3 二甲酸鉀的作用機(jī)理
3.1 降低腸道pH值，改善消化內(nèi)環(huán)境
二甲酸鉀進(jìn)入胃腸道，在其環(huán)境中溶解為甲酸(HCOOH)、甲酸根(HCOO- )和鉀離子(K-)，從而降低消化道pH值。反應(yīng)式為：
HCOOH-HCOOK HCOOH﹢HCOOK
HCOOH HCOO- ﹢H﹢
HCOOK HCOO- ﹢K﹢
黃小春等(2006)[1]報(bào)道，日糧中添加0.45%二甲酸鉀，顯著降低肉仔雞嗉囊和肌胃內(nèi)容物的pH值，分別降低了0.34和0.32。Mroz等(2000)[2]報(bào)道，日糧中添加0.9%和1.8%二甲酸鉀，3-65min內(nèi)胃和十二指腸食糜的pH值平均降低了0.4。有研究表明，85%的二甲酸鉀存在于豬胃中而進(jìn)入十二指腸。甲酸鹽在消化道各段的回收率為83%，空腸前段38%，空腸中段17%，空腸后段9%。由此可見，二甲酸鉀主要在小腸的前段發(fā)揮作用。但Canibe等(2001)[3]報(bào)道，二甲酸鉀對豬消化道pH值沒有影響。因此，二甲酸鉀對畜禽消化首pH值的影響及其作用機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。
3.2 調(diào)控腸道內(nèi)微生物菌群繁殖
胃腸道大多數(shù)有害菌群生長的適宜pH值都是中性偏堿，如大腸桿菌適宜的pH為6.0-8.0。在調(diào)控消化道微生物菌群繁殖上，消化道酸度起著重要作用。二甲酸鉀進(jìn)入胃腸以后降低其pH值，改變有害微生物的適宜生存環(huán)境，抑制或直接殺害有害菌群，如大腸桿菌，沙門氏菌等。Canibe等[3]研究表明在仔豬叫槽料中添加二甲酸鉀能減少各腸段總的厭氧菌、乳酸桿菌、大腸桿菌、酵母菌的數(shù)量。二甲酸鉀也能降低生長育肥豬十二指腸、空腸和直腸中大腸桿菌的數(shù)量(Overland，2000)[4]。另有研究報(bào)道，二甲酸鉀能通透微生物細(xì)胞膜，在其細(xì)胞內(nèi)分解產(chǎn)生H﹢，降低或抑制細(xì)胞內(nèi)酶的活性，破壞微生物蛋白和核酸的營養(yǎng)代謝，從而使微生物不能繁殖，甚至死亡。甲酸鹽陰離子在細(xì)胞壁外分解細(xì)菌細(xì)胞壁蛋白質(zhì)，發(fā)揮殺菌和抑菌作用。二甲酸鉀的抗菌作用減少了微生物的數(shù)量，尤其是大腸桿菌等致病菌的數(shù)量，減少了微生物代謝物的產(chǎn)生，從而減少了對腸道的損害。
3.3 促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收
胃內(nèi)pH值的降低刺激胃蛋白酶原和胃蛋白酶的分泌，提高胃蛋白酶的活性，從而提高日糧中營養(yǎng)成分的消化吸收，減少氮、磷的排泄。微生物數(shù)量的減少，降低了微生物對養(yǎng)分的競爭，用于宿主的養(yǎng)分則相對提高。另外，釋放的鉀離子還可以提高賴氨酸的利用率。Roth等(1998)[5]研究發(fā)現(xiàn)，在不同賴氨酸水平(0.875、1.0、1.125)日糧中添加二甲酸鉀可以改善仔豬氮代謝，提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化率，結(jié)果表明，添加二甲酸鉀提高干物質(zhì)的消化率84.0%-85.0%，其中粗蛋白質(zhì)80.7%-82.6%、能量83.5%-84.7%、磷8%-9%、鈣2%-3%、鎂3%-8%、鋅9%-17%、銅52%-60%%、錳6%，糞尿中氮的排泄量降低了10%，氮的存留量增加了7%。隨著日糧賴氨酸水平的提高，氮的存留率增加，同時(shí)尿中氮的排泄量也增加。Mroz等(2002)[6]試驗(yàn)結(jié)果表明，在生長育肥豬日糧中添加1%二甲酸鉀，糞尿中的排泄量減少6.79%，粗蛋白利用率提高4.34%，賴氨酸利用率提高2.8%，磷利用率提高1.75%。
4 二甲酸鉀在養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用
