隨著對飼料及其添加劑研究的不斷深入,人們已經(jīng)逐漸認識到了某些飼料添加劑帶來的負面效應(yīng)，特別是作為飼料添加劑之一的抗生素的大量使用, 甚至濫用, 導(dǎo)致產(chǎn)生的耐藥性和殘留以及給人和動物健康帶來的危害已經(jīng)引起了廣大科研工作者和消費者的關(guān)注和憂慮[1-2]。們對抗生素替代物的研究越來越重視,人們把目光投向跟安全的措施——使用酸化劑及益生素等新型飼料添加劑。酸化劑作為高效、無污染、無殘留的促生長和抑制病原微 生物生長繁殖的飼料添加劑,符合取代抗生素作為生長促進劑的要求,是一種很具潛力的綠色環(huán)保添加劑。
1 酸化劑的概念及其分類
酸化劑, 顧名思義, 就是指能夠提高其他物質(zhì)酸性的一類物質(zhì)的總稱。
1.1 常用酸化劑的種類
目前, 國內(nèi)外應(yīng)用的酸化劑總的來說可分為單一酸化劑(包括有機酸化劑和無機酸化劑) 和復(fù)合酸化劑兩大類。
有機酸化劑
有機酸化劑主要有檸檬酸、延胡索酸、乳酸、丙酸、蘋果酸、戊酮酸、山梨酸、甲酸(蟻酸)、乙酸(醋酸)。不同的有機酸各有其特點, 但使用最廣泛的而且效果較好的是檸檬酸、延胡索酸。
無機酸化劑
無機酸包括強酸,如鹽酸、硫酸, 也包括弱酸,如磷酸。其中磷酸具有雙重作用:作日糧酸化劑, 作為磷來源。磷酸的一級離解常數(shù)Ka為7.52×10- 3。無機酸和有機酸相比,具有較強的酸性及較低的添加成本。
復(fù)合酸化劑
復(fù)合酸化劑是利用幾種特定的有機酸和無機酸復(fù)合而成, 能迅速降低pH值, 保持良好的緩沖值和生物性能及最佳添加成本。最優(yōu)化的復(fù)合體系將是飼料酸化劑發(fā)展的一種趨勢。其中異位酸(Isoaeids)是較早應(yīng)用在泌乳牛中的一種有機酸復(fù)合物。它是異戊酸、α-甲基丁酸、戊酸、異丁酸的混合物。
1.1.3.1全酸復(fù)合型酸化劑
全酸復(fù)合型酸化劑一般指那些以某一種酸作為主要有效成分，再配合一種或幾種酸來達到協(xié)同作用的復(fù)合型酸化劑全酸復(fù)合型酸化劑具有廣泛的抑菌和調(diào)菌區(qū)系，在飼料中添加量也比單一型的要少，作用效果更顯著盡管全酸復(fù)合型酸化劑在加工技術(shù)和作用性能方面要比單一型酸化劑提高很多，但隨著飼料行業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的進一步發(fā)展，這種全部由酸復(fù)配而成的酸化劑在許多方面已不能滿足行業(yè)的需求 主要是因為全酸復(fù)合型酸化劑主要以酸的形式存在，產(chǎn)品的緩沖能力低下，易造成胃腸道中的酸度不穩(wěn)定，難以持續(xù)保持一個理想的消化環(huán)境。
1.1.3.2酸鹽復(fù)合型酸化劑
酸鹽復(fù)合型酸化劑是由有機酸及有機酸鹽經(jīng)合理的科學(xué)配比復(fù)配而成的一種飼料酸化劑這種新一代復(fù)合型飼料酸化劑，在配方技術(shù)上更趨于科學(xué)合理化，克服了全酸復(fù)合型酸化劑的不足，作用更全面，功能更優(yōu)越酸鹽復(fù)合型酸化劑有較高的緩沖能力，可以把部分有機酸暫時轉(zhuǎn)化為有機酸鹽，從而避免由于酸化劑剛進入胃腸道時因濃度過高導(dǎo)致胃腸道pH下降程度過大；另一方面，當動物通過一段時間的消化后，胃腸道酸化劑濃度相對下降 pH回升時，有機酸鹽通過水解方式又轉(zhuǎn)化成有機酸，使得胃腸內(nèi)能長時間保持一個穩(wěn)定的酸性消化環(huán)境。
