飼料酸化劑研究進展

1、飼料酸化劑的研究進展摘要：酸化劑是飼料工業(yè)中極為常見的飼料添加劑，特別是在幼齡動物飼糧中使用以達到抗腹瀉和促進健康的目的。然而，在實際使用過程中，由于受酸化劑產(chǎn)品的成分構成、添加劑量、動物種類、生理階段、飼養(yǎng)條件和配方組成等因素的影響，酸化劑的作用效果存在較大的差異。本文就酸化劑的生理功能、作用方式及影響其作用效果的因素做一綜述。關鍵詞：酸化劑;生理功能;作用影響因素;現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)中為提高母豬的生產(chǎn)性能，大多采用3-5周早期斷奶，但早期斷奶仔豬消化系統(tǒng)和免疫器官發(fā)育不完善。仔豬斷奶前相當長一段時間胃酸分泌不能達到成年豬水平，斷奶后，仔豬胃內的乳酸菌就無法再利用母乳中的乳糖產(chǎn)生乳酸，使得胃內酸度

2、水平進一步降低，其直接后果是胃蛋白酶活性大大降低，使飼料營養(yǎng)物質，特別是蛋白質消化吸收不良，造成飼料浪費，營養(yǎng)性腹瀉。為腸道內各種有害菌提供適宜的繁殖環(huán)境，并且未被消化的蛋白質飼料在經(jīng)過腸道時也給各種細菌提供了大量的營養(yǎng)物質，致使病原菌大量繁殖，爆發(fā)細菌性疾病。解決上述問題的根本措施是在仔豬日糧中添加適量的酸化劑，彌補仔豬生理性產(chǎn)酸不足。一、酸化劑的主要生理功能根據(jù)目前研究的結果來看，酸化劑的主要生理功能主要有三方面：調節(jié)胃內pH值，保證消化酶在正常pH環(huán)境下發(fā)揮其酶活性和抑制消化道有害微生物增殖，優(yōu)化腸道微生物菌群結構，減少病原菌感染。有機酸被吸收進入機體后，也為機體提供了相當一部分能量，從

3、而影響機體的代謝。1、動物胃內適宜pH對維持消化酶的活性非常重要。成年豬一般能保證胃內正常的酸性環(huán)境，而仔豬則會因為特有的生理缺陷，消化系統(tǒng)發(fā)育不成熟，胃酸分泌嚴重不足，導致胃內pH遠高于胃蛋白酶發(fā)揮活性的pH。胃蛋白酶適宜的pH值為2.03.5，大于3.6時，活性顯著降低;大于6時，則失活。斷奶仔豬為的pH大于4.2。因此，仔豬胃內蛋白酶活性不能完全發(fā)揮，對蛋白飼料消化率降低，會造成仔豬腹瀉等一系列消化性疾病。此外，我國常用仔豬日糧pH值為5.86.5。因此日糧也會中合仔豬分泌的有限的胃酸，加重胃酸不足所產(chǎn)生的消化性疾病。研究表明，日糧中添加酸化劑能有效降低日糧本身pH值進而降低仔豬消化道p

4、H值。但也有學者研究表明，日糧添加酸化劑后的pH值可從5.95降低到4.71(P<0.01)，然而，飼料中添加酸化劑并沒有顯著降低胃的pH值(P>0.05)。酸化日糧處理過的胃道pH值是3.66，而未酸化處理日糧pH值是3.73。Rothd(1992)研究發(fā)現(xiàn): 飼喂酸化日糧后豬的腸道pH值一般高于對照組;但Risley研究結果表明飼喂酸化日糧豬的腸道pH 值低于對照組;而Eidelsburger則認為高、低結果都會出現(xiàn)，不一致。因此酸化劑只能在一定程度上降低飼料的系酸力，彌補胃酸分泌的不足。然而，飼糧中添加酸化劑的類型和添加水平與動物胃酸分泌量的關系還不清楚。目前日糧中添加酸化劑

