飼料酸化劑作用功能的探討

lll.net · 發(fā)表于 2009-5-31 14:02:18

在世界的養(yǎng)豬業(yè)中，酸化劑對(duì)克服仔豬斷奶應(yīng)激起到重要作用，并在豬的保健與營(yíng)養(yǎng)方面的作用也引起了人們愈來(lái)愈多的興趣。作用范圍在不斷擴(kuò)大，由開始的仔豬擴(kuò)大到生長(zhǎng)育肥豬，再發(fā)展到現(xiàn)在的生育母豬和反芻動(dòng)物。酸化劑的品種也由過(guò)去的單一型發(fā)展到復(fù)合型。作用功能也日益提高和完善。隨著酸化劑在養(yǎng)殖業(yè)中的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，酸化劑的作用功能將受到更多養(yǎng)殖業(yè)者的關(guān)注。
1 酸化劑的作用功能與作用機(jī)理
1．1酸化劑的作用功能
在養(yǎng)豬業(yè)中，早期斷奶是提高母豬生產(chǎn)性能的有效途徑。但是由于仔豬生理機(jī)能發(fā)育不完善，斷奶將給仔豬帶來(lái)諸如營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境和群體等變化的應(yīng)激反應(yīng)。仔豬表現(xiàn)為生長(zhǎng)緩慢，精神萎靡，食欲降低，消化不良，抗病力下降，腹瀉等，此稱為斷奶綜合癥。斷奶綜合癥是仔豬對(duì)斷奶及環(huán)境變化等應(yīng)激源產(chǎn)生的一系列十分復(fù)雜的生理應(yīng)答過(guò)程。Manner(1976)和Cranwell等(1989)提出斷奶仔豬胃酸分泌不足可能與斷奶綜合癥發(fā)生有關(guān)。當(dāng)胃內(nèi)容物中酸量不足時(shí)，胃蛋白酶活性下降，造成蛋白質(zhì)（特別是植物性蛋白質(zhì)）消化吸收障礙，并引起胃腸道微生物群落活動(dòng)失衡，最終導(dǎo)致生產(chǎn)性能降低。在飼料中添加酸化劑能很好協(xié)助維持仔豬胃腸正常pH值，激活消化酶并為之提供理想的消化環(huán)境。同時(shí)抑制了有害菌群的生長(zhǎng)，防止病原性下痢。通常有害菌種，如大腸桿菌、沙門氏菌、鏈球菌等最適宜生長(zhǎng)環(huán)境在pH值范圍6.0-8.0之間。而酸化劑能降低胃腸道內(nèi)pH值至4.0以下，從而促進(jìn)消化酶的分泌，改善動(dòng)物消化功能，提高飼料轉(zhuǎn)化率，減少由病菌引起的腹瀉。在育肥豬和一些其它動(dòng)物日糧中加入酸化劑，可以提高飼料的適口性，改善動(dòng)物消化功能，提高飼料利用率，增強(qiáng)免疫力，促進(jìn)生長(zhǎng)。
1．2酸化劑的作用機(jī)理
關(guān)于酸化劑的最根本作用機(jī)理，還未看到詳細(xì)研究報(bào)道。目前比較認(rèn)同的觀點(diǎn)可以分成以下幾種：
1．2．1酸化飼料，降低胃內(nèi)容物的pH值
在酸化劑中使用的主要是各種有機(jī)酸，不同酸的電離常數(shù)不同。例如檸檬酸、乳酸、甲酸和延胡索酸的電離常數(shù)（K）分別為7.4×10－4、1.4×10－4、1.77×10－4和3.6×10－5。K值大小是酸性強(qiáng)弱的標(biāo)志。因此，從理論上講，酸處理無(wú)疑能降低飼糧的pH值，降低程度與酸的用量有關(guān)。Risley等(1992)在仔豬日糧中分別添加1.5％的檸檬酸和1.5％的延胡索酸。飼糧pH由6.42分別降低到4.92和4.70；胃內(nèi)容物pH由4.07分別降到3.82和3.87。Sciopioni等(1978)報(bào)告：當(dāng)日糧中含有1.0％的檸檬酸時(shí)，胃內(nèi)容物中的pH由4.55降低到3.50?？梢娝峄瘎┠軌蛟谝欢ǔ潭壬辖档臀竷?nèi)容物的pH值。