酸化劑的作用機理
2.1降低日糧及動物胃腸道PH值，間接抑制細菌的數(shù)量
在日糧中添加酸化劑有利于維持動物體的酸堿平衡、降低飼料以及消化道前段的PH值，從而增加消化道中乳酸菌和酵母菌的數(shù)量、減少大腸桿菌和沙門氏菌的數(shù)量。延胡索酸、檸檬酸、乳酸等添加到飼料中不僅能在胃中起作用，而且降低了小腸PH值，破壞細菌細胞膜，干擾細菌酶的合成和DNA的復(fù)制，抑制有害菌群的數(shù)量[3]。將水溶性的乳酸加入到母雞用的標準配合飼料中，可抑制飼料中占優(yōu)勢的條件性微生物區(qū)系和乳酸菌的發(fā)育[4]。飼糧中添加0.125%的富馬酸可以使肉雞空腸和盲腸中大腸桿菌數(shù)量分別降低19.3%和1.25%，乳酸桿菌的數(shù)量分別增加0.88%和0.9%[ 5] 。飼糧中添加1.25% MC（丙酸的一種混合物）能夠降低肉雞腸道（包括盲腸）中細菌定植，從而減少感染腸炎和死亡綜合征（PEMS）的家禽腸道病原菌的定植或降低不同腸球菌的附著[6 ]。
2.2 調(diào)節(jié)機體代謝
有些有機酸如檸檬酸、延胡索酸參與機體三羧酸循環(huán)，乳酸是糖酵解中的終產(chǎn)物之一，通過糖異生作釋放能量。酸化劑能與一些礦物質(zhì)元素結(jié)合為易被吸收利用的絡(luò)合物。如檸檬酸和延胡索酸可與Ca、Zn、Fe、P等形成一種生物效價高的絡(luò)合物，促進這些元素在體內(nèi)的吸收和存留。酸化劑不僅能與礦物質(zhì)形成易被吸收的絡(luò)合物，而且可防止礦物質(zhì)在堿性環(huán)境中形成不易吸收的不溶性鹽，起到促進礦物質(zhì)吸收的作用；同時，在酸性環(huán)境下，也有利于維生素（VA、VD）的吸收。
2.3 增強免疫機能
利用有機酸控制病原菌有助于調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的反應(yīng)。張德成等報道，飼糧中添加0.5%檸檬酸可以促進仔豬紅細胞上C3b受體的合成，而C3b受體是紅細胞發(fā)揮免疫功能的重要物質(zhì)基礎(chǔ)[7]。寧康健等試驗表明，在肉雞飼糧中添加0.5%的檸檬酸，可使雞新城疫疫苗的免疫效價提高一倍以上[8]。
2.4緩解應(yīng)激
應(yīng)激因素可導(dǎo)致家禽抵抗力下降，使生產(chǎn)效益和經(jīng)濟效益降低。延胡索酸參與能量和酶的一些列關(guān)鍵反應(yīng)，在應(yīng)激和危急狀態(tài)下可用于ATP的緊急合成，提高機體的抵抗能力，增強機體的抗應(yīng)激能力，保持蛋雞生產(chǎn)水平，減少雞死亡率和發(fā)病率[9,10]。。夏季高溫，常使雞處于熱應(yīng)激狀態(tài)，使肉仔雞飲水量增加，采食量減少，日增重減慢，在日糧中添加一定劑量的檸檬酸，可增加采食量和日增重，顯著提高飼料利用率。同時檸檬酸維持雞嗉囊內(nèi)的適宜環(huán)境，添加的檸檬酸和微生物植酸酶能提高植物性飼料中磷的利用率，減少無機磷的添加及動物糞便對環(huán)境的污染[3,11]。
