酸化劑在生豬養(yǎng)殖中的應(yīng)用

奚玉蓮， 黃金華#， 寧國信， 饒時庭， 虞霖田， 梁珠民*

（1.廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧530007；2.廣西壯族自治區(qū)糧油食品屯里豬場，廣西南寧 530024）

生豬養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益依賴于豬的健康、生長速度以及飼料報酬率?？股卦趧游锷a(chǎn)中已經(jīng)使用了50多年，在預(yù)防治療疾病以及提高豬只生長速度方面取得了很好的效果。然而不規(guī)范的使用抗生素帶來的細(xì)菌耐藥性、污染環(huán)境、抗生素殘留等問題日益凸顯。因此，尋找綠色、安全、有效的抗生素替代物成為眾多專家學(xué)者的研究熱點。目前，益生菌、抗菌肽、植物提取物、酸化劑、寡糖、酶制劑、溶菌酶、噬菌體等已被證實可以提高豬的免疫力以及促進(jìn)豬的生長（姚蒙蒙等，2019）。其中酸化劑是具有高效、環(huán)保、無殘留、促成長、抑菌等功能的飼料添加劑，極具使用和研究價值。酸化劑補(bǔ)充最初是針對斷奶仔豬的，因為斷奶仔豬面臨著飲食變化、環(huán)境變化、母子分離等壓力，會產(chǎn)生比較大的應(yīng)激。早期斷奶還會引起腹瀉，從而導(dǎo)致生長遲緩，死亡率增加（Aumaitre 等，1995）。 Briefings（2001）等研究發(fā)現(xiàn)，50%的斷奶仔豬在斷奶后24 h內(nèi)首次進(jìn)食，10%的仔豬在斷奶后48 h內(nèi)才進(jìn)食。因此，斷奶后3 d只能維持所需的能量，仔豬需要8～14 d才能恢復(fù)其斷奶前能量攝入水平（Le等，2000）。斷奶前后的胃腸道紊亂導(dǎo)致的斷奶仔豬生長發(fā)育滯后給養(yǎng)豬業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此需要不同飼料添加劑的干預(yù)才能最大程度地利用營養(yǎng)。仔豬斷奶后體重停滯期是由于鹽酸、胰酶的產(chǎn)生不足以及更換飼料而導(dǎo)致的消化吸收能力不足的結(jié)果 （Aumaitre等，1995；Cranwell，1985）。 斷奶以后，仔豬通過母體初乳獲得的被動免疫力大大降低，而主動免疫力才剛剛開始發(fā)展，因而免疫力較低（Missotten，2010）。 據(jù)報道，通過弱有機(jī)酸（例如檸檬酸、甲酸、富馬酸、乳酸或丙酸）降低飲食中的pH有助于解決斷奶后發(fā)育滯后期的問題 （Henry等，1985；Falkowski等，1984）。已有研究證明，酸化劑對斷奶仔豬、育肥豬和早熟母豬都有潛在的促生長作用。

1 酸化劑的種類

1.1 無機(jī)酸化劑 用作飼料添加劑的無機(jī)酸主要為硫酸、鹽酸和磷酸。硫酸和鹽酸是強(qiáng)酸，腐蝕性較強(qiáng)，容易損壞設(shè)備以及威脅人畜安全，因此在生產(chǎn)過程中應(yīng)用較少。磷酸是弱酸，既可作為酸化劑也可以為豬提供磷源，并且成本較低，因此應(yīng)用更廣泛。

1.2 有機(jī)酸化劑 有機(jī)酸是一種弱短鏈酸，在自然界中分布廣泛，是植物和動物組織的天然成分。有些是由腸道中的碳水化合物發(fā)酵形成，而另一些是在中間代謝過程中形成（Partanen等，1999）。因此，有機(jī)酸化劑能直接進(jìn)入體內(nèi)三羧酸循環(huán)，是防止糖異生和脂解引起的組織破壞的能量來源，在提高豬生長性能和預(yù)防疾病方面有較好的功效。而且許多有機(jī)酸以鹽的形式存在，由于其是固體的，揮發(fā)性少，腐蝕性低，所以更容易在飼料中添加使用。常見的有機(jī)酸化劑有甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、山梨酸、延胡索酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸等（吳劍平等，2009）。

1.3 復(fù)合酸化劑 復(fù)合酸化劑是利用特定的幾種有機(jī)酸和無機(jī)酸進(jìn)行復(fù)合，具有協(xié)同作用，可以克服單一酸化劑的缺陷，性價比更高，應(yīng)用更廣，是目前酸化劑發(fā)展的趨勢。復(fù)合型酸化劑一般表現(xiàn)為粉末性狀，添加量為1.0～1.5 kg／t飼料（劉勝軍等，2003）。

