欧盟-氧化锌

锌化合物（E6）作为动物饲料添加剂的安全性和功效：氧化锌

欧洲食品安全局，2012

摘要：根据欧盟立法规定的饲料中总锌的最高含量，氧化锌对所有动物来说均是一种安全的锌源，动物营养中使用氧化锌对于消费者安全没有损害。氧化锌对皮肤和眼睛没有刺激性，对皮肤也没用致敏性。目前氧化锌在应用中被认为具有较强的除尘性能，当使用者吸入氧化锌超过临界值，会对呼吸系统造成一定影响。氧化锌被批准用作饲料添加剂对农业土壤不会产生直接影响，然而对于地下水、排水系统及地表径流有可能产生一定影响。其中酸性沙壤土最易受到影响。为得出最终结论，尚需要进一步评估以锌添加剂对家畜的影响以获得更多的数据。水产饲料中添加锌添加剂达到最高允许添加量预计对环境不会构成明显的危害。氧化锌对于满足动物锌需要十分有效。

关键词：营养性添加剂，微量元素化合物，锌，氧化锌，安全，环境，功效

总结

应欧洲委员会要求，FEEDAP（动物饲料添加剂和产品）小组就氧化锌作为饲料添加剂对各种动物的安全性及功效提出了科学意见。

FEEDAP小组推断，根据欧盟立法规定的饲料中总锌的最高含量，氧化锌对所有动物来说均是一种安全的锌源。

当动物营养中氧化锌用量达到欧盟允许的最高添加量对于消费者安全没有影响。

氧化锌对皮肤和眼睛没有刺激性，对皮肤也没用致敏性。目前氧化锌在应用中被认为

具有较强的除尘性能，当使用者吸入氧化锌超过临界值，会对呼吸系统造成一定影响。

氧化锌被批准用作饲料添加剂对农业土壤不会产生直接影响，然而对于地下水、排水系统及地表径流有可能产生一定影响。其中酸性沙壤土最易受到影响。为得出最终结论，需要进一步评估以锌添加剂对家畜的影响以获得更多的数据。水产饲料中添加锌添加剂达到允许的最高添加量预计对环境不会构成明显的危害。

氧化锌对于满足动物锌需要十分有效。

FEEDAP小组对氧化锌的产品规格以及直接添加到配合饲料中给出了一些建议。

评估

1 前言

过渡金属锌是所有生物体所必需的元素。锌是蛋白质的重要组成成分，占所有蛋白的约10%，参与形成蛋白的三级结构或酶的催化活性。同时锌还是信号物质，起第二信使和突触神经调节物质的作用。锌的生物学功能繁多，如参与葡萄糖和脂类代谢、细胞增殖、胚胎形成以及同神经免疫有关的活动。动物营养科学委员会在之前的研究中已详述了锌对畜禽的作用、缺乏症及中毒症状（EC, 2003a），附件B中也简要更新了锌的基本功能和毒性。在FEEDAP小组看来目前以上信息以足够给大家提供参考。

需要评估的是氧化锌在动物饲料中的使用。目前欧盟已批准氧化锌作为营养性饲料添加剂使用，将来有可能会需要重新评估。

附件C为锌及锌化合物的风险评估，除FEEDAP小组外，还包括EFSA（欧洲食品安

全局）小组的意见。

附件D列出了欧盟批准的锌化合物其他用途（除饲料添加剂外）。

EFSA启动了2项试验并提交了技术报告，本文引用了其中的部分信息。其中一个试验由比利时根特大学进行，研究的是某些微量元素和超微量元素（包括锌）对动物营养的作用（Van Paemel et al., 2010）。另一个试验主要预评估了锌、铜使用对环境的影响（Monteiro et al., 2010）。

