有機(jī)酸在飼料中的應(yīng)用

盧艷敏 劉海鵬

（衡水學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院 河北 衡水 053000）

抗生素作為促生長飼料添加劑在動物養(yǎng)殖中發(fā)揮了極其重要的作用，極大地促進(jìn)了畜牧業(yè)的發(fā)展。但由于抗生素的濫用，導(dǎo)致細(xì)菌的耐藥性、藥物殘留、動物免疫力下降等問題日益嚴(yán)重，給環(huán)境、人類健康和動物養(yǎng)殖業(yè)造成了嚴(yán)重的威脅，且隨著人們消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變，對食品的要求越來越高，因此，許多國家和地區(qū)都已禁止抗生素作為飼料添加劑。廣大科研工作者致力于研究和開發(fā)綠色飼料添加劑來替代抗生素。有機(jī)酸可以通過降低胃腸道pH值，抑制有害微生物繁殖，促進(jìn)有益菌的增殖；提高消化酶活性和營養(yǎng)物質(zhì)的消化率；可以改善動物生長性能，增強(qiáng)免疫力；因此有機(jī)酸作為抗生素的替代物受到廣泛的重視。

1 有機(jī)酸概述

有機(jī)酸是指一些具有酸性的有機(jī)化合物，廣泛分布于自然界，是動物組織和中草藥的天然成分。最常見的有機(jī)酸是羧酸，其酸性來源于羧基(-COOH)，可分為單一酸和復(fù)合酸(2種或2種以上的有機(jī)酸復(fù)合而成)。有機(jī)酸包括檸檬酸、延胡索酸(富馬酸)、乳酸、甲酸(蟻酸)、山梨酸等，其中使用較廣泛的是檸檬酸、延胡索酸。市場上許多有機(jī)酸是以鹽的形式存在，固體，氣味小，不易揮發(fā)，腐蝕性較小，因此在飼料生產(chǎn)中使用方便。有機(jī)酸既可以去除飼料中的微生物，也可以作為飼料添加到飼料和水中。

2 有機(jī)酸的作用機(jī)制

2.1 降低胃腸道pH值，提高消化酶的活性，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化。當(dāng)動物攝入有機(jī)酸后，胃液pH值降低，導(dǎo)致胃滯留量增加，蛋白質(zhì)水解酶活性增強(qiáng)，從而使蛋白質(zhì)分子被有效地水解，有利于氨基酸的消化、吸收和存留[1]。Thaela等(1998)在斷奶仔豬日糧中添加2.5%乳酸，可以提高胰液的體積和蛋白質(zhì)含量，促進(jìn)胰蛋白酶和糜蛋白酶的分泌。然而，添加乳酸對動物腸道中碳酸氫鹽含量沒有影響。因此，刺激胰腺分泌不是由日糧和胃液pH降低引起的，而是酸的直接作用所致[2]。有機(jī)酸可以降低微生物的代謝活性，提高脂肪消化率，改善能量消化率；抑制細(xì)菌的生長，減少菌體蛋白的形成，降低氨基酸的損耗，促進(jìn)動物對氮的吸收；還可以提高植酸酶的活性，降低食糜的緩沖能力，從而促進(jìn)鈣、磷的吸收，減少其排泄量，減輕了環(huán)境污染。有機(jī)酸可以影響腸黏膜的生理機(jī)能，保證絨毛的完整性。

2.2 抑制有害菌，促進(jìn)有益菌的生長繁殖，改變胃腸道內(nèi)微生物區(qū)系。有機(jī)酸是脂溶性的，它的非解離形式是其發(fā)揮抗菌作用的基本形式。有機(jī)酸能夠被動地通過微生物細(xì)胞壁擴(kuò)散，破壞細(xì)菌的正常生理活動，有機(jī)酸一旦進(jìn)入細(xì)胞，會在更堿性的環(huán)境中釋放質(zhì)子，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)pH值的降低，抑制重要的微生物酶和營養(yǎng)運(yùn)輸系統(tǒng)的作用，從而抑制細(xì)菌的繁殖[3]。此外，酸水解產(chǎn)生的RCOO-會干擾DNA和蛋白質(zhì)的合成，使機(jī)體處于壓力之下，因而無法快速復(fù)制。

有機(jī)酸可以促進(jìn)胃中乳酸菌等有益菌的生長，抑制大腸桿菌等有害菌的生長和增殖。Knarreborg等(2002年)研究了六種有機(jī)酸對仔豬胃腸道近端大腸菌的抑菌活性，發(fā)現(xiàn)它們之間有顯著差異，抗菌活性依次為苯甲酸＞富馬酸＞乳酸＞丁酸＞甲酸＞丙酸，這些有機(jī)酸可以促進(jìn)有益菌的生長，抑制致病菌的生長，從而改變致病菌和有益菌的數(shù)量，促進(jìn)胃腸道健康[4]。有機(jī)酸及其鹽類導(dǎo)致胃液pH值降低，限制胃中病原菌的存活，進(jìn)而阻止病原菌進(jìn)入腸道。日糧中添加有機(jī)酸及其鹽類還會降低飼料的緩沖能力，從而抑制飼料原料、商品料和胃腸道中有害微生物的增殖和定植[1]。有機(jī)酸也可以作為飼料保存劑保護(hù)飼料免受細(xì)菌和真菌的破壞。