5、的量還未規(guī)范，也沒有添加依據(jù)，使用比較盲目。研究認為，以日糧系酸力為基礎來確定酸化劑的添加量，能夠有效滿足維持消化道酸度所需要的酸化劑添加量，并認為系酸力20mmol/100g飼糧時，對仔豬消化生理最適宜，能夠顯著提高胃蛋白酶活性。而系酸力過低(小于100mmol/100g)則會引起酸中毒。使日糧系酸力降到20mmol/100g日糧左右時，存純有機酸類復合酸化劑的添加量大都在1%3%，而無機酸和有機酸復合的酸化劑酸性較強，添加量大都在0.1%1%。因此在實際應用中，要根據(jù)酸化劑的類型和基礎日糧的系酸力來最終確定酸化劑的最佳添加量范圍。2、日糧中添加酸化劑有助于動物消化道微生態(tài)平衡。日糧添加酸化

6、劑后可以降低腸道pH。集中病原菌生長的適宜pH值都是中性偏堿性，而乳酸桿菌等有益菌則適宜于酸性環(huán)境生殖。同時，乳酸菌等有益菌的代謝產(chǎn)物乳酸等也對大腸桿菌有抑制殺滅作用。因此，酸化劑有助于腸道微生物菌群結構優(yōu)化減少病原菌感染，有益于腸道微生態(tài)菌群平衡的建立，為動物培育一個健康的腸道。有機酸抗菌的作用方式之一就是通過電離出氫離子來降低消化道pH，從而破壞有害菌的適宜生存環(huán)境。另一種方式是依靠未解離的有機酸分子穿透革蘭氏陰性菌的細胞壁進入細胞內，然后這些有機酸分子在細菌體內相對偏堿性的環(huán)境中解離相互氫離子和酸根離子，氫離子會降低細胞內的pH，而細胞為了恢復自身pH的平衡，釋放質子，會消化自身能量，造

7、成細胞大量能量耗損;此外酸根離子積蓄也會直接干擾、阻斷細胞核內DNA的合成。有機酸的這種雙重機制，有效地抑制了細菌的繁殖。VFA作為長到微生物活動的重要指示標記。一些研究報道了酸化劑對腸道中VFA含量的影響。Gabert等(1995)在仔豬飼糧中添加1%的甲酸后并未檢測到腸道中VFA含量的顯著變化。在斷奶仔豬飼糧中添加1.5%的富馬酸或檸檬酸也沒有顯著影響胃腸道各段食糜中的VFA含量(Risley等，1992)。盡管影響不顯著，但是飼喂富馬酸的斷奶仔豬胃中琥珀酸含量增加，這說明微生物的活動被改變了。而Blank等(2001)則發(fā)現(xiàn)，在斷奶仔豬飼糧中添加富馬酸后降低了回腸食糜中乳酸、乙酸、丙酸、

8、氨和亞精胺的含量，并且這種效應與富馬酸的添加水平有關。當飼糧的系酸力增加后，這種效應消失。從以上研究可以看出，酸化劑對腸道中微生物及其發(fā)酵產(chǎn)物的影響存在爭議。Metzler和Mosenthin(2007)綜述了大量的研究后指出，有機酸確實可以改善斷奶仔豬和育肥豬的生產(chǎn)性能，降低疾病風險，但對于其作用機制的研究仍在不斷進行，仍有不少問題還沒有闡明。3、有機酸被吸收進入機體后，也為機體提供了相當一部分能量。有機酸以被動擴散的方式被腸道上皮細胞吸收。短鏈的有機酸分子通過檸檬酸循環(huán)產(chǎn)生ATP。例如，1摩爾富馬酸可以生成18摩爾ATP。每摩爾富馬酸的能量含量為1340 kJ，因此每生成1摩爾ATP需要約

9、74.4kJ的能量，這與由葡萄生成ATP所消耗的能量相近。由此可見，在能效上，富馬酸和葡萄糖可能是等效的，檸檬酸亦是如此。而由乙酸和丙酸生成等量的ATP時，分別需要多消耗18%和15%能量(Kirchgessner和Roth，1988)。鑒于有機酸在代謝過程中產(chǎn)生的ATP是完全可用的，因此，當飼糧中的有機酸添加量較大時，就應當考慮有機酸的能量貢獻。比如，丙酸的能量含量是小麥的6倍(Diebold和Eidelsburger，2006)。二、影響酸化劑作用效果的因素1、添加種類及劑量不同酸化劑理化特性和生物學特性不同作用效果也不同，如延胡索酸對葡萄球菌，鏈球菌，大腸桿菌有很強的滅活性，對乳酸菌無抑