2 氧化锌

微量元素化合物活性物质通常被认为是该元素本身。

2.1 氧化锌的特性

氧化锌（CAS号：1314-13-2）化学式为ZnO，分子量81.34g/mol，锌理论最高含量为80.35%。

氧化锌为固体，呈白色至深绿色或浅褐色粉末状，无臭，水中溶解度低（20℃时1.6mg/L）。密度为5610kg/m3，体积密度为1500-2400kg/m3。

饲料级氧化锌一般通过锌轴承材料生产，如锌灰或其他锌渣。将锌材料填充到回转炉（圆柱形容器，可延轴缓慢旋转）中然后加热，加工过程中污染物铅和镉都转化成相应的氯盐，随后转化成气态除去（温度高于960℃）。得到的氧化锌然后粉碎、过筛并包装。

申请人指明氧化锌的纯度应至少为88%，即锌含量为70.7%。经分析，6批次的氧化

锌（每个公司3批次）纯度为91.0%到94.3%之间，即锌含量为73.1%到75.7%之间。氧化锌中主要的杂质为铁、铝和钙的氧化物，但具体含量尚未定量。

同时6批次氧化锌中重金属以及砷、二恶英、二恶英加类二恶英多氯联苯总量均远低于2002/32/EC指令规定的限值。控制方法比较得当。

同时每个公司提供一个批次颗粒大小数据。小于63μm（美式过筛系统）的颗粒占产品的50%-64%。除尘性能经Stauber-Heubach法测定分别为2.0和5.2g/m3。

2.2 稳定性和同质性

微量元素无机化合物不需要稳定性数据。申请者提出在干燥环境下、未开封时的保质期为2年。根据ICH Q7A第11.5章，不间断检测稳定性是可行的。

每批次矿物质补充料（母猪用）和预混料（无进一步说明）各采集10个子样本分析同质性。矿物质补充料的锌含量（平均值为3.5g Zn/kg）变异系数为12.3%，预混料的锌含量（预计为40g Zn/kg）变异系数为8.6%。

2.3 饲料中的物理化学配伍禁忌

除饲料生产商在设计配方时广泛接受的外，根据现有知识，配合饲料中锌的使用不存在配伍禁忌。

2.4 使用条件

申请者指出，使用锌化合物，即氧化锌的目的是为动物饲料提供锌源。但应用中也存

在一些矛盾的地方：一份文件中指出，全价料中锌含量最低为150mg/kg，最高为250mg/kg，另一份文件中列出的锌最高含量（最低含量未列出）与目前立法规定相一致（欧委会法规EC 1334/2003规定了各种饲料中最高锌含量，其中宠物饲料为250mg/kg，鱼料为200mg/kg，代乳料为200mg/kg，其他动物饲料为150mg/kg）。

2.5 欧盟参考实验室（EURL）对分析方法的评估

欧洲食品安全局验证了EURL报告中提出的控制饲料锌含量的方法（7种锌化合物，包括氧化锌）。EURL报告的执行概要见附件A。

3 安全性

3.1 对目标动物的安全性

目前锌被认为对家畜具有较低或中等的经口毒性。NRC（2005）评估了几种动物对锌的最大耐受浓度，发现鱼是250mg/kg，羊是300mg/kg，牛和禽类是500mg/kg，猪是1000mg/kg。通过种间外推，NRC推断马和啮齿动物对锌的最大耐受浓度为500mg/kg。由于数据较少，只能保守近似估测宠物对锌的最大耐受浓度为500mg/kg。因此不同种类动物其锌的安全系数（最大耐受浓度/饲料中允许添加最大含量）也不同：鱼1.25，羊2，牛和禽类3.3，猪6.7。有的动物种类数据不完全，马和啮齿动物安全限度为3，宠物为2。对于鱼类，FEEDAP小组指出，文献中记载的不同品种鱼类对锌的耐受水平明显不同，如罗非鱼（Oreochromis niloticus）<100mg/kg，鲤鱼（几个品种）和虹鳟（Oncorhynchus mykiss）>2000mg/kg（Clearwater et al., 2002）。

