有機(jī)酸對(duì)腸道內(nèi)源菌的影響及作用機(jī)理

■冀鳳杰 周漢林

（中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所，海南儋州 571737）

有機(jī)酸添加劑通常包括檸檬酸、甲酸、丙酸等及其鹽類，均為動(dòng)物常規(guī)新陳代謝時(shí)所需要的物質(zhì)，對(duì)動(dòng)物的健康負(fù)面作用很小。反芻動(dòng)物的飼料一般會(huì)添加甲酸、丙酸及其鹽類于青貯飼料中，而蘋果酸、和天門冬氨酸等及其鹽類對(duì)促進(jìn)消化吸收也具有積極作用。

有機(jī)酸是仔豬飼料中有效的飼料添加劑。有機(jī)酸與仔豬腸道內(nèi)源菌群聯(lián)合作用，對(duì)仔豬健康和生產(chǎn)性能是非常有益的，并提升養(yǎng)殖效益。本文將討論有機(jī)酸與動(dòng)物腸道內(nèi)源菌的相互影響及作用機(jī)理。

1 動(dòng)物腸道菌群特點(diǎn)

動(dòng)物出生時(shí)的胃腸道通常被認(rèn)為是無菌的（盡管有越來越多的證據(jù)來挑戰(zhàn)這一點(diǎn)）。在母豬分娩時(shí)的微生物和環(huán)境微生物會(huì)定植于出生后仔豬的胃腸道。初始定植的微生物由病原體、致病菌、有益微生物等組成，這些微生物在建立腸道菌群中扮演重要的角色。

宿主和腸道菌群之間的關(guān)系是十分復(fù)雜的，但是對(duì)宿主健康和繁殖卻有重要影響。據(jù)估計(jì)，動(dòng)物體內(nèi)有10倍于宿主細(xì)胞的細(xì)菌，且大部分都存在腸道中，鑒于這些細(xì)胞的數(shù)目和代謝活性，部分業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，腸道微生物具有許多重要功能，如腸道發(fā)育、口服耐受等，微生物促進(jìn)免疫系統(tǒng)區(qū)分并適當(dāng)?shù)貙?duì)腸道內(nèi)正常和外來微生物進(jìn)行響應(yīng)。此外，腸道內(nèi)源微生物產(chǎn)生的抗菌化合物（例如有機(jī)酸），通過定植在黏膜表面使進(jìn)入胃腸道的潛在病原體建立了一個(gè)定植屏障。試驗(yàn)證明腸道微生物能發(fā)揮有益作用已經(jīng)被明確證實(shí)，如果飼養(yǎng)的動(dòng)物缺乏微生物的環(huán)境（無菌），會(huì)表現(xiàn)出腸道發(fā)育遲緩和疾病易感性的特征。

2 有機(jī)酸對(duì)畜禽動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育的影響及作用

2.1 有機(jī)酸對(duì)反芻動(dòng)物的作用

反芻動(dòng)物一般飼喂青貯飼料偏多，青貯飼料的質(zhì)量會(huì)對(duì)動(dòng)物的生產(chǎn)性能和體質(zhì)產(chǎn)生更為直接的作用。有試驗(yàn)指出，反芻動(dòng)物青貯飼料中如果加入適量的有機(jī)酸，會(huì)在一定程度上提高飼料的品質(zhì)，并能增強(qiáng)機(jī)體對(duì)飼料營養(yǎng)的吸收，進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)物生產(chǎn)。其中比較常見的L-天門冬氨酸鹽能夠?qū)α鑫赴l(fā)酵產(chǎn)生作用，原因是瘤胃內(nèi)的新月型單胞菌對(duì)乳酸鹽的利用起到一定的作用。