4.1 二甲酸鉀在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用
近幾年來許多研究表明在仔豬日糧中添加二甲酸鉀能改善仔豬的日增重，提高飼料轉(zhuǎn)化效率。Paulicks等(2000)[7]在生長仔豬日糧中添加1.8%二甲酸鉀，日增重提高8%-18%，飼料轉(zhuǎn)化率提高6%，采食量提高1%-8%。 Paulicks等[7]也研究了在不同谷物和不同能量濃度飼料中添加二甲酸鉀對斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響，添加二甲酸鉀可提高日增重和采食量分別達(dá)到14%和9%。張若寒等(2006)[8]報(bào)道，在斷奶仔豬日糧中添加二甲酸鉀，日增重提高了13%，采食量提高了8%，飼料報(bào)酬改善了5%。武書庚等(2007)[9]研究表明，在仔豬日糧添加1%的二甲酸鉀與對照組比日增重提高7.1%，料肉比降低13.71%，稍影響采食量。
二甲酸鉀替代抗生素促仔豬生長方面，Daza等(2001)[10]在日糧中添加1.2%二甲酸鉀，豬的生長速度和飼料轉(zhuǎn)化率分別提高8.6%和7.3%，仔豬的腹瀉頭數(shù)減少60%，與添加卑霉素組沒有顯著差異。王文杰等(2006)[11]試驗(yàn)表明，在斷奶仔豬日糧中添加二甲酸鉀，可以明顯改善仔豬的生產(chǎn)性能，與添加抗生素的效果相比，差異不顯著，認(rèn)為二甲酸鉀可以替代抗生素作為生長促進(jìn)劑。楊祿良等(2007)[12]在含復(fù)合抗生素的實(shí)際斷奶仔豬日糧中添加1%二甲酸鉀，仔豬日增重提高8.3%，采食量提高3.79%，料內(nèi)比降低3.95%，生產(chǎn)性能與添加4%血漿蛋白粉類似，試驗(yàn)表明仔豬日糧中使用二甲酸鉀有類似抗生素的作用，且與抗生素配合使用有加合效應(yīng)。
二甲酸鉀對生長育肥豬也有很好的使用效果。Overland等(2000)[4]在生長育肥豬(27-105kg)日糧中添加0.6%二甲酸鉀，日增質(zhì)量提高6.02%，日采食量提高3. 78%，料重比改善2.49%，并明顯改善豬肉品質(zhì)。
綜合國內(nèi)外研究者在日糧中添加不同二甲酸鉀對仔豬和生長育肥豬生產(chǎn)性能的影響，5-12kg仔豬最佳添加量為1.2%-1.8%，10-25kg仔豬最佳添加量為0.6%-1.2%，生長育肥豬最佳添加量為0.6%。BASF公司總結(jié)出二甲酸鉀對仔豬增質(zhì)量劑量反應(yīng)的回歸公式為Y=100+10.205X(以對照組為100，X=1%二甲酸鉀時(shí)，增質(zhì)量增加10%。
4.2 二甲酸鉀在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用
目前，二甲酸鉀在家禽方面的應(yīng)用報(bào)道較少。Sell等(2004)[13]在肉仔雞日糧中添加不同水平的二甲酸鉀，能顯著增加肉仔雞的采食量，提高日糧的表觀消化率和氮的沉積，日增重也有上升的趨勢。添加量為0.6%時(shí)效果最明顯，采食量和日增重分別提高了8.7%和5.8%，但在飼料轉(zhuǎn)化率上差異不顯著。黃小春(2006)[1]研究了二甲酸鉀對肉仔雞的促生長效果，試驗(yàn)結(jié)果表明，添加0.45%二甲酸鉀，肉仔雞的日增質(zhì)量提高10.26%，飼料轉(zhuǎn)化率提高3.91%，并顯著降低消化道pH，嗉囊、肌胃、空腸和盲腸pH分別降低7.13%、9.22%和2.26%。此外添加二甲酸鉀組降低了盲腸大腸桿菌數(shù)量，同時(shí)也降低了乳酸菌，但提高了乳酸菌和大腸桿菌的比例。
4.3 二甲酸鉀對胴體品質(zhì)的影響