3.1.1 对目标动物安全性的结论

FEEDAP小组总结得出：根据欧盟规定的饲料中总锌的最高含量，氧化锌对所有的动物均是一种安全的锌源。

3.2 对消费者的安全性

欧盟食品科学委员会（SCF）规定了成年人和7-10岁儿童氧化锌每日最高可耐受摄入量（UL）分别为25mg/d和13mg/d（EC, 2003b）。当人摄入达到最高可耐受摄入量时，铜吸收会受到抑制且脂肪组成会发生改变。由于试验主体数量较小且试验期相对较短，因此采用不确定因素分析且严格控制代谢试验的条件。

3.2.1 代谢和残留研究

SCF详细论述了锌的代谢途径（EC, 2003b），之后FEEDAP小组进行了简要的概述，包括锌在体组织内的分布（EFSA, 2008a）：“在稳态调节范围内，日粮锌含量增加，体组织贮存的锌仅略微增加，而日粮中金属元素含量过量时则不是这样了（NRC, 1980）。在一般情况下，当锌用量达到动物需要水平时，肝脏、肾脏、肌肉中的锌含量仍然较低，但当锌摄入量超过允许水平时，肝脏和肾脏中的锌含量增加，而肌肉中锌含量基本上保持不变（Jenkins and Hidiroglou, 1991）。”据FEEDAP小组所知，目前没有新的数据可用来修改上述表述。

3.2.2 毒理学研究

SCF详细论述了锌的毒理性质（EC, 2003b）。锌的急性口服毒性会导致肠胃不适，产生恶心、呕吐、腹部绞痛和腹泻等临床症状（不同种类动物每天2-8mg/kg体重）。遗传毒性试验观测到了一些正向结果。按照欧盟食品科学委员会的观点，体外和体内毒理学测

试得到的结果有力的支持了他们的结论，即锌没有生物学相关的遗传毒性，尽管提高锌的剂量在染色体水平上可观察到一些积极结果（WHO, 2001）。美国有毒物质和疾病登记处也支持上述结论（ATSDR, 2009）。

长期超量摄入锌容易抑制铜的吸收，从而导致铜缺乏症（Maret and Sandstead, 2006）。SCF（EC, 2003b）规定的最高可耐受摄入量（即25mg/d）也表现了这种抑制作用。

3.2.3 消费者接触评估

SCF指出，根据营养调查结果，欧洲人的平均锌摄入量为7.5-12mg/d（EC, 2003b）。奥地利、爱尔兰等国家位于第97.5百分位，其人口锌摄入量高于20mg/d，接近最高可耐受摄入量，但SCF认为这不构成任何问题。SCF的数据尽管是上世纪90年代收集的，但同如今的数据相比仍具有有效性（Flynn et al., 2009; Rubio et al., 2009; Turconi et al., 2009）。

2008年德国消费调查结果表明成年德国人每日锌摄入量的中位数分别为11.6mg/d（男）和9.1mg/d（女）。相应的第95百分位分别为20.2和15.1mg/d。儿童（6-11岁）锌摄入量数据来自一项欧洲研究（KIGGS Modul EsKiMo; Mensink et al., 2007），其中男孩每日锌摄入量的中位数为7.4-8.7mg/d，女孩为7.1-8.3mg/d。前95%的样本显示男孩每日锌摄入量为13.1mg/d，女孩为12.6mg/d；FEEDAP小组指出男孩每日锌摄入量同SCF规定的儿童最高可耐受摄入量相当（EC, 2003b）。

