飼料中添加有機酸是否值得考慮

摘 要：動物飼料通常受到多種原因的污染，包括環(huán)境污染和微生物活動。研究證明，用有機酸對日糧進行酸化作用，可以通過防止飼料和飼料原料免受微生物和真菌破壞而有助于環(huán)境衛(wèi)生。

關鍵詞：有機酸；水活性；酸化劑；緩沖能力

中圖分類號：S816 文獻標識碼：C 文章編號：1001-0769（2014）11-0074-02

酸化劑在現(xiàn)代動物生產(chǎn)中受到了巨大的關注，且已證明酸化劑是一種有效的抗生素替代物。目前，在飼料和家禽、豬、水產(chǎn)動物飼養(yǎng)方案中添加或利用有機酸已成為一種普遍的做法（圖1）。有時，被視作必需商品的有機酸具有多種用途。在離解狀態(tài)下，有機酸可以降低環(huán)境的pH值，而在未離解狀態(tài)時，它們可抵抗微生物，如大腸桿菌、沙門氏菌和彎曲桿菌。此外，有機酸可以激活酶，作為胃腸道的能量來源，有助于礦物質(zhì)的螯合作用以及刺激中間代謝。

預防疾病傳播、促進動物生長和提高飼料利用效率是關鍵因素。當致病菌污染飼料時，它們會成為向動物和人傳播疾病的潛在途徑，這受到養(yǎng)豬生產(chǎn)者和消費者的高度關注。飼料原料中的微生物來自不同的生態(tài)小環(huán)境，如土壤和動物胃腸道。飼料原料在生長、收獲、加工和倉儲期間的任何時候可能會受到細菌的污染。眾所周知，飼料中微生物的生長取決于飼料的含水量、pH值和組成。而溫度、pH值和其他因素可影響微生物是否能在飼料中生長，水的活性可能是控制飼料腐敗的關鍵因素。通過測量水分，可以預測哪些微生物將是飼料腐敗的潛在原因。

1 水活性

水活性（water activity，aw）是決定飼料質(zhì)量和安全的最重要因素之一。利用微生物和化學試劑使用的水，可以量化飼料原料中可使用的“自由”水的數(shù)量。水活性決定了微生物生長可利用水量的最低要求，因為每一種微生物具有特有的生長所需的最低水活性。

細菌生長至少需要0.75的水活性。然而，絕大多數(shù)的腐敗菌當水活性為0.90時將生長。酵母生長的實際極限是0.88，霉菌是0.70。所有微生物生長的極限是水活性為0.60。然而，一些微生物已經(jīng)適應了無水環(huán)境，且可以在儲存的飼料中旺盛地生長。一些作者報道，“谷物和油籽作物具有不同的微生物群，它們能夠高度耐低濕度環(huán)境，菌群數(shù)在5×103～1.6×108菌落形成單位（Colony-Forming Units，CFU）/g。

2 飼料衛(wèi)生

提高飼料衛(wèi)生有不同的方法，如快速干燥或熱處理。研究證明，通常調(diào)質(zhì)、制?；蚺蚧^程中的熱處理是減少飼料中微生物荷載量的有效方法。通過加熱減少飼料中的細菌污染取決于加熱的溫度和處理時間；然而，所謂的“無菌”飼料是無法實現(xiàn)的。

此外，這些方法并不能防止飼料再次污染，再次污染是飼料生產(chǎn)鏈中的一個危害之源。特別是在成品環(huán)節(jié)，為了確保成品復合飼料的衛(wèi)生狀況，必須重視飼料顆粒冷卻區(qū)、散飼料向至養(yǎng)豬場運輸以及飼料在養(yǎng)豬場料倉中存儲時的衛(wèi)生。在豬和家禽的復合飼料中，包括綠膿桿菌和腸桿菌科細菌在內(nèi)的嗜溫菌的數(shù)值取向值（orientation value）見表1。

確保飼料的衛(wèi)生狀況有很多步驟，如熱處理和在飼料中添加可控制微生物的化合物。添加有機酸似乎可以通過防止飼料和原料免受微生物和真菌的破壞而有利于環(huán)境衛(wèi)生。

