飼用酸化劑抗菌益生作用的研究進展

唐茂妍，陳旭東，張朝暉

（1.上海正正生物技術有限公司，上海200433；2.北京愛普萊生物科技有限公司，北京100193；3.越南南華貿易有限責任公司，越南胡志明市800010）

飼用酸化劑抗菌益生作用的研究進展

唐茂妍1，陳旭東2，張朝暉3

（1.上海正正生物技術有限公司，上海200433；2.北京愛普萊生物科技有限公司，北京100193；3.越南南華貿易有限責任公司，越南胡志明市800010）

隨著畜禽飼料中酸化劑的使用日漸廣泛，對于酸化劑的作用機理特別是抑菌、殺菌機理的研究逐步深入，已經達到了分子水平。飼用酸化劑抑菌和殺菌的分子機理主要包括能量競爭、細胞膜透化作用、改變細胞內滲透壓、抑制大分子合成和誘導宿主抗菌肽表達等方面。與此同時，很多動物飼養(yǎng)試驗表明酸化劑在益生抗菌方面具有積極作用，使之成為替代部分抗生素的重要添加劑之一。飼用酸化劑的使用將會改善抗生素帶來的食品安全和人類健康問題。

酸化劑；抑菌機理；抑菌效果

1　抗生素的負面效應

抗生素在畜禽飼料中的使用已有很長歷史，并且對于畜禽生長性能的改善也取得了顯著成效。抗生素代謝的途徑、在機體組織中的殘留規(guī)律、抗生素研發(fā)和生產的歷史也很久遠，抗菌譜、最小抑菌濃度、應用方案等都已成熟，對人類和動物養(yǎng)殖的貢獻非常大。然而，隨著科技的進步，許多國家特別是歐美國家首先認識到了抗生素的負面效果，即細菌耐藥性的產生和動物產品的藥物殘留［1］。因而如何逐步減少抗生素在飼料及養(yǎng)殖業(yè)中的使用，成為目前的研究熱點。酸化劑作為一種綠色添加劑，在飼料中抗生素促生長劑的替代研究中占有重要地位。很多研究證明酸化劑在抑制有害菌生長方面的作用與抗生素具有同樣的效果。

2　飼用酸化劑的抑菌益生效果

飼用酸化劑不僅可降低飼料中細菌、霉菌的數(shù)量，保證飼料品質和適口性，而且進入消化道后可降低食糜pH，提高消化酶活性，還可通過殺菌抑菌的作用，維持消化道菌群平衡，從而保證機體健康。

2.1酸化劑殺菌抑菌作用

2.1.1酸化劑的殺菌抑菌機理

研究發(fā)現(xiàn)，揮發(fā)性有機酸如甲酸、丙酸和丁酸等有較好的殺菌作用。這些有機酸可直接擴散進入細菌細胞內，通過降低細菌細胞內pH，抑制細菌體重要大分子物質（DNA、RNA和蛋白質等）的代謝活動，破壞病原菌細胞膜的完整性，從而達到殺菌作用［2-3］。

2.1.2酸化劑與抗生素抑菌效果的比較

調查結果表明，酸化劑在生豬養(yǎng)殖場中的使用普及率僅為10％，遠低于益生菌和中草藥的使用普及率［4］。雖然如此，許多學者仍對酸化劑替代不同抗生素的效果作了深入研究。