所有消费调查中，动物组织和动物源性产品占消费者总锌摄入量的40-50%。由于过去10年内动物饲料中一直有添加锌化合物，可以合理假设上述调查中研究的动物源性食

品中的锌来自饲料中添加的锌。由于饲料中添加的锌化合物中一直有使用氧化锌，继续使用氧化锌不会影响锌对消费者的接触影响。

3.2.4 对消费者安全性的结论

根据欧盟规定的饲料中总锌的最高含量，在此条件下使用氧化锌不会影响消费者安全。

3.3 对用户/工人的安全性

面霜和药膏中常常含有氧化锌，用于治疗轻微的皮肤刺激如特定类型的尿布疹，也可用于防晒。欧盟化妆品和非食用产品科学委员会（EC, 2003c）推断：根据兔、小鼠和豚鼠试验结果，氧化锌对皮肤没有刺激性；根据兔试验结果，氧化锌对眼睛没有刺激性；根据豚鼠最大值实验，氧化锌对皮肤没有致敏性。

应用中氧化锌常被认为具有较高的除尘性能，有可能会造成用户经吸入接触。当吸入过多时会影响人类呼吸系统（Kim et al., 2006; Tal et al., 2006）。按照FEEDAP小组观点，应采取审慎措施，以避免氧化锌吸入接触。

3.4 对环境的安全性

含锌的饲料添加剂在使用过程中，难以避免会排放到环境中。家畜采食锌后会随粪便排出，如果粪便（粪便、泥浆或垫料）被用作肥料，锌又会随之进入到环境土壤中。这其中可能存在2个主要的潜在风险：

-锌在表层土中蓄积，对土壤有机物造成潜在毒害危险；

-锌从土壤中浸入地表水，对水柱和底泥中栖息的有机物造成潜在毒害危险。

水产养殖中，微量元素如锌将直接排放到广阔的水体中，或被鱼类摄取后排放到环境中。EFSA技术指导（EFSA, 2008b）中指出，网箱养鱼的部分问题在于底泥，而陆基养鱼污水渗入地表水中被认为是主要的环境风险。

EFSA进行了一项研究，关于动物营养中应用锌和铜对环境的影响（Monteiro et al., 2010），该研究结果是本意见的基础。

为评估锌作为饲料添加剂对陆生动物的潜在危害，研究者设计了一个模型，综合了会导致土壤中金属元素蓄积和浸出的各种物理化学和水文过程。由于环境最大允许氮排放量为170kg/公顷/年，环境中金属的排放量和动物粪便还田量应根据不同动物饲料添加剂的最大允许金属含量计算。按照FOCUS（关于杀虫剂的一个组织）提出的场景方法计算地表水（溶解金属含量）和底泥（总沉积金属含量）中金属浓度，要考虑金属在环境中的形态。报告中对于各种参数和假设都给出了更具体的信息。

3.4.1 对环境安全性的结论

根据以上评估，允许氧化锌作为饲料添加剂使用不会对农业土壤环境造成直接影响，然而对于地下水、排水系统及地表径流有可能产生一定影响。其中酸性沙壤土最易受到影响。为得出最终结论，需要进一步评估以含锌饲料添加剂对家畜的影响以获得更多的数据。

水产饲料中添加锌添加剂达到允许的最高添加量预计对环境不会造成明显的危害。

4 氧化锌的功效

科学文献广泛记载了氧化锌对动物营养的作用。氧化锌被认为是一种有效的锌源，可以满足动物对锌的需要。Jongbloed等（2002）报道了与硫酸锌相比，氧化锌的相对生物学利用率分别为：猪 92%（82%-110%）、禽 67%（36%-105%）、反刍 98%（93%-101%）。Edwards和Baker（1999）发现与硫酸锌相比，不同来源的饲料级氧化锌在雏鸡上的生物学利用率也不同，分别为22%-91%，作者认为某些饲料级氧化锌在生产过程中经历的高温（1200℃，威尔兹法）可能会降低其生物学利用率。因此相比硫酸锌，不同动物对于氧化锌的生物学利用率也不同，更重要的是，不同来源的氧化锌其生物学利用率也存在很大区别。