3 影響酸化劑利用效果的因素
3.1 添加種類及劑量
不同酸化劑理化特性和生物學(xué)特性不同、作用效果也不同，如延胡索酸對葡萄球菌、鏈球菌、大腸桿菌等有很強的滅活性，對乳酸菌無抑制作用；甲酸、丙酸對沙門氏菌、真菌、梭狀桿菌、芽孢桿菌屬及革蘭氏陽性菌等有較強的抑制作用；山梨酸能有效抑制酵母菌及霉菌的生長，而對有益微生物生長都無妨。因此，生產(chǎn)實踐中應(yīng)根據(jù)飼料類型、動物種類以及動物的生理階段來選擇合適的酸化劑。
3.2 飼料原料的酸結(jié)合力
飼糧是影響動物消化道酸度的主要外源性因素，其中飼糧的酸結(jié)合力是重要因素。不同飼料原料的酸結(jié)合力不同，與谷物飼料相比，礦物質(zhì)和高蛋白質(zhì)飼料的酸結(jié)合力比較強，消化時需要較多的酸。日糧添加酸后，其效果可部分被飼料的酸結(jié)合力抵消。
3.3 日糧蛋白質(zhì)來源和水平
飼料中添加較多的植物性蛋白質(zhì)時有機酸的用量高，增重效果比用動物性蛋白質(zhì)較多時要顯著。飼料中含較多蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等緩沖力較高的物質(zhì)時，效果較差。
3.4 動物日齡
多數(shù)的研究表明，有機酸的促生長作用多在初生階段有較好的效果，隨動物的生長效果降低。
3.5酸化劑及其它的協(xié)同作用
研究還發(fā)現(xiàn)，檸檬酸與抗生素、益生素、酶制劑、銅鋅等有一定的互作效應(yīng)，合用時效果更好。
4 酸化劑在家禽飼料中的應(yīng)用
在家禽飼料中添加有機酸可以促進家禽的生長，目前在家禽中應(yīng)用比較多的酸化劑是延胡索酸和檸檬酸。朱文濤等研究表明，在產(chǎn)蛋雞飼糧中添加2%的檸檬酸可以使蛋重提高2.67%，蛋殼鈣量提高8.11%，粗蛋白質(zhì)表觀利用率提高9.13%[12] 。在艾維茵商品代肉雞飼糧中添加2%的檸檬酸，6周齡肉仔雞的體重提高6.8%，有機物利用率提高5.2%，粗蛋白保留率提高4.4%，磷保留率提高10.7% 復(fù)合酸能緩解夏季產(chǎn)蛋雞的熱應(yīng)激，可以作為抗應(yīng)激添加劑使用。另有報道，乳酸可用于禽肉的保鮮 研究表明，在0.55 mol L的乳酸溶液中浸泡5 min能顯著抑制冷藏雞腿上單核李氏桿菌的生長（<0.05），儲藏7 d后，細菌計數(shù)下降為貯藏前的1.8%，并可保持雞肉的感官特征，不過在貯藏1 d后顏色評分出現(xiàn)了下降。Kil, D.Y.(2006)在研究酸化劑對感染雞沙門(氏)菌雛雞作用發(fā)現(xiàn), 酸化劑可以有效地防止沙門氏菌對雞的肝、心、肺、脾、腎等的損傷, 并可有效地防止腸內(nèi)出現(xiàn)退行性炎癥變化。肉雞日糧中添加0.5%、1.0%復(fù)合酸化劑不同程度改善肉雞各階段的體增重、料重比和成活率;但對肉雞屠宰性能沒有顯著影響,綜合指標來看,肉仔雞日糧添加1.0%復(fù)合酸化劑的作用效果最佳[13]。每噸飼料中添加2 kg復(fù)合酸化劑． (乳酸寶)對蛋雞生產(chǎn)性能指標有所提高,可以增加效益,改善雞體健康狀況,特別能夠?qū)Φ捌焚|(zhì)起到增重、增厚的效果,并且污蛋率、畸形蛋的比例下降,起到改善蛋的外觀的作用[14]。
