饲料酸化剂研究进展

1、饲料酸化剂的研究进展摘要：酸化剂是饲料工业中极为常见的饲料添加剂，特别是在幼龄动物饲粮中使用以达到抗腹泻和促进健康的目的。然而，在实际使用过程中，由于受酸化剂产品的成分构成、添加剂量、动物种类、生理阶段、饲养条件和配方组成等因素的影响，酸化剂的作用效果存在较大的差异。本文就酸化剂的生理功能、作用方式及影响其作用效果的因素做一综述。关键词：酸化剂;生理功能;作用影响因素;现代养猪生产中为提高母猪的生产性能，大多采用3-5周早期断奶，但早期断奶仔猪消化系统和免疫器官发育不完善。仔猪断奶前相当长一段时间胃酸分泌不能达到成年猪水平，断奶后，仔猪胃内的乳酸菌就无法再利用母乳中的乳糖产生乳酸，使得胃内酸度

2、水平进一步降低，其直接后果是胃蛋白酶活性大大降低，使饲料营养物质，特别是蛋白质消化吸收不良，造成饲料浪费，营养性腹泻。为肠道内各种有害菌提供适宜的繁殖环境，并且未被消化的蛋白质饲料在经过肠道时也给各种细菌提供了大量的营养物质，致使病原菌大量繁殖，爆发细菌性疾病。解决上述问题的根本措施是在仔猪日粮中添加适量的酸化剂，弥补仔猪生理性产酸不足。一、酸化剂的主要生理功能根据目前研究的结果来看，酸化剂的主要生理功能主要有三方面：调节胃内pH值，保证消化酶在正常pH环境下发挥其酶活性和抑制消化道有害微生物增殖，优化肠道微生物菌群结构，减少病原菌感染。有机酸被吸收进入机体后，也为机体提供了相当一部分能量，从

3、而影响机体的代谢。1、动物胃内适宜pH对维持消化酶的活性非常重要。成年猪一般能保证胃内正常的酸性环境，而仔猪则会因为特有的生理缺陷，消化系统发育不成熟，胃酸分泌严重不足，导致胃内pH远高于胃蛋白酶发挥活性的pH。胃蛋白酶适宜的pH值为2.03.5，大于3.6时，活性显著降低;大于6时，则失活。断奶仔猪为的pH大于4.2。因此，仔猪胃内蛋白酶活性不能完全发挥，对蛋白饲料消化率降低，会造成仔猪腹泻等一系列消化性疾病。此外，我国常用仔猪日粮pH值为5.86.5。因此日粮也会中合仔猪分泌的有限的胃酸，加重胃酸不足所产生的消化性疾病。研究表明，日粮中添加酸化剂能有效降低日粮本身pH值进而降低仔猪消化道p

4、H值。但也有学者研究表明，日粮添加酸化剂后的pH值可从5.95降低到4.71(P<0.01)，然而，饲料中添加酸化剂并没有显著降低胃的pH值(P>0.05)。酸化日粮处理过的胃道pH值是3.66，而未酸化处理日粮pH值是3.73。Rothd(1992)研究发现: 饲喂酸化日粮后猪的肠道pH值一般高于对照组;但Risley研究结果表明饲喂酸化日粮猪的肠道pH 值低于对照组;而Eidelsburger则认为高、低结果都会出现，不一致。因此酸化剂只能在一定程度上降低饲料的系酸力，弥补胃酸分泌的不足。然而，饲粮中添加酸化剂的类型和添加水平与动物胃酸分泌量的关系还不清楚。目前日粮中添加酸化剂