5 上市后监控

FEEDAP小组认为，除了目前已建立的饲料卫生法规和GMP良好生产规范外，没有必要进行特定要求的上市后监控。

结论和建议

结论

FEEDAP小组总结道：根据欧盟立法规定的饲料中总锌的最高含量，氧化锌对所有动物来说均是一种安全的锌源。

当动物营养中氧化锌用量达到欧盟允许的最高添加量对于消费者安全没有影响。

氧化锌对皮肤和眼睛没有刺激性，对皮肤也没用致敏性。目前氧化锌在应用中被认为具有较强的除尘性能，当使用者吸入氧化锌超过临界值，会对呼吸系统造成一定影响。

氧化锌被批准用作饲料添加剂对农业土壤不会产生直接影响，然而对于地下水、排水系统及地表径流有可能产生一定影响。其中酸性沙壤土最易受到影响。为得出最终结论，需要进一步评估以锌为基础的饲料添加剂对家畜的影响以获得更多的数据。水产饲料中添加锌制剂达到允许的最高添加量预计对环境不会构成明显的风险。氧化锌对于满足动物锌需要十分有效。

氧化锌对于满足动物锌需要十分有效。

建议

氧化锌中的最低锌含量应明确规定为72％（即氧化锌纯度至少为90％）。

申请人表1中提出的“仅能用在预混料中”是没有必要的。

总论

在了解动物的锌需要量以及不同来源的锌生物学利用率变化后，可以在相当程度上降低日粮中锌的最大含量，而不会对动物健康、福利以及动物生产力造成负面影响。降低日粮锌的最大含量可以降低锌对环境造成的负担。同时植酸酶的使用使得日粮锌含量进一步降低成为可能。如果其他相关领域如生态领域要采取相关行动，重新评估动物对锌的需要量/限量将成为应对的基础。

FEEDAP小组指出，地下水、排水系统和径流中一旦锌浓度过高，将再难以恢复，因此小组建议对于粪便处理，在订立政策前需先评估土壤敏感性。

附件A

饲料添加剂中锌含量的检测方法：EURL评估报告的执行概要

根据EC1831/2003规定中的Annex Ⅰ系统分类法，二水醋酸锌、无水氯化锌、氧化锌、七水硫酸锌、一水硫酸锌、氨基酸螯合锌水合物、甘氨酸螯合锌水合物等物质属于“营养性添加剂”/“微量元素化合物”分类/功能组3（b），目前这些化合物的应用授权可在4（1）和10（2）条款下找到。

申请者指出，二水醋酸锌为白色固体，总锌含量最低为29.6%；无水氯化锌为白色或略带颜色固体，总锌含量最低为46%；氧化锌为白色至深绿色或浅褐色固体，总锌含量最低为72%；七水硫酸锌为白色固体，总锌含量最低为22%；氨基酸螯合锌水合物为浅褐色至深咖啡色固体，总锌含量最低为10%；甘氨酸螯合锌水合物为白色至奶油色固体，总锌含量最低为24%。上述饲料添加剂应用授权可在所有分类及动物类别中找到。

饲料添加剂中无机锌化合物（即二水醋酸锌、无水氯化锌、氧化锌、七水硫酸锌、一水硫酸锌）的鉴定和定量，EURL建议采用欧洲药典中的官方控制方法（1482, 0110, 0252, 0111和2159），即络合滴定法，用0.1mol/L的EDTA钠进行滴定，以二甲酚橙作为指示剂。

氨基酸螯合锌（即氨基酸螯合锌水合物和甘氨酸螯合锌水合物）中的氨基含量定量测定，经EURL要求，申请者提出采用共同体方法，即HPLC加柱后衍生法，茚三酮为衍生剂，并在750nm下测定光度值。EURL认为在官方控制方法的框架下，共同体方法适合鉴定氨基化合物。

对于所有饲料添加剂、预混料、饲料原料中的总锌测定，申请者提交了CEN方法（EN 15510），即电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）。经检测发现如下特性：重复性的

