成長。

表8 鋅來源對仔豬成長性能所起的效用

鋅來源 ppm 處理	硫酸鹽 250/160/160 1	氧化物 2250/2160/2160 2	蛋氨酸鋅 250/160/160 3	平均值	C.V.	S.E.M	P Value 2,3
豬的數(shù)量最初的階段 1 最終的	176 168 166	176 176 174	176 175 172
重量, kg 最初的階段 1 最終的	6.10 8.49 20.00	5.93 8.16 20.35	6.15 8.34 20.63	6.03 8.29 20.23	2.57 5.10 1.85	0.078 0.211 0.187	c B
每日所需, kg 階段 1 階段 2 & 3 全部	0.228 0.408 0.364	0.245 0.423 0.379	0.229 0.430 0.381	0.231 0.419 0.373	13.36 2.39 2.78	0,915 0,995 0.005	AB AB
每日食用飼料, kg 階段1 階段 2 & 3 全部	0.243 0.590 0.502	0.247 0.625 0.534	0.241 0.614 0.522	0.241 0.610 0.517	5.65 4.76 4.57	0.007 0.015 0.012	a
飼料/收益階段 1 階段 2 & 3 全部	1.114 1.454 1.380	1.023 1.477 1.404	1.063 1.427 1.368	1.067 1.455 1.387	11.90 4.32 2.61	0.064 0.031 0.018
發(fā)病率, %	5.68	1.14	2.27	3.13	5.27

1 鋅分別在第1。2。3階段的水平
2 字母代表如下含義

A or a = 1 vs 2 B or b = 1 vs 3 C or c = 2 vs 3
3小寫字母表示P<0.10 and P>0.05 (abc etc.). 大寫字母表示 P<0.05
(ABC etc.)
在這個實驗當中表明，到實驗最后，食用蛋氨酸鋅的豬比控制的豬重的多，也要比食用氧華鋅的豬重。目前，許多在幼豬的日常飲食中，都用補充蛋氨酸鋅到250ppm鋅就可以用來代替氧化鋅（2000到3000ppm鋅）。
3.2
仔豬-銅
許多關于幼豬食用賴氨酸銅的效用的研究調查都一直在進行當中。豬食用賴氨酸銅中的相同水平的銅，體重更重，而且比食用硫酸銅的的豬要消耗更多的飼料。（圖1和圖2）
許多營養(yǎng)學家關心的是食用高達250ppm的銅，可能會使豬糞中含有過多的銅，而最終會破壞環(huán)境。在中西部一家大飲料制造廠商的研究室進行的一項研究，被用來估計補充的賴氨酸銅所能達的最大的效和。實驗結果表明（表9），食用來自賴氨酸銅100ppm銅的豬要比食用硫酸銅250ppm銅的豬增長的快，而且要消耗更多的飼料。

表9 銅的來源和附加的賴氨酸銅的標準對于仔豬的成長性能所起的效用

銅來源:	控制組	硫酸銅	賴氨酸銅2
銅標準(ppm):	25/161	250	50	100	150	200
實驗數(shù)量	1	2	3	4	5	6	平均值	C.V.	R2
重量, kg 最初 7 天最終l	6.60 9.17 19.70	6.63 9.55 19.73	6.63 9.62 20.08	6.60 9.77 20.47	6.60 9.77 20.47	6.60 9.85 20.90	6.61 9.65 20.24	0.6 4.9 4.1	0.99 0.92 0.91
每日攝取量, kg/day 階段 I3 階段 II 全部	0.198c 0.527cd 0.397c	0.225cd 0.510c 0.398cd	0.228cd 0.523cd 0.408cd	0.253d 0.532cd 0.422cd	0.240d 0.536cd 0.420cd	0.252d 0.548d 0.427d	0.233 0.529 0.412	15.2 5.9 6.6	0.52 0.73 0.67
每日所需飼料, kg/day 階段I 階段 II 全部	0.220c 0.730 0.532	0.232cd 0.710 0.522	0.243cde 0.727 0.523	0.265e 0.747 0.558	0.245cde 0.722 0.532	0.252de 0.743 0.542	0.243 0.730 0.537	11.3 5.7 6.6	0.64 0.78 0.72
飼料/收益階段 I 階段 II 全面 c	1.148c 1.388 1.337c	1.042d 1.397 1.317cd	1.075cd 1.388 1.312cd	1.047d 1.400 1.313cd	1.023d 1.345 1.265d	1.000d 1.352 1.268d	1.056 1.378 1.302	9.0 4.1 3.7	0.48 0.39 0.52