1．2．2改善胃腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)體系
早期斷奶可能造成仔豬胃腸道微生物失衡，并引起胃腸道正常生理功能紊亂。Barrow等(1977)研究發(fā)現(xiàn)：仔豬斷奶后第2天，胃腸道內(nèi)乳酸菌的數(shù)量顯著下降；大腸桿菌數(shù)量急劇增加。Mathew等(1991)報(bào)道，仔豬斷奶后2天內(nèi)，回腸內(nèi)容物中乳酸桿菌數(shù)幾乎減少到接近于零，大腸桿菌數(shù)顯著增加，并與回腸內(nèi)容物的pH值增加呈強(qiáng)相關(guān)。
Fuller（1997）研究表明：酸性條件有利于乳酸菌的繁殖生長(zhǎng)，對(duì)大揚(yáng)桿菌等有害微生物繁殖生長(zhǎng)有抑制作用。并且乳酸桿菌代謝產(chǎn)物--乳酸能夠阻礙大腸桿菌在腸道內(nèi)與其受體結(jié)合，抑制大腸桿菌生長(zhǎng)（Danielson等1989）。Reiter等（1980）研究表明，腸道中的乳酸桿菌能產(chǎn)生過(guò)氧化氫，對(duì)其它微生物有滅菌作用。因此，胃抵抗大腸桿菌侵?jǐn)_的作用可能部分依賴于胃內(nèi)酸性條件及乳酸菌數(shù)量。
早期斷奶仔豬腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)優(yōu)化能有效控制仔豬消化紊亂。大量研究表明：日糧中的酸化劑可能對(duì)腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)起到調(diào)節(jié)作用，并降低大腸桿菌感染胃腸道的可能性，能夠減少仔豬腹瀉（White等1969）和死亡率（Thomlinson等1981）。酸化劑的上述作用都可能與降低胃內(nèi)容物的pH值有關(guān)。
1．2．3直接或間接地參與能量代謝
一些有機(jī)酸具有特殊生化效應(yīng)，可以參與部分能量代謝或基團(tuán)轉(zhuǎn)換反應(yīng)。如檸檬酸和延胡索酸都是三羧酸循環(huán)中的中間產(chǎn)物，并作為了能量轉(zhuǎn)化為ATP。還有乳酸是糖酵解的最終產(chǎn)物之一，也可通過(guò)糖異生釋放能量，作為特殊情況下能量的來(lái)源。由此可認(rèn)為有機(jī)酸部分地參與了能量代謝，并對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能有著重要的作用。
2 酸化劑的種類及其作用特點(diǎn)
2．1單一型酸化劑
2．1．1單一型無(wú)機(jī)酸
