高等《有機(jī)化學(xué)》羧酸章節(jié)知識拓展

徐佳　譚春梅

摘 要：有機(jī)酸添加到飼料中，可有效替代抗生素，對食品安全有重大意義。此外，有機(jī)酸可提高飼料適口性，降低飼料pH值以激活牲畜胃腸道內(nèi)消化酶，還可起到促進(jìn)有益菌生長、抑制霉菌生長、防腐抗氧化等作用，甚至直接參與機(jī)體代謝反應(yīng)。文章主要介紹了多類有機(jī)酸作為飼料添加劑的特點(diǎn)、作用機(jī)制及其應(yīng)用進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：教學(xué)拓展；有機(jī)化學(xué)；有機(jī)酸；羧酸；飼料

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）03-0082-02

前言

在講授徐壽昌老師主編《有機(jī)化學(xué)》教材第十三章“羧酸及其衍生物”章節(jié)時，為了加深同學(xué)們對以羧酸為代表的有機(jī)酸的認(rèn)識并提高學(xué)習(xí)興趣，我加入了知識拓展視野環(huán)節(jié)。查閱了大量羧酸乃至有機(jī)酸的分布、種類、功效和用途等，發(fā)現(xiàn)有機(jī)酸具有天然抗菌等優(yōu)良特性?！澳沁@種抑菌特性有哪方面應(yīng)用呢？”“對嚴(yán)重的抗生素濫用現(xiàn)象，是否可以找到合適的有機(jī)酸來替代抗生素呢？”一連串問題出現(xiàn)在腦中。于是，我針對“有機(jī)酸在飼料行業(yè)的應(yīng)用”進(jìn)行了專門資料收集和整理，發(fā)現(xiàn)化學(xué)結(jié)構(gòu)簡單的有機(jī)酸類物質(zhì)已成為各國飼料酸化劑研究的熱點(diǎn)，在此與大家一起分享。

一、有機(jī)酸在飼料行業(yè)的應(yīng)用背景

目前，養(yǎng)殖業(yè)存在著濫用飼料添加劑的現(xiàn)象及導(dǎo)致的嚴(yán)重后果。例如，超高劑量礦物質(zhì)（高銅、高鋅飼料添加劑等）會在動物肝、腎等內(nèi)臟器官中蓄積；添加抗生素則直接導(dǎo)致抗生素殘留和超級細(xì)菌的產(chǎn)生，使細(xì)菌耐藥性增強(qiáng)，畜禽機(jī)體免疫力下降乃至發(fā)生畸變。不難想象，長期攝食這樣的食品嚴(yán)重危害著人類健康[1]。美國、德國、日本和中國等國家相繼出臺全面禁止在飼料中添加抗生素的政策，各國正在尋求飼料抗生素的非藥物性替代物。

一般脂肪族有機(jī)酸無特殊生物活性，但部分有機(jī)酸具有天然抑菌特性，如土槿皮酸有抗真菌作用；咖啡酸衍生物有一定生物活性；綠原酸有抗菌、利膽、升高白血球等作用，是許多中草藥的有效成分。因此，這類有機(jī)酸被視為有效的飼料抗生素替代物。本文以有機(jī)酸種類為主線，圍繞有機(jī)酸在飼料中的作用機(jī)制和應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行闡述。

二、有機(jī)酸在飼料行業(yè)的特點(diǎn)及作用機(jī)制

表1是應(yīng)用于飼料行業(yè)中常見有機(jī)酸的主要特點(diǎn)和作用機(jī)制。共同作用機(jī)制包括：（1）作為酸化劑，減少酸敗，促進(jìn)有益菌，防止腹瀉；（2）在青貯飼料中，抑制植物呼吸，降低氨氮含量；（3）具有適口性，增加畜禽食欲；（4）提高胃腸道消化酶活性，促進(jìn)營養(yǎng)物吸收；（5）防霉保鮮。

三、有機(jī)酸在飼料行業(yè)的應(yīng)用及研究進(jìn)展

（一）甲酸類

在西瓜皮青貯飼料中添加甲酸可顯著降低飼料pH、中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量；甲酸處理后飼料粗蛋白含量、滲出液生成率及BOD無顯著差異。在苜蓿草渣青貯飼料中添加甲酸能明顯降低氨態(tài)氮并保存更多蛋白質(zhì)；10g/kg甲酸添加量為最佳。玉米-豆粕-乳清粉日糧中添加1%甲酸鈣，其與酸性蛋白酶有協(xié)同作用，可顯著提高仔豬采食量及日增重，并降低仔豬結(jié)腸大腸桿菌總數(shù)及腹瀉頻率。添加二甲酸鉀，還可明顯提高免疫球蛋白A、免疫球蛋白M、免疫球蛋白G等免疫指標(biāo)水平[2]；1%二甲酸鉀為最適量。