3 有機酸

在復合飼料中添加有機酸往往會降低飼料的pH值和緩沖能力，并阻止不良微生物的生長。抑菌活性被認為來自有機酸滲透入細菌并在細胞內(nèi)的離解作用。穿透細菌細胞壁后，非離解狀態(tài)的有機酸將直接與細菌的內(nèi)部pH環(huán)境作用，并解離，隨后釋放出質(zhì)子（H+）和負離子（A-）。細菌內(nèi)部的pH值將降低，且因為細菌不能耐受內(nèi)外pH值之間的巨大差值，特定機制（H+-ATP酶泵）將啟動，以使細菌內(nèi)部pH值恢復正常。

這種現(xiàn)象會消耗能量，并且最終會抑制細菌生長，甚至會殺死細菌。酸的負離子部分被困在細菌內(nèi)部，因為它只有以非離解狀態(tài)才能通過細胞壁進行自由擴散。負離子的積累會對細菌產(chǎn)生毒性。

持續(xù)用有機酸處理飼料會產(chǎn)生殘余保護效應。它有助于降低飼料再污染的風險，并把研磨和飼喂設備的污染降至最小。然而，當推薦用作飼料添加劑時，有機酸對細菌、酵母和霉菌特定的抑制效果應該加以考慮。根據(jù)各種文獻資料，有機酸產(chǎn)品的功效取決于：

（1） 所添加酸的類型和劑量；

（2） 飼料的類型及其緩沖能力；

（3） 飼料廠的衛(wèi)生標準；

（4） 飼料加工方法。

高水平的蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)的飼料可以確保動物的快速生長，但會產(chǎn)生較高的緩沖能力，從而會降低鹽酸（HCl）的水平。這會影響蛋白質(zhì)的消化，并且刺激潛在的有害細菌繁殖較高的pH值環(huán)境中的增殖。飼料消化率的降低可能會導致其在后腸進行發(fā)酵、腹瀉以及病原體在胃腸道內(nèi)快速定植。

4 緩沖能力

日糧的緩沖能力是影響酸化劑反應的主要因素之一。根據(jù)定義，緩沖能力（緩沖值，即B值）是指在加入強酸后一定體積或質(zhì)量的飼料pH值上的改變。

在飼料工業(yè)中，B值更實用的定義是指，100 mL水中加入10 %的飼料或飼料原料后再加入1 M鹽酸以使溶液pH=5（有時pH值=4或3）時所加入的鹽酸溶液量。該定義是為什么我們在實際應用中發(fā)現(xiàn)相同的表述會有不同數(shù)值的原因。谷物及其副產(chǎn)品的系酸力最低，蛋白質(zhì)飼料居中等或較高，而礦物質(zhì)（如碳酸鈣和碳酸氫鈉）則非常高。大多數(shù)單種有機酸，如甲酸、丙酸、富馬酸、乙酸和乳酸的B值為負值。豬的B值（HCl的量）一般建議為：保育前期0～5，保育期5～10，生長期10～20；家禽的為：Ⅰ期0～10，Ⅱ期10～20。日糧的B值可以通過有意識地選擇B值較低的飼料成分以及調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)的水平來降低。

研究證明，通過有機酸的酸化反應降低日糧的緩沖能力，能夠抑制細菌細胞腔的生長，提高動物的生產(chǎn)性能。有機酸可以降低日糧的B值，但不會降低蛋白質(zhì)或礦物質(zhì)的含量。體外研究結果表明，由甲酸和丙酸混合液組成的酸化劑（Biotronic SE forte） 以0.3 %的水平加入飼料時可以使開食和生長豬日糧的B值分別降低16 %和17 %（表2）。

5 是否值得考慮

酸化劑是維持動物健康和提高生產(chǎn)性能以及控制飼料和環(huán)境衛(wèi)生的強有力工具。

日糧酸化劑似乎是飼用抗生素的潛在替代品。科學研究報道，酸化劑對家禽、斷奶仔豬和水產(chǎn)動物的生產(chǎn)力有一致的有益作用，表現(xiàn)為可降低飼料原料和復合飼料中的微生物數(shù)量，改善動物的生長性能，減少腹瀉，降低豬的發(fā)病率和死亡率。在實踐中，畜牧生產(chǎn)者認為酸化劑是提高動物生產(chǎn)性能很好的解決手段，并由此來提高生產(chǎn)盈利?！酢?/p>

原題名：Organic acids： Are they worth considering？（英文）

原作者：Renata Urbaityte（奧地利百奧明公司技術中心主任）