主要有硫酸、鹽酸與磷酸等。硫酸的分子式為H2SO4，分子量為98.08，硫酸是一種具有很強(qiáng)氧化性的強(qiáng)酸，能與各種金屬起反應(yīng)，同時(shí)有很強(qiáng)的脫水性，與微生物、動(dòng)物、人體接觸后可使組織產(chǎn)生脫水，并伴隨著放出大量的熱，因此對(duì)微生物有很強(qiáng)的破壞作用；鹽酸分子式為HCl，分子量為36.46，鹽酸也是一種強(qiáng)酸，對(duì)機(jī)體組織有很強(qiáng)的刺激性和腐蝕性；在青貯料中添加硫酸或鹽酸的稀釋液后，可使青貯料迅速下沉，有利于青貯料的壓實(shí)，同時(shí)殺死細(xì)菌，抑制雜菌，增加乳酸含量，降低pH值。但添加硫酸或鹽酸會(huì)影響動(dòng)物體內(nèi)的礦物質(zhì)代謝，產(chǎn)生鈣的負(fù)平衡，對(duì)動(dòng)物骨骼發(fā)育造成影響。強(qiáng)酸的強(qiáng)腐蝕性對(duì)飼養(yǎng)動(dòng)物、人體、設(shè)備都帶來(lái)很大的危害。這兩種無(wú)機(jī)酸已基本被淘汰。磷酸分子式為H3PO4，分子量為98.00，磷酸也是一種強(qiáng)酸，對(duì)皮膚有刺激性，高濃度的磷酸能使機(jī)體組織脫水，故其具有殺菌作用。飼料中添加磷酸可以使飼料的pH值很快下降。磷酸的腐蝕性比硫酸和鹽酸小，對(duì)動(dòng)物、人體和設(shè)備都比較安全。但過(guò)量地使用磷酸同樣會(huì)引起飼料中鈣和磷比例失衡，部分磷酸沒有被充分利用就排出體外，造成環(huán)境污染。
2．1．2單一型有機(jī)酸
主要有檸檬酸、乳酸、延胡索酸、蘋果酸、甲酸、乙酸及丙酸等。檸檬酸分子式為C6H8O7，分子量192.13，分為無(wú)水物和1水合物兩種。無(wú)色半透明結(jié)晶或白色顆粒，或白色結(jié)晶性粉末，有檸檬酸味。在水中溶解度很高，能被生物體直接吸收代謝。可對(duì)飼料起到酸化作用，使胃內(nèi)容物pH值降低。檸檬酸對(duì)減少胃、結(jié)腸、直腸里的大腸桿菌非常有效。但其作用效果穩(wěn)定性不好，易吸濕結(jié)塊，對(duì)細(xì)菌起抑制作用的區(qū)系窄，價(jià)格高，通常不單獨(dú)作為飼料酸化劑使用。乳酸分子式為C3H6O3，分子量為90.08，無(wú)色或淺黃色粘稠液體，能與水、醇、甘油混溶，微溶于乙醚，不溶于氯仿和二硫化碳。乳酸是糖酵解的最終產(chǎn)物之一，可作為特殊情況下能量的來(lái)源，在復(fù)合型酸化劑中作為主成分使用得較多。延胡索酸，也稱富馬酸，分子式為C4H4O4，分子量為116.07，延胡索酸為白色結(jié)晶粉末，有特異酸味，微溶于水。延胡索酸是三羧酸循環(huán)一種必需物質(zhì)，在應(yīng)激和危急狀態(tài)下用于ATP的緊急合成。蘋果酸分子式為C4H6O5，分子量為134.09，蘋果酸是一種白色或熒白色粉狀、粒狀或結(jié)晶狀固體。甲酸分子式為HCOOH，分子量為46.03，外觀為無(wú)色透明液體，具有強(qiáng)烈刺激性臭味，對(duì)眼和鼻均具有刺激性，腐蝕性很強(qiáng)。甲酸易溶于水、乙醇和乙醚。甲酸可以促使飼料初始階段的pH值下降很快，從而為乳酸菌的發(fā)育創(chuàng)造適宜的條件，提高乳酸的產(chǎn)量，抑制其它雜菌的生長(zhǎng)，排除或減少了有害菌群的危害。甲酸被動(dòng)物采食后能在體內(nèi)氧化，不會(huì)造成礦物質(zhì)平衡失調(diào)，是目前使用較多的一種有機(jī)酸。其缺點(diǎn)就是腐蝕性太強(qiáng)，在生產(chǎn)使用時(shí)要注意動(dòng)物和人體的安全，一般不作單獨(dú)使用。乙酸又名醋酸，分子式為CH3COOH，分子量為60.05，乙酸是一種較弱的有機(jī)酸，作用功能與甲酸相近。丙酸分子式為CH3CH2COOH，分子量為74.08，外觀為無(wú)色透明液體，極易溶于水，易溶于乙醇、乙醚、三氯甲烷或酸溶液中。丙酸也是一種有腐蝕性的有機(jī)酸，具有特異氣味，其抑菌作用效果最好，主要作為飼料防霉劑的原料，但也可以配合其它酸用作酸化劑。