1 階段 I/階段 II
2 在控制的飲食中加入硫酸銅
3階段 I (0-13 天); 階段 II (13-33 天)
a,b,c,d,e代表與同一行中不帶上標符的是不同的 (P<0.05)
對賴氨酸銅的100ppm銅與硫酸銅中高標準的銅進行比較的七項研究在進行當中。這些研究結果表明，食用賴氨酸銅的豬要比食用2倍或2.5硫酸銅的豬壯（最終實驗結果表明：平均每頭重0.6 kg），而且相對也需要消耗更多的飼料（39 g/d）。

圖1 銅來源對于仔豬成長性能的作用

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5 天前 10:12

圖2
銅來源對于仔豬每日攝取量的作用

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圖3 銅來源和標準對于仔豬成長性能的作用

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圖4 銅來源和標準對于仔豬每日攝取量的作用

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一份來自歐洲的研究調查透露，在仔豬的飼料中用賴氨酸銅代替硫酸銅可以很好的提高豬的性能。當賴氨酸銅的濃度增加，豬平均每日的吸收量、飼料的攝取量以及飼料/吸收的比率也直線地上升。

表10 改變銅的來源對仔豬在吸收、攝取以及飼料的在效用上所起的作用

INCLUSION LEVEL ADG* (g) ADFI* (g) Feed/Gain*
賴氨酸銅硫酸銅
0	160	399	607	1.53
53	107	416	630	1.52
107	53	430	634	1.48
160	0	448	654	1.46

* 重要的線性效用 (P<0.05)
為了比較氨基酸銅混合物與賴氨酸銅的效用進行了三個實驗（表11）。氨基酸銅復合物包含了從銅的復合物到17種不同的個體氨基酸根。這三個實驗表明：食用氨基酸銅復合物的仔豬與食用賴氨酸銅的豬在性能上沒有什么不同，但它們兩者都要比控制組的豬優(yōu)越。

表11 食用氨基酸銅復合物對仔豬所起的作用

實驗控制組銅賴氨酸復合物氨維樂銅
結束時的重量, kg 實驗 1 實驗 2 實驗 3	18.5 18.7 21.5	20.2 20.3 23.2	19.6 20.2 24.1
每日吸收量, g 實驗 1 實驗 2 實驗 3	370 370 405	421 419 448	403 405 474
每日所需飼料, g 實驗 1 實驗 2 實驗 3	496 485 573	561 541 621	526 520 626

3.3 仔豬-鐵
表12和表13顯示了用蛋氨酸鐵的口服藥代替鐵右旋糖苷注射劑的三項研究結果。對于21天內的豬產生的性能是一樣的，而且血紅素的濃度也都有在正常的范圍內。在不減少豬的性能的同時排除注射的方式對全世界的豬的發(fā)展工業(yè)都是有利的。

表12 蛋氨酸鐵和鐵右旋糖苷對仔豬的性能的作用

鐵右旋糖苷蛋氨酸鐵
豬的重量 (kg) 豬的重量 (kg) 出生 21 天 ADG 出生 21 天 ADG
卡羅萊納州	1.47	5.91	0.21	1.43	5.15	0.18
俄克拉荷馬州 #1	1.54	5.32	0.18	1.56	5.75	0.19
俄克拉荷馬州 #2	1.38	5.44	0.19	1.54	5.37	0.19
平均值	1.48	5.56	0.20	1.51	5.42	0.19

實驗間的差異沒有統(tǒng)計

把食用蛋氨酸鋅、賴氨酸鋅、蛋氨酸錳和蛋氨酸鐵與這些微量礦物質的硫酸鹽形式作比較具有相同的水平，并且給予改善，并顯示在當壓這個高壓的環(huán)境下，這些組成方式具有高度提高動物性能的作用。

表13 蛋氨酸鐵和鐵右旋糖苷對幼豬的血紅素濃度的作用

	鐵右旋糖苷		蛋氨酸鐵		正常范圍
	第1天	第21天	第 1天	第 21天
卡羅萊納州	10.12	11.47	9.78	8.56
俄克拉荷馬州 #1	12.54	9.98	12.68	9.30	>9.00
俄克拉荷馬州#2	12.93	10.09	12.72	9.63
平均值	11.96	10.51	11.72	9.16	>9.00

