日糧中添加有機(jī)酸對(duì)豬消化道的影響(綜述)

付亞楠

摘? 要：動(dòng)物的生產(chǎn)力取決于它們對(duì)養(yǎng)分的利用情況，如果一切順利，動(dòng)物就會(huì)加速增長(zhǎng)，成本飼料比降低。公眾擔(dān)心食用飼喂抗生素生長(zhǎng)促進(jìn)劑的豬會(huì)生產(chǎn)出帶有抗生素殘留的肉，這為使用其他飼料添加劑如中草藥及其制品、益生菌和益生元等鋪平了道路。有許多飼料添加劑為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)而大量流行，其中一個(gè)經(jīng)典的案例是有機(jī)酸以及有機(jī)酸鹽的使用。有機(jī)酸的使用已經(jīng)持續(xù)了四十多年。早期斷奶仔豬（3～4周齡）面臨著采食量減少的應(yīng)激，甚至導(dǎo)致體重幾乎無(wú)增加。仔豬在斷奶后出現(xiàn)的這種生長(zhǎng)停滯是由于其消化和吸收能力有限所致，也是鹽酸和胰腺酶分泌不足以及日糧一致性和采食量的突然變化帶來(lái)的結(jié)果。研究表明利用弱有機(jī)酸來(lái)降低日糧pH可以克服這些問(wèn)題。有機(jī)酸的主要活性與降低胃內(nèi)容物pH有關(guān)，其可將胃蛋白酶原轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谢钚缘牡鞍酌?，以進(jìn)行有效的蛋白質(zhì)水解。有機(jī)酸既能抑菌又能殺菌。據(jù)報(bào)道，乳酸可以降低胃內(nèi)容物的pH，并延緩產(chǎn)腸毒素性大腸桿菌的增殖。這些酸性物質(zhì)是克雷伯氏菌循環(huán)的中間產(chǎn)物，它們作為消化道上皮細(xì)胞的能量來(lái)源，可以防止糖異生和脂解作用引起的組織降解。有機(jī)酸可盡量減少添加的礦物質(zhì)和氮的排泄量，這是因?yàn)橛袡C(jī)酸會(huì)與礦物質(zhì)形成復(fù)合物，提高它們的生物利用率。大腸中的日糧纖維經(jīng)微生物發(fā)酵會(huì)生成乙酸、丙酸和正丁酸等短鏈脂肪酸，它們能夠促進(jìn)消化道上皮細(xì)胞的增殖，且對(duì)豬胰腺的內(nèi)分泌和外分泌產(chǎn)生刺激作用。有機(jī)酸還可以提高豬的表觀總消化道消化率，并改善動(dòng)物的生長(zhǎng)性能。綜上，有機(jī)酸及有機(jī)酸鹽可以提高豬尤其是斷奶仔豬的蛋白質(zhì)利用率，同時(shí)提高生產(chǎn)指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：螯合;高生產(chǎn)力;有機(jī)酸;抑制病原菌;蛋白質(zhì)利用;豬

中圖分類號(hào)：S816.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C 文章編號(hào)：1001-0769（2019）02-0016-03

哺乳仔豬基礎(chǔ)母乳供應(yīng)減少，同時(shí)開(kāi)始向固態(tài)的教槽料過(guò)渡時(shí)，其消化生理的改變需要在不同飼料添加劑的干預(yù)下才能獲得養(yǎng)分的最大利用率。仔豬斷奶前和斷奶后的胃腸道機(jī)能紊亂會(huì)給生豬養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。仔豬斷奶過(guò)渡期是一個(gè)非常復(fù)雜的時(shí)期，此時(shí)仔豬面臨著與母豬突然分離、在新環(huán)境下與其他窩內(nèi)的仔豬混群、從采食極易消化的母乳轉(zhuǎn)向采食不易消化的固態(tài)日糧等應(yīng)激。當(dāng)新生仔豬在出生后第10天開(kāi)始飼喂固態(tài)教槽料時(shí)，這種情況一直都不變。斷奶將會(huì)提高這些未成熟動(dòng)物的應(yīng)激水平。