2 酸化劑的作用機(jī)理

2.1 降低胃腸道的pH，提高消化酶的活性 酸化劑可降低胃腸道的pH，低pH環(huán)境可以提高胃蛋白酶的活性、蛋白質(zhì)的利用率及飼料利用率。有機(jī)酸能將不活躍的胃蛋白酶原轉(zhuǎn)化為活躍的胃蛋白酶，抑制致病菌的增殖，也可作為胃腸道的能量來源，幫助胃排空以提高內(nèi)源性酶的分泌，并螯合礦物質(zhì)，促進(jìn)礦物質(zhì)的吸收利用 （Bosi等，1999；Ravindran等，1993）。腸道酸化還可刺激胰液和膽汁分泌（Harada等，1988）。甲酸對胰腺外分泌的影響最大，其次是乳酸、丙酮酸、乙酸、丁酸和丙酸。低pH還通過改變仔豬小腸絨毛的高度和深度來增加營養(yǎng)物質(zhì)的消化率。雖然酸化劑補(bǔ)充最初是針對斷奶仔豬，但越來越多的研究表明，飲食酸化也可能有利于肥育豬生長。

2.2 抑制致病菌，改善胃腸道微生物菌群 很多有機(jī)酸具有較強(qiáng)的殺菌性能，因此剛開始是被當(dāng)做防腐劑使用的，用來保護(hù)儲存的飼料不受有害細(xì)菌或真菌生長的影響。因為大多數(shù)有害菌適宜pH是中性偏堿，而益生菌是喜歡偏酸，所以通過降低pH提高飼料酸度可以抑制有害菌的繁殖。非離子化有機(jī)酸可以穿透細(xì)菌細(xì)胞，破壞細(xì)菌的正常生理功能，包括沙門氏菌、大腸桿菌、梭菌、李斯特菌和一些大腸菌（Lambert等，1999）。高解離常數(shù)（pKa）值的有機(jī)酸防腐效果更好，其抗菌活性一般隨著碳鏈長度和不飽和程度的增加而提高（Cherrington 等，1991）。 Fuller （1997）研究發(fā)現(xiàn)，胃內(nèi)酸性條件有利于乳酸菌的生長，通過阻斷黏附位點或產(chǎn)生乳酸及其代謝物來抑制大腸桿菌的定植和增殖，從而抑制病原體。不同的有機(jī)酸對微生物有不同程度的抑制作用。Thompson等（1981）的研究結(jié)果顯示，乳酸通過降低胃的pH來延緩產(chǎn)腸毒素大腸桿菌的增殖，并且在改善豬的性能方面比其他有機(jī)酸更有效。李楠等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，山梨酸對金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、綠膿桿菌、大腸桿菌和變形桿菌等均具有良好的抑菌效果。張嚴(yán)等（2018）研究顯示，苯甲酸、檸檬酸、山梨酸、蘋果酸和富馬酸對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均有一定的抑制作用。

2.3 提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化率 有機(jī)酸已被證明能提高豬的日糧消化率和營養(yǎng)吸收率。仔豬攝入有機(jī)酸時，胃pH會較低，導(dǎo)致胃蛋白酶活性增加，飼料蛋白質(zhì)消化率更高 （Risley等，1992；Bolduan 等，1988a；Thomlinson 等，1981）。 有機(jī)酸本身可以刺激內(nèi)分泌和胰腺外分泌。腸道酸化增加了血清分泌的含量，從而刺激外分泌胰腺和膽汁的分泌（吳劍平等，2009）。Thaela 等（1998）研究發(fā)現(xiàn)，在斷奶仔豬日糧中添加2.5%乳酸，可增加胰液的體積和蛋白質(zhì)含量，增加胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的分泌。有機(jī)酸是三羧酸的中間產(chǎn)物，亦是能量來源，從而在豬腸道中有助于防止組織分解造成的糖異生和脂肪分解 （Giesting等，1985）。據(jù)報道，有機(jī)酸的促生長作用與其能量值有關(guān)（Ravindran 等 1993）。 Kirchegessner 和 Roth（1982）提出，豬可以利用富馬酸作為能量來源，其效率與葡萄糖相當(dāng)。Blank等（1999）報道，富馬酸作為一種現(xiàn)成的能源還可能具有對小腸黏膜具有營養(yǎng)作用，可促進(jìn)斷奶后仔豬胃腸上皮細(xì)胞恢復(fù)，從而導(dǎo)致小腸吸收面和吸收能力增加。