5 應(yīng)用酸化劑應(yīng)注意的問題及發(fā)展方向
5.1注意問題
5.1．1 酸化劑的應(yīng)用條件
首先應(yīng)考慮到是否符合飼料衛(wèi)生法規(guī) , 生產(chǎn)過程是否具有腐蝕性。有些酸化劑具有刺激性氣味如丁酸,有些酸化劑的添加量超過一定水平時會減少采食量,如甲酸。此外,酸的揮發(fā)性也是影響添加量的一個因素。甲酸、醋酸、丙酸和丁酸都具有較低的揮發(fā)壓,其揮發(fā)程度取決于飼料的處理方式、加工時間、環(huán)境溫度、貯藏時間和有機酸的濃度和類型。試驗表明 , 膨化飼料加工過程中甲酸損失可達 20%。它對飼料廠造成兩大污染:一是揮發(fā)出來的酸使空氣中彌漫不良氣味;二是它會腐蝕飼料加工設(shè)備。
5.1.2 對腸道區(qū)系的影響
有些酸化劑破壞腸道上皮組織,現(xiàn)已確認添加甲酸會造成較大的損傷,建議對于某些酸化劑的使用量應(yīng)給予限制。
5.1.3 破壞動物的有益菌群
添加有些酸化劑可能會破壞有益菌的發(fā)酵,如乳酸的發(fā)酵。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生需要選擇適當?shù)挠袡C酸。比如,富馬酸抑制乳酸桿菌屬的繁殖,因此在添加時一定要注意。
5.2發(fā)展方向
酸化劑產(chǎn)品一般以粉末或液體的形式在配合飼或液體飼料中使用。Mroz（2003）開發(fā)出了包被型酸化劑[15]。此類產(chǎn)品性能穩(wěn)定，可緩慢釋放，在胃腸道保持酸性條件可保護酸化劑到達腸道后段，對致病菌生長起到抑制作。包被型酸化劑添加到飼料中的效果較好，但包被成本較高。
隨著微生態(tài)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，研發(fā)人員開始重視產(chǎn)酸菌的酸化效果，并提出了“高效生物酸化劑”的概念。蘇軍（1999）研究發(fā)現(xiàn)將0.41 %~0.63 %益生菌和0.43 % ~0.63 %有機酸組合添加對提高肉雞的生產(chǎn)性能效果最佳[16]。近年來，研究發(fā)現(xiàn)，飼料經(jīng)生物酸化劑發(fā)酵較使用有機酸化劑可產(chǎn)生更多的酸、酶、抑菌物質(zhì)促生長物質(zhì)等。
6 展望
隨著人民生活水平的日益提高，人們的環(huán)境意識和健康概念也日益提高，對生產(chǎn)和使用綠色食品的呼聲越來越大。對養(yǎng)雞業(yè)而言，要生產(chǎn)符合綠色食品要求的產(chǎn)品，就必須限制使用影響禽產(chǎn)品品質(zhì)的、產(chǎn)生耐藥性和藥物殘留等副作用的化學(xué)合成藥物類添加劑，盡可能使用綠色添加劑。酸化劑作為綠色添加劑之一，具有無毒副作用、用量少、無殘留、對增強雞群免疫力、預(yù)防雞群疾病、促進生長、改善禽類產(chǎn)品品質(zhì)、提高飼料轉(zhuǎn)化率等具有較好的效果。
參考文獻
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