據(jù)報(bào)道，50%的哺乳仔豬在斷奶后24 h內(nèi)能采食它們一生中的首個(gè)粉料，10%的仔豬在斷奶后48 h內(nèi)不采食飼料。仔豬體內(nèi)的能量?jī)H能維持?jǐn)嗄毯? d，且需要經(jīng)歷8 d～14 d的時(shí)間才能恢復(fù)到它們斷奶前的能量攝入水平。

加強(qiáng)生豬養(yǎng)殖為獲得更好的生產(chǎn)性能鋪平了道路，這導(dǎo)致仔豬的哺乳期從一般的6周齡縮短到3～4周齡，以便能夠最大限度地提高母豬的年生產(chǎn)力。仔豬早期斷奶的復(fù)雜化會(huì)導(dǎo)致其在斷奶后發(fā)生腹瀉，這會(huì)引起仔豬生長(zhǎng)發(fā)育遲緩以及死亡率提高。為了防止仔豬出現(xiàn)腹瀉并改善它們的生長(zhǎng)性能，預(yù)防性劑量的抗菌飼料添加劑（抗生素及抗生素類生長(zhǎng)促進(jìn)劑）正在被添加到斷奶仔豬以及生長(zhǎng)豬的日糧中?？股卦趧?dòng)物生產(chǎn)中的使用已經(jīng)超過(guò)了50年?？股仫曃挂呀?jīng)取得了極大的成功，并且已經(jīng)成為制定所有家畜營(yíng)養(yǎng)策略的重要組成部分。已有文獻(xiàn)記錄證明，用抗生素飼喂豬可以使其體重增加3.3%～8%，同時(shí)飼料轉(zhuǎn)化率提高大約3%。近年來(lái)，公眾開(kāi)始擔(dān)心使用抗生素產(chǎn)生的耐藥性菌株以及動(dòng)物產(chǎn)品中的抗生素殘留問(wèn)題，這些情況促使人們尋求控制仔豬腹瀉且對(duì)人類健康無(wú)害的替代方法。

人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到應(yīng)該禁止使用抗生素，以避免肉制品中的抗生素殘留以及細(xì)菌產(chǎn)生抗生素交叉耐藥性的風(fēng)險(xiǎn)。

為防止細(xì)菌產(chǎn)生抗生素耐藥性，像其他的飼料添加劑一樣，發(fā)酵的液體飼料（Fermented Liquid Feed，F(xiàn)LF）已被提出作為替代品。FLF不僅可以降低豬胃內(nèi)容物的pH，還可以同時(shí)提供日糧與飲水，這可能會(huì)使哺乳仔豬更輕松地從母乳過(guò)渡到固態(tài)飼料。

將飼料與飲水或者食品或酒精生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)物一起孵育就可產(chǎn)生FLF。在孵育期間，發(fā)酵微生物會(huì)產(chǎn)生不同的有機(jī)酸，主要是可以降低豬腸道內(nèi)容物pH的乳酸和乙酸。由于FLF具有益生菌的特性，其被證實(shí)效果好于有機(jī)酸。用乳酸菌充分發(fā)酵飼料是一種生產(chǎn)有機(jī)酸的非常經(jīng)濟(jì)的方法。

有機(jī)酸既可以抑菌也可以殺菌，這些作用取決于它們的添加水平。這些酸性物質(zhì)可以與其他飼料添加劑一起有效地使用。

研究人員已經(jīng)利用剛斷奶的仔豬對(duì)其他許多飼料添加劑如有機(jī)酸、硫酸銅、氧化鋅、益生菌、益生元和中草藥進(jìn)行了研究。Partanen和Morz Z報(bào)道，在日糧中添加有機(jī)酸可以提高豬的生長(zhǎng)性能以及調(diào)節(jié)其腸道微生物區(qū)系組成。Thompson等報(bào)道，乳酸可以降低胃內(nèi)容物的pH，并能夠延緩產(chǎn)腸毒素性大腸桿菌的增殖。Tsiloyiannis指出，與其他有機(jī)酸相比，乳酸能更有效地提高豬的生長(zhǎng)性能。