200 mg iron from Dextran vs. 200 mg oral dose from ferric methionine
Hemoglobin iron concentration measured on 1st and 21st day
3.4 成長/死亡
家畜的成長與死亡的實驗顯示了改良后的免疫反應，改良后的成長率和飼料的功效，以及被迫減少的屠宰量和更多的均衡成長。田納西州大學進行的一項研究顯示了在控制的飼料中加入蛋氨酸鋅時，大大提高了家畜的吸收和飼料的功效。要提高10%的吸收率暗示著研究成果的壓力非常高。
在PARC研究所進行的一項實驗表明，用金屬氨基酸的復合物代替高標準的硫酸鹽，大提高了家畜的重量、性能和屠宰后的畜體的質量（表14和表15）。平均每日提高5.7%的吸收率，同時也就增加了腰眼區(qū)。

表14
微量礦物質的合成物對成長/死亡的作用

實驗	期未體重 (kg)	日增重 (g)	料肉比
國際標準控制	107a	897a	3.441a
金屬氨基酸復合物*	113b	949b	3.425ab
金屬氨基酸復合物 (2x)	116c	963c	3.377c

a,b,c代表與同一行中一帶上標的數(shù)據(jù)是有差異的 (P<0.05)

* 20 ppm 合成鋅, 20 ppm 合成銅和 20 ppm 合成錳

表15 微量礦物質合成物對成長/死亡的作用

實驗	屠宰率 (%)	骨灰分 (%)	腰眼 (mm)
國際標準控制	75.57	49.07	54.20
金屬氨基酸復合物*	76.89	50.13	54.73
金屬氨基酸復合物 (2x)	76.66	51.33	55.55

* 20 ppm合成鋅, 20 ppm 合成銅和 20 ppm 合成錳.

3.5 懷孕/哺乳期
對懷孕和哺乳期內的研究顯示在哺乳期內需要增加食物的攝取量，來提高母豬的產奶量，增加仔豬的重量，也可以讓母豬更快地回復發(fā)情期，增加育豬量，并且能減少母豬的淘汰率。
在母豬懷孕期間，用蛋氨酸鋅、賴氨酸鋅、賴氨酸銅、蛋氨酸錳和蛋氨酸鐵代替部分硫酸鹽，產生的結果是提高了8.8%的飼料攝取量（表16）。除此之外，豬的食物吸收率得到了提高，發(fā)情期減少了10%。這個進行了兩年的研究還顯示，母豬的淘汰率減少了29.5%。
近期在比利時杰特大學進行的一項研究顯示母豬在食用來自蛋氨酸鋅的40ppm鋅后大大提高了母豬和小豬的性能（表17）。

表16 微量礦物質復合物對懷孕的母豬的作用

無機物金寶有機礦物質改善 (%)
母豬的數(shù)量	77	91
平均奇偶數(shù)	2.56	2.76
哺乳期的飼料攝取量, kg/lactation	115.80	126.00	8.8%
產仔飼料攝取, kg	3.45	3.32	-3.9%
產仔特征出生存活率斷奶存活率, %	11.41 9.37 83.57%	11.47 9.44 83.98%	0.5%
豬的重量, kg 出生斷奶收益	1.39 5.76 4.37	1.41 5.91 4.50	3.0%
回復動情期的天數(shù)	4.94	4.44	10.0%

1994 與美國金寶動物營養(yǎng)公司聯(lián)合研究

表17 蛋氨酸鋅對母豬哺乳性能的作用

控制組蛋氨酸鋅改善
母豬的數(shù)量	40	60
斷奶的小豬 /母豬	8.3	7.9
斷奶的年齡 (天)	31	31
斷奶的重量(kg)	6.8	7.3
平均每日增長 (kg)	0.176	0.192	+8%
仔豬血漿中鋅水平	50.0	106.0
下痢指數(shù) (0:拉稀 – 5: 硬)	2.77	2.92	+5%
失重, 母豬 (kg)	30.3	27.8
每胎次調整后失重 (kg)	16.6	14.6	+8.8%
返情間隔（天）	6.2	5.8	+8%

實驗信息:
1.
Sows fed same lactation diet: 40 ppm Zn from Zinc methionine added to ZINPRO group.
2.
Sows fed ad libitum during lactation.
3.
Feeding began two weeks prior to farrowing.
Belgium Agricultural University, Gent, 1996

A. Bruce Johnson, Ph.D.Director of Research and Nutritional Services
Timothy M. Fakler, Ph.D.Research Nutritionist

-------《賽爾飼料工業(yè)》