标准偏差（RSDr）范围为1.7-8.8%；重复性的相对标准偏差（RSDR）范围为5.0-19%；定量限（LOQ）为3mg/kg。此外，申请者还提出在压力溶出后ICP-AES法的基础上，可选择CEN环形比对验证方法（CEN/TS 15621），测定饲料添加剂、预混料、饲料原料中的总锌。猪饲料、羊饲料、磷矿石、矿物质预混料、矿物质混合物的总锌含量范围为26.6-3618mg/kg，经检测发现如下特性：RSDr范围为1.5-5.4%；RSDR范围为2.7-22%；定量限LOQ=1mg/kg饲料原料。最后申请者建议共同体方法为检测饲料原料总锌含量的方法，其方法性能特征有限。而英国食品标准局也用上述共同体方法进行了对比试验，并测得饲料原料的RSDr和RSDR范围为1.0-9.5%。

在这些可接受的方法性能特征的基础上，EURL建议采用ICP-AES CEN官方控制方法（EN 15510和CEN/TS 15621）测定饲料添加剂和预混料的总锌含量。至于饲料原料的总锌含量测定，EURL建议AAS联合上述ICP-AES CEN方法，在其基础上采用共同体官方控制方法。

申请者提出在ICP-AES基础上，采用环形比对验证方法EN ISO 11885定量测定水中总锌含量。经检测发现如下特性：RSDr范围为1.5-2.4%；RSDR范围为4.9-5.9%；定量限LOQ=1μg/L。在这些可接受的方法性能特征的基础上，EURL建议采用ICP-AES CEN官方控制方法（EN ISO 11885）定量测定水中总锌含量。

按照国家参考实验室规定的条款10（欧委会法规EC No 378/2005）进一步测试或验证方法有效性是没有必要的。

附件B

锌的生物学功能和毒性更新

锌是一种微量元素，是所有已知的生物体所必需的，是多数脊椎动物体内除铁外含量最丰富的微量元素。一系列基础生物学过程都需要锌的参与，包括蛋白质、核酸、碳水化合物和脂质的代谢，同时锌也参与一些复杂的生命活动，如免疫应答、神经传递和细胞信号转导等（Coleman, 1992; Beyersmann, 2002; Murakami and Hirano, 2008）。据估测，人体内含锌蛋白质约有3000种（Passerini et al., 2007）。细胞内基本上所有的锌均与蛋白、肽和氨基酸结合，但体内同时存在细微波动的不稳定细胞质Zn2+池，参与细胞信号转导途径（Murakami and Hirano, 2008; Haase and Rink, 2009; Hogstrand et al., 2009）。Zn2+转换胞内信号的机制之一为抑制酪氨酸蛋白磷酸酶；这被认为是胰岛素样效应背后的分子机制（Haase and Maret, 2003; Miranda and Dey, 2004; Wong et al., 2006）。锌的摄取，以及组织间和细胞内锌的区隔主要是通过普遍存在的2大锌转运蛋白家族进行，即ZnT（SLC30A）家族和ZIP（SLC39A）家族，多数哺乳动物体内存在24种同源蛋白（Feeney et al., 2005）。不同转运蛋白的分布及活性决定了锌在细胞和动物体内的分布。但通过某些氨基酸转运体，细胞锌流可能同样会出现在各种钙离子通道中。

日粮锌对脊椎动物毒性较低（Clearwater et al., 2002; van Paemel et al., 2010）。对锌毒性最敏感的反应是铜和铁的吸收，铜铁吸收受到抑制会带来一系列连锁反应（Eid and Ghonim, 1994; Balesaria et al., 2010）。同时对脂质代谢和免疫系统也会产生影响，因为锌是这些生命活动的天然调节物。水生生物对水中的锌也很敏感，锌的急性毒性浓度高于某些金属，如银、镉和铜，但低于镁和镍（McDonald and Wood, 1993）。锌对水生生物较高的毒性危险使得其被美国环境保护署（USEPA）列为“优势污染物”（2002）。