3 有機(jī)酸在雞日糧中的應(yīng)用

有機(jī)酸能抑制不耐酸細(xì)菌如大腸桿菌、沙門氏菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌等的生長，保持家禽胃腸道的健康，從而改善其生長性能[5]，有機(jī)酸可以降低胃內(nèi)pH值，提高胃蛋白酶活性，促進(jìn)蛋白質(zhì)的消化，提高氮、磷和礦物質(zhì)的消化率[6]。

肉雞日糧中添加甲酸可以顯著改善飼料轉(zhuǎn)化率，提高蛋白消化系數(shù)；降低肉雞砂囊、十二指腸、空腸、回腸的pH值，降低盲腸內(nèi)容物梭狀芽胞桿菌和沙門氏菌含量[7]。

有機(jī)酸通過降低微生物與宿主對養(yǎng)分的競爭和內(nèi)源氮的流失來提高蛋白與能量的消化率，降低亞臨床感染的發(fā)生率和免疫介質(zhì)的分泌，并且腸道酸化刺激胰蛋白酶的分泌和活性，優(yōu)化幼體動物養(yǎng)分的消化和吸收，使氨基酸更適合體內(nèi)蛋白質(zhì)的沉積，從而提高胴體的瘦肉率。Adil等(2010)研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)酸可以促進(jìn)胰液的分泌，胰液中具有高濃度的胰蛋白酶原、胰凝乳蛋白酶原A、胰凝乳蛋白酶原B、羧肽酶原A、羧肽酶原B，從而提高蛋白質(zhì)的消化率[8]。

Ghazalah等(2011年)研究發(fā)現(xiàn)，肉雞日糧中甲酸添加量為0.25%、0.5%、1%時，可以提高體增重，改善飼料轉(zhuǎn)化率，甲酸添加量在0.5%時效果最佳；可以顯著降低胃腸道不同部分的pH值，包括胃、十二指腸、空腸、回腸；日糧中添加0.5%的延胡索酸或0.5%的甲酸可以提高能量和營養(yǎng)素的消化率，包括粗蛋白、粗脂肪、粗纖維和無氮浸出[9]。Brzoska等(2013年)研究結(jié)果表明，肉仔雞日糧中有機(jī)酸(0.3%～0.9%)具有促進(jìn)生長、降低死亡率的作用[10]。Ao(2009)報道，肉雞日糧中添加2%的檸檬酸，能夠提高干物質(zhì)、粗蛋白和中性洗滌纖維的存留[11]。Hassan等(2010年)發(fā)現(xiàn)，日糧中添加有機(jī)酸混合物(富馬酸、甲酸鈣、丙酸鈣、山梨酸鉀、丁酸鈣、乳酸鈣和氫化植物油)在減少腸道大腸桿菌和沙門氏菌方面優(yōu)于抗生素生長促進(jìn)劑(恩拉霉素)[12]。將有機(jī)酸添加到飲用水中，有助于降低水體和肉雞腺胃中病原體的水平，調(diào)節(jié)腸道微生物菌群[13]。

有機(jī)酸可以刺激家禽的自然免疫反應(yīng)，鳥類免疫力的提高與有機(jī)酸對病原體的抑制作用有關(guān)[9]。日糧中添加有機(jī)酸可以改善體液免疫與淋巴免疫，Chowdhury(2008年)等研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，肉雞日糧中添加檸檬酸，能夠提高盲腸扁桃體和回腸中淋巴細(xì)胞的密度[14]，Haque等(2010年)發(fā)現(xiàn)，日糧中添加0.5%的檸檬酸，增加了淋巴器官中淋巴細(xì)胞的密度[15]。

4 有機(jī)酸在豬日糧中的應(yīng)用

日糧中添加有機(jī)酸提高了斷奶仔豬的平均日增重，效果優(yōu)于抗生素組(硫酸粘桿菌素、諾西肽和喹乙醇)；同時提高了鈣、磷和粗蛋白的消化率，且糞便中乳酸桿菌增多；增加了十二指腸、空腸絨毛高度，提高了盲腸中丁酸的濃度，結(jié)腸中戊酸的濃度[16]。

生長豬日糧中添加甲酸和檸檬酸可以顯著降低糞便中沙門氏菌的濃度，顯著增加了平均日增重[17]。斷奶仔豬日糧中添加2 g/kg的有機(jī)酸混合物(延胡索酸、乳酸、甲酸鈣、磷酸等)，能夠改善日增重和飼料轉(zhuǎn)化率，降低腹瀉率和糞便中大腸桿菌的數(shù)量[17]。有機(jī)酸還可以降低飼料的緩沖能力，抑制不良微生物在飼料原料、日糧和動物胃腸道中的增殖，改善日糧中營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。斷奶仔豬日糧中添加檸檬酸和山梨酸的混合物，改善了生產(chǎn)性能，維持了腸道健康[18]。

5 結(jié)語

有機(jī)酸作為飼料添加劑可以降低胃腸道pH值，調(diào)節(jié)腸道菌群，提高消化酶的活性，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化與吸收，提高機(jī)體的免疫力，改善飼料的適口性，促進(jìn)畜禽生長。隨著抗生素的禁用，有機(jī)酸作為抗生素的替代品受到廣泛的關(guān)注。但有機(jī)酸的效果不穩(wěn)定，成本相對較高限制了其在動物養(yǎng)殖中的應(yīng)用。因此開發(fā)和研制性能穩(wěn)定且成本較低的有機(jī)酸及其鹽類飼料添加劑，對我國畜牧業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

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