當(dāng)仔豬在3～4周齡進(jìn)行早期斷奶時(shí)，它們將面臨營(yíng)養(yǎng)與環(huán)境的雙重應(yīng)激，這通常會(huì)導(dǎo)致其采食量減少以及幾乎不增重，在某些情況下還會(huì)引起腹瀉、發(fā)病甚至死亡。仔豬在斷奶后出現(xiàn)的這種生長(zhǎng)停滯是消化和吸收能力有限引起的，這是因?yàn)辂}酸和胰腺酶分泌不足以及日糧形態(tài)一致性和采食量突然發(fā)生變化。在這一階段，仔豬的免疫力也處于較低的水平，這是由于通過(guò)母乳獲得的被動(dòng)免疫能力突然下降，而主動(dòng)免疫能力才剛剛開(kāi)始產(chǎn)生。據(jù)報(bào)道，通過(guò)弱有機(jī)酸如檸檬酸、甲酸、富馬酸、乳酸或丙酸來(lái)降低日糧的pH有助于克服斷奶后仔豬生長(zhǎng)停滯期所帶來(lái)的問(wèn)題。

酸化飼料或者水的應(yīng)用開(kāi)始于1968年，當(dāng)時(shí)在斷奶仔豬的飲水中添加了0.8%的乳酸，根據(jù)報(bào)道仔豬的生長(zhǎng)性能和飼料利用率得到了顯著改善，并伴隨著十二指腸和空腸中溶血大腸桿菌數(shù)量的減少。早前的報(bào)道證實(shí)，添加有機(jī)酸或者酸化劑，對(duì)斷奶仔豬的生長(zhǎng)性能有積極影響。在當(dāng)前的語(yǔ)境中，有機(jī)酸是指純酸，而酸化劑包含了有機(jī)酸鹽。

腸道內(nèi)的低pH環(huán)境在很多方面對(duì)動(dòng)物是有益的。它會(huì)提高胃蛋白酶的活性，從而提高蛋白質(zhì)的利用率，這對(duì)養(yǎng)豬業(yè)的環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)效益都有好處。對(duì)于仔豬而言，低pH環(huán)境可以通過(guò)改變小腸絨毛高度和隱窩深度來(lái)提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收率。這種現(xiàn)象可以解釋為，乳汁（酪蛋白）中的蛋白質(zhì)需要在豬胃液pH為4時(shí)才凝結(jié)和沉淀，并達(dá)到98%左右的最大消化率。但是蔬菜和魚(yú)類中蛋白的情況則不同，pH為2～3.5時(shí)胃蛋白酶才可達(dá)到最大效率，而這個(gè)pH只有使用有機(jī)酸才能達(dá)到。

雖然有機(jī)酸添加劑最初的使用對(duì)象是斷奶仔豬，但是越來(lái)越多的證據(jù)表明飼料的酸化可能也有益于育肥豬的健康和生產(chǎn)。向育肥豬的日糧中添加有機(jī)酸可以提高它們對(duì)蛋白質(zhì)和氨基酸的表觀回腸消化率，同時(shí)還能促進(jìn)礦物質(zhì)的吸收。這不僅有助于改善育肥豬的生產(chǎn)性能，還可以減少氮和磷的排放以及減輕環(huán)境污染。有機(jī)酸也被稱為有效的防腐劑，它可以保護(hù)儲(chǔ)存的飼料，使其免于有害細(xì)菌或真菌的生長(zhǎng)，而飼料質(zhì)量長(zhǎng)時(shí)間得到改善可能會(huì)進(jìn)一步提高豬的生產(chǎn)性能。向儲(chǔ)存飼料添加酸化劑的主要作用是降低飼料的pH。

本綜述的目的是評(píng)價(jià)日糧添加有機(jī)酸對(duì)斷奶仔豬、生長(zhǎng)豬和繁殖母豬的作用，如在生長(zhǎng)速度、采食量及飼料利用率等方面的生產(chǎn)性能。此外，我們還將對(duì)斷奶仔豬、生長(zhǎng)豬和繁殖母豬對(duì)有機(jī)酸產(chǎn)生不同反應(yīng)的原因和潛在的作用方式展開(kāi)討論。