2.4 促進(jìn)礦物質(zhì)和維生素的吸收 酸化劑可酸化胃腸環(huán)境，促進(jìn)機(jī)體對礦物質(zhì)和維生素的吸收。礦物質(zhì)大部分易溶于酸，有機(jī)酸陰離子可以與鈣、磷、鎂、鋅等元素絡(luò)合，促進(jìn)這些礦物質(zhì)的消化，減少礦物質(zhì)和氮磷的排泄，減少環(huán)境污染。Kirchegessner等（1982）報道，添加富馬酸可以改善鈣、磷和鋅的表觀吸收和保留。影響礦物質(zhì)吸收的主要因素是飲食中固有的或微生物中植酸酶的數(shù)量 （Rutherfurd等，2012）。這種酶能夠降解植酸，從而釋放無機(jī)磷，提高植酸的生物利用率。有機(jī)酸已被證明可以改善植酸酶的性能，促進(jìn)動物機(jī)體更好地吸收磷，從而降低排泄量和對環(huán)境的污染（吳劍平等，2009）。腸道pH的降低有利于磷的溶解，有報道稱，微生物植酸酶在pH較低時更活躍，因此有機(jī)酸的添加可間接地促進(jìn)磷的吸收（Liem 等 ，2008；Jongbloed 等 ，2000；Jongbloed，1987）。Boling等（2000）認(rèn)為，檸檬酸通過競爭性螯合鈣，可以促進(jìn)不溶性鈣-植酸復(fù)合物的形成，從而提高植酸磷的利用率。

2.5 提高機(jī)體抗應(yīng)激能力 延胡索酸是三羧酸循環(huán)順利進(jìn)行的必需組分，參與著一系列關(guān)鍵的反應(yīng)，在應(yīng)激狀態(tài)下可用于ATP的緊急合成，提高機(jī)體的抵抗力，增強(qiáng)機(jī)體的抗應(yīng)激能力，減少死亡率和發(fā)病率。Ravindran 和 Kornegay（1993）報道稱，其在對仔豬生長不利的條件下，例如在環(huán)境變化和更換飼料過程中，可以獲得更好的適應(yīng)能力，減緩應(yīng)激。李建平等（2009）發(fā)現(xiàn)，飼料中加入檸檬酸能明顯增強(qiáng)斷奶仔豬清除自由基以及抗氧化的速度。

2.6 提高適口性 酸化劑可以掩蓋某些不良?xì)馕叮岣唢暳线m口性。還可以刺激味蕾，促進(jìn)豬分泌更多的消化液，提高消化率和采食量。

3 酸化劑在豬上的應(yīng)用效果

酸化劑可提高豬生長性能、免疫力和飼料利用率等。在飲用水中添加0.8%的乳酸，斷奶仔豬的生長反應(yīng)和飼料效率隨著大腸桿菌數(shù)量的減少而得到了顯著改善 （Cole等，1968）。Partanen和Morz（1999）報道稱，在飼料中添加有機(jī)酸可以提高豬生長性能，調(diào)節(jié)腸道菌群。根據(jù)報道，乳酸可以降低胃的pH，延緩產(chǎn)腸毒素大腸桿菌的增殖，并且在改善豬生長性能方面比其他有機(jī)酸更有效（Tsiloyiannis等，2001；Thompson 等，1981）。 Walsh（2003）研究顯示，添加有機(jī)和無機(jī)酸有利于斷奶仔豬生長發(fā)育，減少胃腸有害菌。Franco等（2004）研究了有機(jī)酸組合對仔豬消化道微生物密度和消化道總消化率的影響，發(fā)現(xiàn)有機(jī)酸組合改變了胃和腸道的微生物群，提高了仔豬對日糧的消化能力，其中甲酸與乳酸或反丁烯二酸的組合可以明顯提高日糧利用率。通過添加有機(jī)酸，被證實可以提高育肥豬對飼料中蛋白質(zhì)和氨基酸的消化率和礦物質(zhì)的吸收率 （Mroz等，1997；Mosenthin等，1992）。胡光超等（2017）研究表明，飼料中添加 3 g／kg酸化劑復(fù)方制劑，可降低哺乳母豬的子宮炎發(fā)生率，同時使母豬便秘發(fā)生率降低59．17%。Kluge等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，在飼糧中添加 2%苯甲酸可以提高哺乳母豬對營養(yǎng)物質(zhì)的利用率。Devi等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加酸化劑可以影響哺乳母豬飼料利用率，改善腸道微生物區(qū)系。