（二）乙酸類

從pH、氨態(tài)氮、乳酸及水溶性碳水化合物含量等指標(biāo)的動態(tài)變化來看，添加乙酸可改善燕麥-紫花苜?；旌巷暳系馁A發(fā)酵品質(zhì)和有氧穩(wěn)定性；對于燕麥和紫花苜蓿以7：3混合青貯，0.4%乙酸最適宜量，可有效抑制好氧性微生物，同時不影響乳酸菌活性。在玉米的谷物青貯飼料中添加雙乙酸鈉，有利于飼料保鮮，且當(dāng)添加量為0.4%時，奶牛產(chǎn)奶量提高8.5%，牛乳脂率提高0.1%。玉米纖維飼料中添加1.6%～2.0%雙乙酸鈉，可有效抑制霉菌，且延長濕玉米纖維保存期至30天。

（三）丙酸類

飼料中丙酸型防霉劑分為游離丙酸和結(jié)合丙酸，其中結(jié)合丙酸根據(jù)環(huán)境pH值釋放游離丙酸，以保證游離丙酸為10%～15%及菌抑制效率。此外，丙酸能降低飼料pH值，促進(jìn)乳酸菌發(fā)酵，提高乳酸含量，降低氨態(tài)氮/總氮值比，以改善青貯品質(zhì)；0.3%為最佳。添加丙酸鈣，有利于奶牛采食量、乳脂率和乳糖率；200g/d為最佳[3]。

（四）檸檬酸類

檸檬酸為添加劑，可提高仔豬日增重，有效防治仔豬腹瀉，具有良好經(jīng)濟(jì)效益，1.5%為最佳；可促進(jìn)異育銀鯽生長，提高其對飼料干物質(zhì)和磷消化率，0.2%為最佳。在西門塔爾牛日糧中添加200g/d檸檬酸，可提高精飼料干物質(zhì)、粗脂肪、NDF和ADF。用檸檬酸鐵作為有機(jī)鐵源替代硫酸亞鐵，仔豬體重、日增重、血液中血紅蛋白、血漿鐵和轉(zhuǎn)鐵蛋白量均顯著提高，發(fā)病率明顯降低。

（五）富馬酸（延胡索酸）類

在奶牛日糧中添加延胡索酸，可提高奶牛干物質(zhì)采食量、產(chǎn)奶量以及飼料轉(zhuǎn)化率；在泌乳中后期奶牛日糧中添加延胡索酸，可提高乳脂率、乳蛋白率和乳糖率、NDF和ADF。添加富馬酸亞鐵和適量高銅，可降低仔豬腹瀉率，防止斷奶仔豬因缺鐵引起的貧血、機(jī)體抵抗力下降等疾病。富馬酸二甲酯是高效、低毒、低成本新型飼料防霉劑，對食品中常見的黃曲霉、黑曲霉、青霉、交鏈抱霉、串珠鐮刀菌、白地霉等有明顯抑制效率，性能優(yōu)于丙酸鈣。延胡索酸二鈉可顯著降低CH4/總產(chǎn)氣量、CH4/總揮發(fā)性脂肪酸和丙酸，并降低氨化稻草的乙酸/丙酸乙酸和丁酸產(chǎn)量。

（六）山梨酸類

添加山梨酸，可提高粗蛋白質(zhì)含量，0.15%為最佳。紫花苜蓿中添加0.1%山梨酸，可抑制好氧微生物活性，減少發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)和水溶性碳水化合物的損失，以顯著提高發(fā)酵品質(zhì)[4]。飼糧中添加0.2%山梨酸，可延長泌乳期1～7天，增加日均泌乳量及仔豬日均增重；顯著提高母豬初乳和仔豬血清中游離脂肪酸濃度、胰島素樣生長因子I濃度，降低其血清尿素氮和皮質(zhì)醇濃度。此外，山梨酸對金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、綠膿桿菌和變形桿菌等具有優(yōu)異抑制作用，且效果強(qiáng)于山梨酸鉀；在抗炎方面，效果弱于山梨酸鉀。

四、結(jié)束語

通過本次有機(jī)化學(xué)知識拓展，我們發(fā)現(xiàn)，課本中任何小知識點(diǎn)都能在生活中找到廣泛的應(yīng)用。然而，課本著重講述的是羧酸化學(xué)性質(zhì)與重要反應(yīng)這些基礎(chǔ)知識；對于實(shí)際生活中應(yīng)用，通常僅寥寥幾筆甚至找不到相關(guān)內(nèi)容。其實(shí)這忽視了對本科生開拓思維和學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，不利于本科生自主學(xué)習(xí)。以這種課外拓展方式講授有機(jī)化學(xué)課程，學(xué)生們在掌握基礎(chǔ)知識同時，延伸了認(rèn)知領(lǐng)域，從而有利于激發(fā)同學(xué)們的求知欲望和探索新事物的熱情。

參考文獻(xiàn)

[1]范石軍.飼料中濫用抗生素危害多多[J].河北畜牧獸醫(yī)，2002（08）：36.

[2]張翠，王昕陟，齊愛嶺.二甲酸鉀對斷奶仔豬生長性能和免疫指標(biāo)的影響[J].畜牧與獸醫(yī)，2011（02）：43-46.

[3]王聰，黃應(yīng)祥，劉強(qiáng)，等.丙酸鈣對泌乳早期奶牛泌乳性能和代謝產(chǎn)物的影響[J].中國獸醫(yī)學(xué)報(bào)，2009（10）：1338-1343.

[4]林麗芳.添加山梨酸、乙醇對紫花苜蓿和白三葉發(fā)酵品質(zhì)的影響[D].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.