ננו-תחמוצת אבץ היא חומר אנאורגני חדש ורב-תכליתי בעל תכונות ייחודיות שתחמוצת אבץ קונבנציונלית אינה יכולה להשתוות להן. היא מציגה מאפיינים תלויי גודל כגון אפקטים של פני שטח, אפקטים של נפח ואפקטים של גודל קוונטי.
יתרונות עיקריים של הוספהננו-אוקסיד אבץלהאכיל:
- פעילות ביולוגית גבוהה: בשל גודלם הקטן, חלקיקי ננו-אבץ (Nano-ZnO) יכולים לחדור לפערים ברקמות ולנימים הקטנים ביותר, ולהתפזר באופן נרחב בגוף. זה ממקסם את הזמינות הביולוגית של מרכיבי המזון, מה שהופך אותם לפעילים ביולוגית יותר ממקורות אבץ אחרים.
- קצב ספיגה גבוה: גודל החלקיקים הדק במיוחד מגדיל את מספר האטומים על פני השטח, מה שמגדיל משמעותית את שטח הפנים החשוף ומשפר את הספיגה. לדוגמה, מחקרים על עכברי דה-סאי הראו שחלקיקים של 100 ננומטר היו בעלי קצב ספיגה גבוה פי 10-250 מאשר חלקיקים גדולים יותר.
- תכונות נוגדות חמצון חזקות: ננו-ZnOמפגין תגובתיות כימית גבוהה, המאפשרת לו לחמצן חומרים אורגניים, כולל רכיבים חיידקיים, ובכך להרוג את רוב החיידקים והווירוסים. תחת אור, הוא מייצר אלקטרונים בפס הולכה וחורים בפס הערכיות, אשר מגיבים עם H₂O או OH⁻ ספוחים כדי לייצר רדיקלים הידרוקסיליים בעלי חמצון גבוה שהורסים תאים. בדיקות הראו שבריכוז של 1%, ננו-ZnO השיג שיעורי חיידקים של 98.86% ו-99.93% כנגדסטפילוקוקוס אאורוסואי קוליתוך 5 דקות, בהתאמה.
- בטיחות גבוהה: אינו גורם לעמידות אצל בעלי חיים ויכול לספוג מיקוטוקסינים המיוצרים במהלך קלקול מזון, ובכך למנוע מצבים פתולוגיים כאשר בעלי חיים צורכים מזון מעופש.
- שיפור בוויסות החיסוני: זה מגרה באופן משמעותי תפקודים חיסוניים תאיים, הומורליים ולא ספציפיים, ומשפר את עמידות המחלות בבעלי חיים.
- זיהום סביבתי מופחת ושאריות חומרי הדברה: שטח הפנים הגדול שלו מאפשר ספיחה יעילה של אמוניה, גופרית דו-חמצנית, מתאן, חומרי הדברה אורגנו-זרחניים ומזהמים אורגניים בשפכים. הוא יכול גם להשתמש באור UV לפירוק פוטוקטליטי, לטיהור אוויר ושפכים בחוות על ידי פירוק ריחות.
תפקידו של ננו-ZnO בשיפור בריאות וצמיחה של בעלי חיים:
- מקדם ומווסת את חילוף החומרים: משפר את פעילות האנזימים התלויים באבץ, את הפרשת ההורמונים (למשל, אינסולין, הורמוני מין) ואת סינתזת חלבון אצבע האבץ, ומשפר את סינתזת החלבון ואת יעילות ניצול החנקן תוך הפחתת הפרשת החנקן.
- משפר את ביצועי הייצור: בחזירונים, הוספת ננו-ZnO של 300 מ"ג/ק"ג הגדילה משמעותית את העלייה היומית במשקל (P < 0.05) ב-12% בהשוואה ל-ZnO קונבנציונלי (3000 מ"ג/ק"ג) והפחיתה את יחס המרת המזון ב-12.68%.
- מפחית שכיחות שלשולים:תוספת ננו-ZnO במזון לחזירונים מפחיתה ביעילות את הופעת השלשולים, תוך הימנעות משאריות אנטיביוטיקה במוצרים מן החי.
יתרונות סביבתיים פוטנציאליים:
- פליטות אבץ מופחתות: בשל יעילות ניצול גבוהה יותר, נדרשים מינונים נמוכים יותר, מה שמפחית משמעותית את זיהום המתכות הכבדות.
- טיהור סביבת החווה: סופג גזים מזיקים (למשל, אמוניה) ומפרק מזהמים אורגניים בשפכים באמצעות אור, ומגן על הסביבה הסובבת.
יישומים נוכחיים בייצור מזון לבעלי חיים:
- שיטות יישום מגוונות: ניתן להוסיף ישירות למזון, לערבב עם חומרים סופחים כתערובת קדם-תערובת, או לשלב עם תוספים אחרים. המינון המינימלי היעיל הוא 10 מ"ג אבץ/ק"ג מזון. בחזירונים, המינונים נעים בין 10 ל-300 מ"ג אבץ/ק"ג מזון.
- החלפה חלקית של מקורות אבץ מסורתיים: ננו-ZnO יכול להחליף אבץ במינון גבוה במזון, להקל על שלשולים אצל חזירונים תוך שיפור ביצועי הגדילה בהשוואה למקורות אבץ קונבנציונליים (למשל, אבץ סולפט, ZnO רגיל).
סיכויים עתידיים בייצור מזון לבעלי חיים:
- יתרונות יציבות וכסף: זרימה ופיזור מצוינים מאפשרים ערבוב אחיד של חומרי הזנה. מינונים נמוכים יותר נדרשים מפחיתים את עלויות ההזנה (למשל, פי 10 פחות מ-ZnO קונבנציונלי).
- שימור וניקוי רעלים: ספיחה חזקה של רדיקלים חופשיים ומולקולות ריחניות מאריכה את חיי המדף של המזון ומשפרת את הטעם. תכונותיו נוגדות החמצון משפרות את ניקוי הרעלים.
- השפעות סינרגטיות על חומרים מזינים: מפחית אנטגוניזם עם מינרלים אחרים ומשפר את ספיגת החנקן באמצעות ויסות הורמונלי וחלבון אצבע האבץ.
- בטיחות משופרת: רמות הפרשה נמוכות יותר ממזערות זיהום סביבתי והצטברות שאריות, ותומכות בייצור בעלי חיים בטוח וירוק יותר.
טכנולוגיה זו טומנת בחובה פוטנציאל גדול לייצור בעלי חיים בר-קיימא ויעיל.
זמן פרסום: 10 ביולי 2025