4 影響酸化劑發(fā)揮效果的因素

4.1 酸化劑的種類和添加濃度 不同的酸化劑理化性質(zhì)不同，造成使用效果有差異，復(fù)合酸的使用效果優(yōu)于單一酸，不同組合的復(fù)合酸使用效果也不同。延胡索酸在應(yīng)激狀態(tài)下可用于ATP的緊急合成，加快適應(yīng)過程。山梨酸對金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、綠膿桿菌、大腸桿菌和變形桿菌等均具有良好地抑菌效果（李楠等，2012）。檸檬酸能明顯增強(qiáng)斷奶仔豬清除自由基以及抗氧化的速度（李建平等，2009）。乳酸在改善豬生長性能方面比其他有機(jī)酸更有效。革蘭氏陰性菌對碳鏈少于8個碳原子的酸敏感，而革蘭氏陽性菌對碳鏈較長的酸敏感（吳劍平等，2009）。李運虎等（2019）研究發(fā)現(xiàn)，添加1.0%檸檬酸在斷奶仔豬日糧中的作用效果稍優(yōu)于添加0.7%幼添寶。甲酸對胰腺外分泌的影響最大，其次是乳酸、丙酮酸、乙酸、丁酸和丙酸。 Franco等（2004）研究甲酸（FO)與乳酸或反丁烯二酸不同組合對斷奶仔豬胃腸內(nèi)微生物及消化率的影響發(fā)現(xiàn)，甲酸、乳酸組合更有利于斷奶仔豬的生長。同一酸化劑不同添加濃度產(chǎn)生的效果也不同。濃度過高，飼料太酸，對設(shè)備以及動物胃腸道的腐蝕性增加；濃度過低，胃腸pH達(dá)不到要求，飼養(yǎng)效果不明顯。因此在生產(chǎn)過程中應(yīng)注意濃度的添加。

4.2 日糧的成分 日糧中不同的組分對酸化劑的結(jié)合能力不同。飼料中酸化劑的效果很大程度上會被飼料原料的酸結(jié)合力所影響 （劉虎和方熱軍，2015）。飼料酸結(jié)合能力越強(qiáng)，酸化劑能在胃腸道內(nèi)發(fā)揮的作用就越大，因此日糧組分不同，需要酸化劑的添加量也不同，例如谷物的酸結(jié)合力較弱，如果日糧中谷物含量高則需加大酸化劑的添加量（亢濤和趙勝軍，2019）。

4.3 豬的生長發(fā)育階段 雖然已有研究證明酸化劑對斷奶仔豬、育肥豬和早熟母豬都有潛在的促生長作用，但是斷奶仔豬的添加效果明顯比成年豬好，因為斷奶仔豬消化機(jī)能較差，胃腸發(fā)育尚未健全，又面臨環(huán)境和飲食突然改變的壓力，所以添加酸化劑補(bǔ)充可以解決仔豬消化酶分泌不足的問題，提高其消化能力，增強(qiáng)抗病力。而成年豬身體各項機(jī)能已經(jīng)趨向完善，消化機(jī)能和免疫機(jī)能健全，因此添加酸化劑效果不如仔豬明顯。

4.4 酸化劑與其他添加劑的協(xié)同作用 研究發(fā)現(xiàn)酸化劑可以與植物提取物、抗生素、益生菌、酶制劑等產(chǎn)生協(xié)同作用。通常有機(jī)酸與其他天然產(chǎn)物如精油結(jié)合，可以協(xié)同作用來對抗致病菌。張繼忠（201）研究發(fā)現(xiàn)，0.1%甘露寡糖和 1%復(fù)合酸化劑組合使用，能改善八眉豬斷奶仔豬生長性能，降低腹瀉率，提高經(jīng)濟(jì)效益。酸化劑與其他添加劑一起使用更有利于豬生長性能的發(fā)揮，但與其他添加劑的協(xié)同作用還有待于繼續(xù)開發(fā)研究。

5 總結(jié)

酸化劑被用作飼料添加劑已經(jīng)有幾十年的歷史。酸化劑可以降低胃腸pH，提高消化酶活性，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用，增強(qiáng)機(jī)體抗應(yīng)激能力，并且可以抑制致病菌的增殖，已被證明是斷奶仔豬、育肥豬和早熟母豬的潛在生長促進(jìn)劑。酸化劑具有高效、安全等優(yōu)點，但是效果不穩(wěn)定，研究表明使用包被酸化劑效果比無包被效果好，酸化劑組合使用效果比單一使用效果好，但是選擇哪幾種酸化劑組合更有利于豬的生長發(fā)育還有待繼續(xù)研究。另外，酸化劑與某些添加劑具有協(xié)同作用，但具體添加劑的種類及添加量也還需進(jìn)一步研究。