有機酸抑菌分子機制示意圖

?verland等在限飼的生長肥育豬（初始體重27.1 kg）日糧中添加二甲酸鉀0.6％和1.2％可顯著降低十二指腸、空腸和直腸大腸菌的數(shù)量（P＜0.05）［5］。在體重約8 kg的仔豬日糧中添加乳酸寶（3 kg·t-1）顯著降低空腸、盲腸和直腸大腸桿菌的數(shù)量；添加黃霉素（10 g·kg-1）和乳酸寶5 kg·t-1均可降低腹瀉指數(shù)；但二者合用對消化道微生物數(shù)量和腹瀉指數(shù)無顯著影響［6］。汪海峰等研究表明，復合酸（2.5 kg·t-1）替代抗生素（金霉素75 g·t-1+硫酸粘菌素20 g·t-1+吉他霉素50 g·t-1）后，酸化劑組變性梯度凝膠電泳（DGGE）條帶數(shù)和多樣性指數(shù)有升高趨勢，表明微生物區(qū)系中優(yōu)勢菌種類有增加趨勢，但與抗生素組無顯著差異［7］。在斷奶仔豬日糧中用酸化劑代替50％和100％抗生素（喹乙醇0.2％+效美素0.02％+0.1％抗敵素），結果表明，替代50％抗生素組的腹瀉率和成活率效果較好［8］。李潔云等分別用不同斷奶日齡和體重的仔豬比較了無抗日糧中分別添加益生菌+酸化劑+精油+復合酶的組合產品和金霉素對仔豬生長性能的影響，結果表明，無抗組日糧不影響仔豬生長速度，并且顯著降低腹瀉發(fā)生率（P＜0.05）［9］。

2.1.3飼用酸化劑在禽類生產中的應用

飼用酸化劑在養(yǎng)禽業(yè)中的應用效果較為顯著，常見復合酸制劑包括有機酸和無機酸復合物、有機酸和酸鹽復合物等，不僅可添加于飼料中，也可通過飲水方式使用。

抗生素、富馬酸和乳酸型復合酸化劑均可抑制肉雞空腸、盲腸內容物中大腸桿菌和沙門氏菌增殖，但抗生素和酸化劑對有益菌的作用明顯不同，前者抑制了乳酸桿菌增殖，而酸化劑則促進了乳酸桿菌增殖［10］。在肉雞日糧中添加酸化劑Biotronic S E可顯著降低肉雞因腹水癥的死亡率，表明酸化劑可有效降低微生物因素造成的肉雞腹水影響［11］。Awaad等研究表明，保護性有機酸可降低產氣莢膜梭菌攻毒的AA肉雞的死亡率及產氣莢膜梭菌在小腸和盲腸的定殖，并且對于攻毒組酸化劑的效果更顯著［12］。天露草雞日糧中用中藥提取物和復合有機酸聯(lián)合使用替代抗生素（安來霉素150 g·t-1+硫酸粘桿菌素200 g·t-1），可使肉雞盲腸乳酸菌數(shù)量顯著增加（P＜0.05）［13］。Ross308肉雞日糧中添加酸化劑及抗生素，兩組肉雞9、24、34日齡血凝抑制結果無顯著差異，表明酸化劑和維吉尼亞霉素在肉雞體液免疫方面可達到同等效果［14］。

有些有機酸（特別是小分子酸）由于氣味或者腐蝕性的影響，多數(shù)會以酸鹽的形式添加到飼料中，其抑菌效果與特定抗生素效果相當。Paul等對比了不同酸鹽組合與抗生素（維吉尼亞霉素，0.5 g·kg-1）對Vencobb-100肉雞的影響，結果表明，與對照組相比，飼料中添加酸鹽降低了真菌數(shù)量［15］。Fernándezrubio等分別在基礎日糧中添加保護性丁酸鈉（植物油部分包被）和未保護丁酸鈉0.92 g·kg-1，發(fā)現(xiàn)二者均可降低肉雞27日齡沙門氏菌腸炎攻毒的感染率，并且保護性丁酸鈉的效果在試驗后期更顯著。保護性丁酸鈉不僅可降低嗉囊和盲腸感染而且可降低肝臟感染［16］。

由于禽類消化道較短，因而通過飲水添加的方式可使酸化劑更好的發(fā)揮作用。在肉雞飲水中添加復合酸化劑，可顯著增加盲腸內容物好氧菌數(shù)量，并且腸上皮細胞完整性良好［17］。研究表明，在飲水中添加復合酸化劑可顯著降低22～42日齡肉雞回腸大腸桿菌和沙門氏菌數(shù)量（P＜0.05）［18］。

2.2酸化劑的益生作用

有機酸（乳酸、檸檬酸、富馬酸、蘋果酸等）可直接進入腸道上皮細胞，氧化供能。除此之外，有機酸還有改善消化的益生作用，如提高消化酶活性和胰腺分泌，改善胃腸黏膜的生長、隱窩深度和絨毛高度，從而進一步提高動物的生長速度［15，19］。