1? 有機(jī)酸的作用方式

像抗生素一樣，有機(jī)酸也具有抗菌活性。這類酸可以穿透細(xì)菌的細(xì)胞壁，并破壞它們正常的生理功能，這些細(xì)菌包括沙門氏菌、大腸桿菌、梭狀芽孢桿菌、李斯特菌等。因此，在喂給有機(jī)酸后，動(dòng)物腸道中的某些正常細(xì)菌以及一些致病菌的數(shù)量會(huì)減少。有機(jī)酸可以通過(guò)減少微生物與豬競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、降低豬暴發(fā)亞臨床感染的風(fēng)險(xiǎn)、減少腸道免疫反應(yīng)以及降低有害的細(xì)菌性化合物產(chǎn)量來(lái)提高豬的整體生產(chǎn)性能。總而言之，有機(jī)酸可以降低豬胃內(nèi)容物的pH、將無(wú)活性的胃蛋白酶原轉(zhuǎn)化為有活性的胃蛋白酶，并且抑制致病菌的增殖。同時(shí)作為胃腸道的一種能量來(lái)源，有機(jī)酸有助于胃內(nèi)容物的排空，并以此來(lái)增加內(nèi)源性酶的分泌。它們還可以螯合礦物質(zhì)，這部分將在下文進(jìn)行闡述。

1.1 降低胃內(nèi)容物的pH

有機(jī)酸在家禽中的主要作用是抗菌，對(duì)豬而言，它的關(guān)鍵作用是降低胃內(nèi)容物的pH。豬的蛋白質(zhì)消化開(kāi)始于胃和胃蛋白酶的作用，胃蛋白酶作為酶前體——胃蛋白酶原——由胃黏膜分泌。在pH為2.0時(shí)，胃蛋白酶原能夠快速地轉(zhuǎn)化為胃蛋白酶，而在pH為5.0～6.0時(shí)胃蛋白酶原的轉(zhuǎn)化速度較慢。反過(guò)來(lái)說(shuō)，胃蛋白酶在酸性環(huán)境下即pH為2.0～3.5時(shí)作用效率最高，當(dāng)環(huán)境的pH高于這一水平時(shí)其活性會(huì)迅速下降。胃內(nèi)碳水化合物的水解是在唾液淀粉酶的作用下發(fā)生的，與胃蛋白酶相反，唾液淀粉酶在pH降至3.5時(shí)失去活性。

哺乳仔豬的胃很少分泌酸，酸的主要來(lái)源是母乳中的乳糖經(jīng)細(xì)菌發(fā)酵后產(chǎn)生的乳酸。胃中高水平的乳酸往往會(huì)抑制HCl的分泌。哺乳仔豬采食固態(tài)飼料會(huì)降低胃中乳酸的水平，刺激HCl的產(chǎn)生。但實(shí)際上，哺乳仔豬的教槽料采食量在4周齡前都很低且不確定。斷奶時(shí)，在酸分泌量少、缺乏乳糖底物以及以不常見(jiàn)的間隔大量采食的結(jié)合下會(huì)導(dǎo)致pH升高，通常會(huì)超過(guò)5.0，并可以維持?jǐn)?shù)天。飼料的高結(jié)酸力或高緩沖能力有助于進(jìn)一步提高胃內(nèi)容物的pH。在開(kāi)食料中添加乳清或乳糖可以持續(xù)確保細(xì)菌發(fā)酵和乳酸的產(chǎn)生。與哺乳仔豬相比，斷奶仔豬的胃分泌HCl的能力發(fā)展更加迅速。據(jù)報(bào)道，在日糧中添加1%的檸檬酸可使胃內(nèi)容物的pH從4.6降至3.5;在日糧中添加0.7%的富馬酸，可使胃內(nèi)容物的pH從4.6降至4.2。另一方面，在體內(nèi)試驗(yàn)中，有些有機(jī)酸如鹽酸或磷酸（兩者都可以降低胃內(nèi)pH）不會(huì)提高豬的生長(zhǎng)速度或飼料轉(zhuǎn)化率。

降低剛斷奶仔豬日糧的酸結(jié)合能力有助于仔豬在斷奶時(shí)輕易地從母乳過(guò)渡到采食固態(tài)日糧。提高仔豬斷奶后胃內(nèi)容物的pH會(huì)降低飼料的消化率，這些未消化的飼料將會(huì)在后腸發(fā)酵，并可能會(huì)引起腹瀉。胃內(nèi)容物的高pH也有助于病原菌的存活，并使它們有更大的機(jī)會(huì)在消化道中定植。

（待續(xù)）