有研究指出，在肉?；蚰膛Ｈ占Z中加入一定量的蘋果酸鹽，牛亞臨床瘤胃酸中毒發(fā)生的概率會(huì)有所降低。如果加入不同種類的有機(jī)酸及其鹽類(如蘋果酸鈉和延胡索酸二鈉等)，還可以增加瘤胃中一些酸的含量（如總揮發(fā)性脂肪酸含量），并且使瘤胃的pH值有所增加；還可增強(qiáng)反芻動(dòng)物對(duì)日糧的消化。有研究指出，如果在動(dòng)物體外進(jìn)行連續(xù)培養(yǎng)，其過程中加入蘋果酸鹽，結(jié)果表明能加快微生物蛋白的合成速度。由以上結(jié)論可得出，不同的有機(jī)酸及其鹽類均起到有益的作用，在動(dòng)物瘤胃調(diào)控功能時(shí)，可以當(dāng)作一種非常好的添加劑。

2.2 有機(jī)酸能有效降低仔豬發(fā)病和改善健康狀況

一般情況下，以玉米、豆粕為主的飼糧飼喂仔豬時(shí)，需要消耗大量的胃酸，有益菌通常在酸性環(huán)境中生存，而病原菌易在中性偏堿性環(huán)境中生存。胃腸道的pH值一般偏高，通過使用酸化劑能降低有害微生物繁殖，提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，抗毒素也顯著下降。

目前，仔豬一般在保育舍就已經(jīng)使用酸化劑?？紤]到仔豬的內(nèi)源性酶分泌不足，消化日糧所必需的酶是在產(chǎn)后數(shù)周才開始合成的，此時(shí)，由于消化系統(tǒng)發(fā)育不完善，仔豬消化道和消化腺的容積與重量及其細(xì)微結(jié)構(gòu)也未發(fā)育完全，其體內(nèi)的內(nèi)源性酶主要消化母乳中的乳糖、簡(jiǎn)單的脂肪、蛋白質(zhì)等物質(zhì)。同時(shí)，斷奶前仔豬主食以母乳為主，其胃腸道的環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定。一般情況下，仔豬開始分泌少量鹽酸，20日齡后會(huì)隨日糧的增加而不斷提高，此時(shí)的仔豬分泌的胃酸量偏少，缺乏游離鹽酸。母乳中的乳糖可由胃內(nèi)乳酸菌轉(zhuǎn)化為乳酸，而斷奶后由于突然改變飼料來源，導(dǎo)致胃酸分泌不足往往使胃液的pH值上升，影響仔豬日糧的消化吸收。

隨著養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，生豬過量用藥和疫苗使用缺乏規(guī)范而使得生豬疾病越來越復(fù)雜，也演變得越來越嚴(yán)重，普通的酸化劑在提高仔豬的生長(zhǎng)速度及改善健康方面還缺乏一定的效果，有些仔豬在使用酸化劑后會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)速度減慢或者停滯，部分仔豬胃潰瘍病變?cè)絹碓絿?yán)重也與酸化劑有很大關(guān)系。如果酸化劑不進(jìn)行包被處理直接進(jìn)入胃中，由于酸度過大，反而會(huì)抑制胃酸的分泌，不但沒有效果，反而刺激胃而造成傷害。目前，使用經(jīng)特殊工藝包被的有機(jī)酸對(duì)于提高健康和生長(zhǎng)速度有很大優(yōu)勢(shì)。試驗(yàn)證明，使用包被酸化劑會(huì)降低對(duì)仔豬胃的傷害，減少胃底潰瘍。包被酸化劑一般在胃中釋放約20%，有60%在小腸溶解釋放，在大腸甚至盲腸中釋放約20%。

2.3 有機(jī)酸對(duì)肉雞具有促進(jìn)生長(zhǎng)的作用

代謝有機(jī)酸主要包括短鏈有機(jī)酸和短鏈酮酸等，在動(dòng)物機(jī)體新陳代謝過程中可以起著至關(guān)重要的作用。有研究指出，代謝有機(jī)酸對(duì)家禽也具有促生長(zhǎng)的作用，代謝有機(jī)酸可以提高肉雞消化道內(nèi)酶的活性，能夠促進(jìn)空腸絨毛的生長(zhǎng)。同時(shí)，使用1 000 mg/kg的代謝有機(jī)酸可以降低料肉比，提高飼料的使用效率，對(duì)于提高肉雞日增重具有顯著作用。