在43周齡海蘭灰種雞日糧中分別添加檸檬酸0.2％和復合酸0.2％后，1周末和5周末試驗組種雞小腸淀粉酶活性均顯著高于對照組（P＜0.05）［20］。許麗惠等研究表明，包被酸化劑組腸胰蛋白酶、淀粉酶活性顯著高于對照組（P＜0.05）［21］。肖芹等研究結果表明，AA肉公雞日糧中添加復合酸化劑顯著影響了腺胃、肌胃胃蛋白酶的總酶量、酶活和激活度以及小腸內淀粉酶和脂肪酶活性，且與酸化劑添加量呈顯著的一次線性關系［22］。Emami等試驗表明，在肉公雞磷缺乏日糧中分別添加酸化劑、植酸酶可顯著提高飼料粗蛋白質、粗脂肪的消化率，且二者合用使粗蛋白和磷的消化率顯著高于正常含磷日糧組。與磷缺乏日糧組相比，酸化劑組、植酸酶組及酸化劑+植酸酶組十二指腸和回腸絨毛高度、隱窩深度和二者比例顯著提高（P＜0.05）［23］。肉公雞日糧中添加有機酸及有機酸和中草藥（飛揚草）的混合物，可有效改善試驗期的飼料轉化率，同時丙二醛含量顯著降低，表明有機酸與中草藥聯(lián)合使用具有抗氧化效應［24］。不同酸鹽組合與抗生素（維吉尼亞霉素，0.5 g·kg-1）對Vencobb-100肉雞消化道形態(tài)的影響差異顯著，肉雞回腸絨毛高度酸鹽組顯著高于抗生素組（P＜0.05）［15］。Diao等在仔豬日糧中添加苯甲酸5000 mg·kg-1可顯著降低試驗14 d的仔豬結腸食糜pH和42d回腸和盲腸食糜pH，并且苯甲酸日糧組試驗14d仔豬回腸丙酸和揮發(fā)性脂肪酸（VFA）濃度顯著提高，而試驗14和42d盲腸氨氮濃度顯著降低（P＜0.05）。十二指腸和回腸絨毛高度顯著提高，隱窩深度降低［25］。

3　小結

用于添加在飼料中起到預防和治療效果的抗生素種類主要包括黃霉素、金霉素、土霉素、吉他霉素、阿維拉霉素、維吉尼亞霉素、恩拉霉素、硫酸粘菌素等。這些抗生素分別歸類于大環(huán)內酯類、多肽類和四環(huán)素類，并且多肽類抗生素種類居多。不管是單一酸、復合酸或者酸鹽，在試驗中均表現(xiàn)出可替代某種或者某幾種抗生素的抗菌作用。但綜合來看，替代抗生素單憑一種添加劑是很難完成的，必須加強研發(fā)，尋找可行的綜合替代方案。

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Researches on the Bacteriostasis Effect and Application of Feed Acidifiers

Tang Maoyan1，Chen Xudong2，Zhang Zhaohui3

（1.Shanghai Zhengzheng Biotechnology Co.，Ltd.，Shanghai 200433，China；2.Beijing Applied Biotechnology Co.，Ltd.，Beijing 100193，China；3.NAM HOA Trading Co.，Ltd.，HochiMinh 800010，Vietnam）

Feed acidifier is one of the most important additives and had been applied in animal feed for over 50 years.Many researches focused on the function mechanism of feed acidifiers that included energy competition，cell membrane permeabilization，changing the intracellular osmolarity，inhibition of macromolecule synthesis and induc?ing expression of antimicrobial peptide in host cell.Meanwhile，many experiment results showed feed acidifier could substitute for some kinds of antibiotics and relieve the antibiotics residue inanimal products.

acidifier；mechanism of bacteriostasis；bacteriostat effect

S816.7；S852.6

A

1001-0084（2016）09-0021-04

2016-08-17

唐茂妍（1976-），女，山東煙臺人，博士，主要從事酸化劑的定量應用研究。