5、的量还未规范，也没有添加依据，使用比较盲目。研究认为，以日粮系酸力为基础来确定酸化剂的添加量，能够有效满足维持消化道酸度所需要的酸化剂添加量，并认为系酸力20mmol/100g饲粮时，对仔猪消化生理最适宜，能够显著提高胃蛋白酶活性。而系酸力过低(小于100mmol/100g)则会引起酸中毒。使日粮系酸力降到20mmol/100g日粮左右时，存纯有机酸类复合酸化剂的添加量大都在1%3%，而无机酸和有机酸复合的酸化剂酸性较强，添加量大都在0.1%1%。因此在实际应用中，要根据酸化剂的类型和基础日粮的系酸力来最终确定酸化剂的最佳添加量范围。2、日粮中添加酸化剂有助于动物消化道微生态平衡。日粮添加酸化

6、剂后可以降低肠道pH。集中病原菌生长的适宜pH值都是中性偏碱性，而乳酸杆菌等有益菌则适宜于酸性环境生殖。同时，乳酸菌等有益菌的代谢产物乳酸等也对大肠杆菌有抑制杀灭作用。因此，酸化剂有助于肠道微生物菌群结构优化减少病原菌感染，有益于肠道微生态菌群平衡的建立，为动物培育一个健康的肠道。有机酸抗菌的作用方式之一就是通过电离出氢离子来降低消化道pH，从而破坏有害菌的适宜生存环境。另一种方式是依靠未解离的有机酸分子穿透革兰氏阴性菌的细胞壁进入细胞内，然后这些有机酸分子在细菌体内相对偏碱性的环境中解离相互氢离子和酸根离子，氢离子会降低细胞内的pH，而细胞为了恢复自身pH的平衡，释放质子，会消化自身能量，造

7、成细胞大量能量耗损;此外酸根离子积蓄也会直接干扰、阻断细胞核内DNA的合成。有机酸的这种双重机制，有效地抑制了细菌的繁殖。VFA作为长到微生物活动的重要指示标记。一些研究报道了酸化剂对肠道中VFA含量的影响。Gabert等(1995)在仔猪饲粮中添加1%的甲酸后并未检测到肠道中VFA含量的显著变化。在断奶仔猪饲粮中添加1.5%的富马酸或柠檬酸也没有显著影响胃肠道各段食糜中的VFA含量(Risley等，1992)。尽管影响不显著，但是饲喂富马酸的断奶仔猪胃中琥珀酸含量增加，这说明微生物的活动被改变了。而Blank等(2001)则发现，在断奶仔猪饲粮中添加富马酸后降低了回肠食糜中乳酸、乙酸、丙酸、

8、氨和亚精胺的含量，并且这种效应与富马酸的添加水平有关。当饲粮的系酸力增加后，这种效应消失。从以上研究可以看出，酸化剂对肠道中微生物及其发酵产物的影响存在争议。Metzler和Mosenthin(2007)综述了大量的研究后指出，有机酸确实可以改善断奶仔猪和育肥猪的生产性能，降低疾病风险，但对于其作用机制的研究仍在不断进行，仍有不少问题还没有阐明。3、有机酸被吸收进入机体后，也为机体提供了相当一部分能量。有机酸以被动扩散的方式被肠道上皮细胞吸收。短链的有机酸分子通过柠檬酸循环产生ATP。例如，1摩尔富马酸可以生成18摩尔ATP。每摩尔富马酸的能量含量为1340 kJ，因此每生成1摩尔ATP需要约

9、74.4kJ的能量，这与由葡萄生成ATP所消耗的能量相近。由此可见，在能效上，富马酸和葡萄糖可能是等效的，柠檬酸亦是如此。而由乙酸和丙酸生成等量的ATP时，分别需要多消耗18%和15%能量(Kirchgessner和Roth，1988)。鉴于有机酸在代谢过程中产生的ATP是完全可用的，因此，当饲粮中的有机酸添加量较大时，就应当考虑有机酸的能量贡献。比如，丙酸的能量含量是小麦的6倍(Diebold和Eidelsburger，2006)。二、影响酸化剂作用效果的因素1、添加种类及剂量不同酸化剂理化特性和生物学特性不同作用效果也不同，如延胡索酸对葡萄球菌，链球菌，大肠杆菌有很强的灭活性，对乳酸菌无抑