10、制作用;甲酸，丙酸沙門氏菌，真菌，梭狀芽孢菌，芽孢桿菌屬及革蘭氏陽性菌等有較強的抑制作用;山梨酸能有效地抑制酵母及霉菌的生長，而對有益微生物生長都無妨。公認有效果的主要有檸檬酸、延胡索酸和甲酸鈣，從提高日增重和飼料效率來看，檸檬酸>延胡索酸>甲酸鈣。單一丙酸、丁酸、蘋果酸、鹽酸和硫酸等多數(shù)證明是無效甚至有負作用的。一般認為，適量添加酸化劑才會有明顯的促生長結果。添加量不足達不到預期的效果，如不能把pH值降到適宜水平而更充分地提高消化酶的活力。而添加過量會影響適口性，破壞酸堿平衡，又會導致仔豬血清堿儲，HCO3-濃度升高,胃、小腸內容物pH值升高。一定程度上引發(fā)代謝性酸中毒。2、飼糧

11、組成不同飼糧是影響仔豬消化道酸度的主要外源性因素，其中飼糧的系酸力是重要因素，而仔豬飼糧的系酸力與其原料的選擇及營養(yǎng)水平的確定密切相關。不同飼料原料的系酸力不同，其中礦物質原料的系酸力最高，動物性原料次之，植物性飼料原料的系酸力則較低。在低緩沖飼糧中添加延胡索酸可提高回腸CP、GE和主要氨基酸的消化率。飼糧蛋白質水平也是影響酸化劑效果的重要因素，據(jù)報道，粗蛋白質水平為16%和20%的兩種飼糧添加2%的延胡索酸，結果16%蛋白組平均日增重281g，飼料效率為0.49，而后者分別為329g和0.62。同時，日糧中不同的蛋白質來源要求胃腸道中有不同的酸度條件, 才能獲得最佳的消化效果例如,奶產(chǎn)品要求

12、pH值為4.0,大豆粕和魚粉則要求pH值為2.5，蛋白質是胃中pH值變化的強抑制劑，過量的蛋白質使酸化劑效果下降。3、使用階段的影響仔豬添加酸制劑作用主要表現(xiàn)在斷奶初期，斷奶后兩周好于隨后兩周，以后效果更不明顯(Eckel,1997)。這是因為斷奶初期的仔豬胃雖然具有了一定的分泌鹽酸的能力，但分泌不足，在仔豬采食后胃的pH 值會上升到5 以上，導致仔豬消化不良和腹瀉。Gromevell(1985)發(fā)現(xiàn)，仔豬從出生到5-6 周齡的胃酸產(chǎn)量與體重之間呈直線相關。有效時間一般是斷奶前至25-30kg體重之間。4、飼養(yǎng)環(huán)境的影響圈舍的衛(wèi)生條件、飼養(yǎng)密度、溫濕度、光照及各種應激因素也影響有機酸制劑的使用

13、效果。飼養(yǎng)條件越差，有機酸制劑的使用效果越好。三、酸化劑的應用前景飼料中添加酸化劑已經(jīng)被認為有利于豬的生長。前人的研究已經(jīng)證實酸化劑可提高豬的生產(chǎn)性能和健康狀況，最新的研究數(shù)據(jù)也驗證了這一功效。酸化劑已被視作可替代抗生素在豬飼料上促生長應用的最有效的途徑之一。因此，目前有大量的酸化劑商品來提高豬的生產(chǎn)性能和健康狀況。目前市場上常見的酸化劑產(chǎn)品包括多種活性成分和形式。產(chǎn)品大多是復合酸，包括多種有機酸的組合或有機酸和無機酸的組合。單酸產(chǎn)品在市場上也有出售。富馬酸、乳酸、檸檬酸和磷酸是酸化劑產(chǎn)品中最常見的組分。目前，為了解決酸化劑能夠最終達到后腸發(fā)揮功效，市場上出現(xiàn)了包被型酸化劑，不但酸制劑的使用量減少，降低了成本，而且使用效果好于吸附型產(chǎn)品，還可以降低其對飼料加工機械的腐蝕作用。但目前關于此類酸化劑的應用研究報道較少，其使用效果需要進一步的評估。目前，國內外對酸化劑的研究主要集中在對仔豬飼料酸結合力