2．2復(fù)合型酸化劑
復(fù)合型酸化劑克服了單一型酸化劑功能單一、添加量大、腐蝕性強(qiáng)等缺點(diǎn)。其通常由多種成分復(fù)配而成，如果各成分調(diào)配得好，其相互間能起到很好的協(xié)同增效作用，可以極大提高產(chǎn)品的作用功能，所以復(fù)合型酸化劑的作用功能一般都比單一型的要優(yōu)越?，F(xiàn)在已逐步取代單一型酸化劑，成為飼料酸化劑發(fā)展的趨勢(shì)。
2．2．1全酸復(fù)合型酸化劑
全酸復(fù)合型化劑一般指那些以某一種酸作為主要有效成分，再配合其它的一種或幾種酸來(lái)達(dá)到協(xié)同作用的復(fù)合型酸化劑。全酸復(fù)合型酸化劑有多種酸復(fù)配而成，能具有更廣的抑菌和調(diào)菌區(qū)系，任何一種酸對(duì)有害菌群的抑制和對(duì)有益菌種的激活都需要在一定的pH值下進(jìn)行，由幾種可在不同pH值范圍起作用的酸復(fù)合在一起，從而拓寬了抑菌和調(diào)菌的區(qū)系。復(fù)合型酸化劑在飼料中添加量比單一型的要小，作用效果顯著，在動(dòng)物體內(nèi)殘留更少。目前最常見的全酸復(fù)合型酸化劑有磷酸型和乳酸型二種。磷酸型主要有效成分以磷酸為主，配以少量其它的無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸復(fù)配而成，起主要作用的是磷酸。乳酸型主要有效成分以乳酸為主，配以少量其它的無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸復(fù)配而成，起主要作用的是乳酸。雖然全酸復(fù)合型酸化劑加工技術(shù)和作用性能方面要比單一型的提高了很多，但隨著飼料行業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，這種全部由酸復(fù)配而成的酸化劑已在多方面不能滿足行業(yè)的需求。因?yàn)檫@種全酸復(fù)合型酸化劑存在有以下幾個(gè)方面的不足：一、產(chǎn)品配制技術(shù)含量較低，多種有效成分的復(fù)配未能起到理想的協(xié)同增效作用；二、產(chǎn)品中主成分相對(duì)過(guò)高，造成各有效成分間的比例失調(diào)。所以產(chǎn)品中起有效作用的還是主成分，如磷酸型酸化劑中起主要作用的還是磷酸；三、由于某一種酸濃度過(guò)高，容易對(duì)動(dòng)物、人體和設(shè)備造成危害；四、主要以酸的形式存在，產(chǎn)品的緩沖能力低下，易造成胃腸中的酸度不穩(wěn)定。當(dāng)飼料剛進(jìn)入胃內(nèi)時(shí)，由于酸化劑含量相對(duì)較高，使得胃內(nèi)pH值相應(yīng)就較低，當(dāng)通過(guò)一段時(shí)間的消化后，酸化劑濃度下降，胃內(nèi)pH值又恢復(fù)到原來(lái)較高的水平。難以保持一個(gè)理想的消化環(huán)境；五、雖然酸化劑中的檸檬酸和乳酸可以參加能量代謝，但都未能提高飼養(yǎng)動(dòng)物的蛋白含量，特別對(duì)于以采食粗糧為主的反芻動(dòng)物，所起到的作用更是微弱；六、在高溫環(huán)境下，如飼料的高溫制?；蚺?br /> (本頁(yè)已被閱讀843次)