3 有機(jī)酸可以調(diào)控對(duì)宿主有益的腸道微生物

益生菌一般需要定植在動(dòng)物機(jī)體的腸道上才能產(chǎn)生效果，在動(dòng)物出生后使用抗生素、改變飼糧、腸道感染等，都會(huì)影響腸道菌群的組成，有機(jī)酸產(chǎn)品可以協(xié)同/調(diào)控已經(jīng)在腸道中存活并且定植的微生物的價(jià)值。

包括早期定植的特定微生物在內(nèi)，許多其他因素（例如，飼糧組成）也影響腸道菌群的組成，這可能會(huì)導(dǎo)致不同農(nóng)場(chǎng)，甚至是同一農(nóng)場(chǎng)、不同個(gè)體之間的腸道菌群組成出現(xiàn)顯著差異。因此，使用飼料添加劑來改善動(dòng)物腸道健康，比較理想的是尋求現(xiàn)有的、相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)源微生物，而不是試圖徹底改變或者取代。這正是有機(jī)酸類產(chǎn)品使用的微妙之處。微生物個(gè)體差異對(duì)有機(jī)酸具有不同敏感性，能夠影響耐酸的微生物，促進(jìn)有益菌的生長(zhǎng)，抑制不耐酸的有害菌繁殖。適量使用有機(jī)酸調(diào)控現(xiàn)有的內(nèi)源腸道菌群，而不是試圖在腸道環(huán)境中建立外來菌株（特定農(nóng)場(chǎng)環(huán)境中的微生物或者有興趣的特殊菌株，例如益生菌），是更有效的改善腸道健康的方式。

一般而言，大腸桿菌等致病菌在pH值為6.0～7.0的腸道內(nèi)比較適宜，能促進(jìn)有益微生物生長(zhǎng)，如果降低到pH值為4時(shí)基本失活。作為腸道內(nèi)有益的乳酸菌最適生長(zhǎng)環(huán)境的pH值為3.0～4.5，仔豬腸道內(nèi)的乳酸菌若在適宜的環(huán)境下會(huì)大批量繁殖，能有效地降低其胃腸道的pH值。仔豬乳酸菌的增多能有效提升仔豬日糧的消化吸收，抑制有害菌的大量繁殖；同時(shí)，仔豬腹瀉的發(fā)病率和死亡率也出現(xiàn)下降。仔豬的抗病率也大大提高，仔豬生長(zhǎng)后期的呼吸道疾病也大幅下降。

試驗(yàn)證明，采用PCR方法測(cè)定肉雞回腸微生物，證明添加有機(jī)酸可以增加腸道有益菌（如乳酸菌）的數(shù)量。據(jù)報(bào)道，有機(jī)酸混合物（甲酸和丙酸）添加到飲水中，可以促進(jìn)回腸隱窩中乳酸菌數(shù)量增加，比對(duì)照組或者抗生素（桿菌肽）處理組都高（P＜0.05）。

4 小結(jié)

動(dòng)物出生后無菌腸道被廣大微生物定植，其群落由特定的內(nèi)源微生物和環(huán)境微生物組成，并且克服了腸道的固有排斥反應(yīng)。改善腸道健康最有效的辦法是通過積極影響腸道內(nèi)源微生物菌群，抑制有害菌促進(jìn)有益菌。使用有機(jī)酸，特別是包被后的有機(jī)酸，對(duì)于促進(jìn)有益菌的生長(zhǎng)，抑制有害菌的繁殖，提升動(dòng)物的生長(zhǎng)速度，降低發(fā)病率，提高動(dòng)物的健康等具有重要作用。