أكسيد الزنك النانوي مادة غير عضوية جديدة متعددة الوظائف، تتميز بخصائص فريدة لا يضاهيها أكسيد الزنك التقليدي. وتتميز بخصائص تعتمد على الحجم، مثل تأثيرات السطح، وتأثيرات الحجم، وتأثيرات الحجم الكمي.

المزايا الرئيسية للإضافةأكسيد الزنك النانويللتغذية:

1. نشاط حيوي عالي: بفضل صغر حجمها، تستطيع جزيئات أكسيد الزنك النانوية اختراق فجوات الأنسجة والشعيرات الدموية الصغيرة، وتنتشر على نطاق واسع في الجسم. هذا يُعزز التوافر الحيوي لمكونات العلف، مما يجعلها أكثر نشاطًا بيولوجيًا من مصادر الزنك الأخرى.
2. معدل امتصاص عالٍ: يزيد حجم الجسيمات الدقيقة للغاية من عدد ذرات السطح، مما يزيد بشكل كبير من مساحة السطح المكشوفة ويحسّن الامتصاص. على سبيل المثال، أظهرت الدراسات التي أُجريت على فئران دي-ساي أن الجسيمات التي يبلغ حجمها 100 نانومتر تتمتع بمعدلات امتصاص أعلى بمقدار 10 إلى 250 مرة من الجسيمات الأكبر حجمًا.
3. خصائص مضادة للأكسدة القوية: نانو-أكسيد الزنكيتميز بتفاعل كيميائي عالي، مما يُمكّنه من أكسدة المواد العضوية، بما في ذلك المكونات البكتيرية، وبالتالي القضاء على معظم البكتيريا والفيروسات. تحت الضوء، يُولّد إلكترونات نطاق التوصيل وثقوب نطاق التكافؤ، والتي تتفاعل مع الماء أو الهيدروكسيل الممتزّين لإنتاج جذور هيدروكسيل شديدة التأكسد تُدمّر الخلايا. أظهرت الاختبارات أنه عند تركيز 1%، حقق أكسيد الزنك النانوي معدلات قتل للبكتيريا بنسبة 98.86% و99.93% ضدالمكورات العنقودية الذهبيةوالإشريكية القولونيةفي غضون 5 دقائق، على التوالي.
4. سلامة عالية: لا يسبب مقاومة لدى الحيوانات ويمكنه امتصاص السموم الفطرية التي تنتج أثناء تلف الأعلاف، مما يمنع الظروف المرضية عندما تستهلك الحيوانات الأعلاف المتعفنة.
5. تعزيز التنظيم المناعي: يحفز بشكل كبير الوظائف المناعية الخلوية والخلطية وغير المحددة، مما يحسن مقاومة الأمراض لدى الحيوانات.
6. تقليل التلوث البيئي وبقايا المبيدات: تسمح مساحته السطحية الكبيرة بامتصاص فعال للأمونيا، وثاني أكسيد الكبريت، والميثان، ومبيدات الفوسفور العضوية، والملوثات العضوية في مياه الصرف الصحي. كما يمكنه استخدام الأشعة فوق البنفسجية للتحلل الضوئي، وتنقية الهواء ومياه الصرف في المزارع عن طريق تحليل الروائح.

دور أكسيد الزنك النانوي في تحسين صحة الحيوان وأداء النمو:

• يعزز وينظم عملية التمثيل الغذائي: يعزز نشاط الإنزيمات المعتمدة على الزنك، وإفراز الهرمونات (مثل الأنسولين والهرمونات الجنسية)، وتخليق بروتين إصبع الزنك، مما يحسن تخليق البروتين وكفاءة استخدام النيتروجين مع تقليل إفراز النيتروجين.
• تحسين أداء الإنتاج: في الخنازير الصغيرة، أدى إضافة 300 ملغ / كغ من أكسيد الزنك النانوي إلى زيادة كبيرة في الوزن اليومي (P < 0.05) بنسبة 12٪ مقارنة بأكسيد الزنك التقليدي (3000 ملغ / كغ) وانخفاض معدل تحويل الأعلاف بنسبة 12.68٪.
• يقلل من حدوث الإسهال:إن إضافة أكسيد الزنك النانوي إلى علف الخنازير الصغيرة يقلل بشكل فعال من حدوث الإسهال، ويتجنب بقايا المضادات الحيوية في المنتجات الحيوانية.

الفوائد البيئية المحتملة:

• انبعاثات الزنك المنخفضة: بسبب كفاءة الاستخدام العالية، هناك حاجة إلى جرعات أقل، مما يقلل بشكل كبير من تلوث المعادن الثقيلة.
• تنقية البيئة الزراعية: تمتص الغازات الضارة (مثل الأمونيا) وتحلل الملوثات العضوية في مياه الصرف الصحي ضوئيًا، مما يحمي البيئات المحيطة.

التطبيقات الحالية في إنتاج الأعلاف الحيوانية:

• طرق تطبيق متنوعة: يُمكن إضافته مباشرةً إلى العلف، أو خلطه مع المواد الماصة كخليط أولي، أو دمجه مع إضافات أخرى. الحد الأدنى للجرعة الفعالة هو ١٠ ملغ زنك/كغ علف. في الخنازير الصغيرة، تتراوح الجرعات بين ١٠ و٣٠٠ ملغ زنك/كغ علف.
• الاستبدال الجزئي لمصادر الزنك التقليدية: يمكن أن يحل Nano-ZnO محل جرعات عالية من الزنك في العلف، مما يخفف من الإسهال لدى الخنازير الصغيرة مع تحسين أداء النمو مقارنة بمصادر الزنك التقليدية (على سبيل المثال، كبريتات الزنك، ZnO العادي).
• 

الآفاق المستقبلية في إنتاج الأعلاف الحيوانية:

• مزايا الاستقرار والتكلفة: سهولة سيولة وتشتت ممتازة تُسهّل الخلط الموحد في العلف. الجرعات المطلوبة المنخفضة تُخفّض تكاليف العلف (على سبيل المثال، أقل بعشر مرات من أكسيد الزنك التقليدي).
• الحفظ وإزالة السموم: يُطيل الامتصاص القوي للجذور الحرة والجزيئات ذات الرائحة العطرية مدة صلاحية العلف ويُحسّن مذاقه. كما تُعزز خصائصه المضادة للأكسدة عملية إزالة السموم.
• التأثيرات التآزرية على العناصر الغذائية: تقلل من العداء مع المعادن الأخرى وتحسن امتصاص النيتروجين عن طريق تنظيم الهرمونات وبروتين إصبع الزنك.
• تحسين السلامة: تعمل مستويات الإخراج المنخفضة على تقليل التلوث البيئي وتراكم المخلفات، مما يدعم الإنتاج الحيواني الأكثر أمانًا وخضرة.

تتمتع هذه التكنولوجيا بإمكانيات كبيرة لتحقيق إنتاج حيواني مستدام وفعال.