10、制作用;甲酸，丙酸沙门氏菌，真菌，梭状芽孢菌，芽孢杆菌属及革兰氏阳性菌等有较强的抑制作用;山梨酸能有效地抑制酵母及霉菌的生长，而对有益微生物生长都无妨。公认有效果的主要有柠檬酸、延胡索酸和甲酸钙，从提高日增重和饲料效率来看，柠檬酸>延胡索酸>甲酸钙。单一丙酸、丁酸、苹果酸、盐酸和硫酸等多数证明是无效甚至有负作用的。一般认为，适量添加酸化剂才会有明显的促生长结果。添加量不足达不到预期的效果，如不能把pH值降到适宜水平而更充分地提高消化酶的活力。而添加过量会影响适口性，破坏酸碱平衡，又会导致仔猪血清碱储，HCO3-浓度升高,胃、小肠内容物pH值升高。一定程度上引发代谢性酸中毒。2、饲粮

11、组成不同饲粮是影响仔猪消化道酸度的主要外源性因素，其中饲粮的系酸力是重要因素，而仔猪饲粮的系酸力与其原料的选择及营养水平的确定密切相关。不同饲料原料的系酸力不同，其中矿物质原料的系酸力最高，动物性原料次之，植物性饲料原料的系酸力则较低。在低缓冲饲粮中添加延胡索酸可提高回肠CP、GE和主要氨基酸的消化率。饲粮蛋白质水平也是影响酸化剂效果的重要因素，据报道，粗蛋白质水平为16%和20%的两种饲粮添加2%的延胡索酸，结果16%蛋白组平均日增重281g，饲料效率为0.49，而后者分别为329g和0.62。同时，日粮中不同的蛋白质来源要求胃肠道中有不同的酸度条件, 才能获得最佳的消化效果例如,奶产品要求

12、pH值为4.0,大豆粕和鱼粉则要求pH值为2.5，蛋白质是胃中pH值变化的强抑制剂，过量的蛋白质使酸化剂效果下降。3、使用阶段的影响仔猪添加酸制剂作用主要表现在断奶初期，断奶后两周好于随后两周，以后效果更不明显(Eckel,1997)。这是因为断奶初期的仔猪胃虽然具有了一定的分泌盐酸的能力，但分泌不足，在仔猪采食后胃的pH 值会上升到5 以上，导致仔猪消化不良和腹泻。Gromevell(1985)发现，仔猪从出生到5-6 周龄的胃酸产量与体重之间呈直线相关。有效时间一般是断奶前至25-30kg体重之间。4、饲养环境的影响圈舍的卫生条件、饲养密度、温湿度、光照及各种应激因素也影响有机酸制剂的使用

13、效果。饲养条件越差，有机酸制剂的使用效果越好。三、酸化剂的应用前景饲料中添加酸化剂已经被认为有利于猪的生长。前人的研究已经证实酸化剂可提高猪的生产性能和健康状况，最新的研究数据也验证了这一功效。酸化剂已被视作可替代抗生素在猪饲料上促生长应用的最有效的途径之一。因此，目前有大量的酸化剂商品来提高猪的生产性能和健康状况。目前市场上常见的酸化剂产品包括多种活性成分和形式。产品大多是复合酸，包括多种有机酸的组合或有机酸和无机酸的组合。单酸产品在市场上也有出售。富马酸、乳酸、柠檬酸和磷酸是酸化剂产品中最常见的组分。目前，为了解决酸化剂能够最终达到后肠发挥功效，市场上出现了包被型酸化剂，不但酸制剂的使用量减少，降低了成本，而且使用效果好于吸附型产品，还可以降低其对饲料加工机械的腐蚀作用。但目前关于此类酸化剂的应用研究报道较少，其使用效果需要进一步的评估。目前，国内外对酸化剂的研究主要集中在对仔猪饲料酸结合力