Overland等(2000)[ 4]研究在限飼生長育肥豬日糧中添加二甲酸對胴體品質(zhì)的影響。研究表明，添加0.6%和1.2%的二甲酸鉀，降低了胴體的脂肪率，提高了腿部、腰部、頸部的瘦肉率。二甲酸鉀也可能通過提高體內(nèi)氨基酸合成蛋白質(zhì)的效率來提高瘦肉率。另外，鉀離子可通過調(diào)節(jié)組織滲透壓和酸堿平衡，來維持細(xì)胞和組織儲水能力，從而減少PSE肉的發(fā)生率。因此，二甲酸鉀進(jìn)入胃腸道釋放出的鉀離子在PSE肉的發(fā)生上可能起重要作用?？梢?，二甲酸鉀對動(dòng)物胴體品質(zhì)有一定改善的作用，但確切的作用機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。
5 二甲酸鉀的優(yōu)勢
二甲酸鉀作為動(dòng)物飼料添加劑的優(yōu)勢有：首先，二甲酸鉀是最簡單有機(jī)酸的衍生物，沒有與致癌物質(zhì)類似的結(jié)構(gòu)，對試驗(yàn)動(dòng)物小鼠的研究表明，二甲酸鉀急性毒性水平較低，且無遺傳毒性。其次，二甲酸鉀主要以甲酸根和鉀的形式存在于腸道中，甲酸根最終在肝臟中氧化為CO2和水。因此，二甲酸鉀在體內(nèi)無殘留。再次，二甲酸鉀合成原料價(jià)格低廉，合成工藝簡單，產(chǎn)品回收率和純度較高，易進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。另外，二甲酸鉀能降低動(dòng)物體氮、磷的排泄量，有利于環(huán)保，且在動(dòng)物排泄糞便中只有甲酸鹽，不會(huì)對環(huán)境造成污染。所以，二甲酸鉀作為一種非抗生素促生長劑受到了人們的關(guān)注。
6 二甲酸鉀應(yīng)用的影響因素
總結(jié)國內(nèi)外對二甲酸鉀的使用研究來看，影響二甲酸鉀應(yīng)用的因素主要有日糧組成、日糧能量水平高低及與銅互作的作用。Paulicks等(2000)[7]研究不同谷物和不同能量濃度的飼料中添加二甲酸鉀對斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響。結(jié)果表明，在低水平能量日糧中添加1.8%二甲酸鉀可以顯著改善豬的生產(chǎn)性能，但在高能量水平日糧中，添加二甲酸鉀對生產(chǎn)性能沒影響。在小麥、大麥和大麥-小麥-玉米型的混合日糧中添加二甲酸鉀，應(yīng)用效果也不同，飼料轉(zhuǎn)化率分別提高6%、4%、7%。
另外，Windisch等(2001)[14]報(bào)道，隨著日糧中二甲酸鉀和銅水平的增加，仔豬增重、采食量和飼料轉(zhuǎn)化效率明顯改善，但日糧中添加最佳水平的二甲酸鉀和銅并未起到進(jìn)一步改善生產(chǎn)性能的作用;添加二甲酸鉀和低水平的銅比添加二甲酸鉀和高水平的銅飼料轉(zhuǎn)化率要高。Jensent和Danielsen[15,16]的研究也表明在日糧添加1.2%的二甲酸鉀同時(shí)添加低水平的銅能改善豬的生長性能，但是添加1.5%的銅時(shí)，并未發(fā)現(xiàn)有改善作用。因此，有研究者認(rèn)為二甲酸鉀和銅的促生長作用機(jī)理可能是一致的(黃小春，2006)[1]。
7 前景展望
二甲酸鉀作為一種新型的替代抗生素的非抗生素促生長劑，由于它有抗生素的促生長作用，而且無毒、無殘留、對環(huán)境影響小、對人畜安全和加工操作方便等特點(diǎn)。得到了廣泛的應(yīng)用，目前主要集中在豬方面的研究，而在家禽等其他動(dòng)物的應(yīng)用較少。因此，二甲酸鉀有著更廣闊的前景。但在二甲酸鉀影響消化道菌群及營養(yǎng)物質(zhì)代謝的作用機(jī)理及與其他養(yǎng)分的互作效應(yīng)等方面還有必要進(jìn)一步的研究。以便為二甲酸鉀的普遍使用提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
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作者: amypx 時(shí)間: 2010-9-27 15:04
謝謝分享作者: lilyyang 時(shí)間: 2010-9-29 19:21
謝謝樓主提供的資料，收藏了。