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酸化剂的作用机理及在畜禽生产中的应用
2020-05-06 14:35:00      点击:

幼龄动物,由于自身消化系统发育不完善,胃酸和消化酶分泌不足,常使胃肠道pH值高于酶活性和有益菌群生长的适宜范围,必须依赖外援性饲料来帮助改善消化道中的酸碱环境。酸化剂不仅具有促进动物生长发育的功效,而且能提高动物的免疫力、减少疾病的发生。在畜禽的饲料中添加柠檬酸、富马酸、乳酸以及复合酸化剂能够改善肠道内微生物区系、防治畜禽肠道疾病,减少断奶、转群、炎热等所引起的应激反应。

1 酸化剂的种类

1.1无机酸化剂

无机酸包括强酸,目前主要有磷酸、盐酸及硫酸。无机酸由于具有较强的酸性和较低的添加成本,因此,作为酸化剂使用较为普遍,已有试验表明,硫酸基本无效。盐酸的使用效果则受日粮电解平衡状况的影响。磷酸可起到酸化作用,并可补充磷源,同时由于其用量和价格较适当,因此,在生产中普遍采用。总之,无机酸和有机酸相比,具有较强的酸性及较低的添加成本,但如果无机酸类添加量较少则效果不明显,较高则对加工机械腐蚀严重。

1.2有机酸化剂

一些常见有机酸有:甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、山梨酸、延胡索酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸等。有机酸化剂虽有腐蚀设备,价格较高等缺点,但其具有良好的风味,并能直接进入体内三羧酸循环,在促进幼畜生长方面具有较好的效果,因此,人们还是偏爱有机酸化剂。

1.3复合酸化剂

单一的有机酸和无机酸均具有其特定的优点和缺点,由于各自作用机制有所不同,混合使用可产生互补协同效应,从而增强使用效果。为了克服单一酸化剂的不足或缺陷,目前将无机酸和有机酸或有机酸和有机酸进行复合,形成复合酸化剂,从而提高了酸化剂的应用效果,它能迅速降低pH值,保持良好的缓冲值和生物性能及最佳添加成本。同时减少了酸化剂对设备的腐蚀和对皮肤组织的刺激。最优化的复合体系将是饲料酸化剂发展的一种趋势。其中异位酸是较早应用在泌乳牛中的一种有机酸复合物。复合酸化剂通常是粉剂,添加量为1~1.5kg/t饲料。

2 酸化剂的作用机理

2.1提高消化酶的活性和营养物质消化率

研究表明,每一种酶都有其适宜的pH值环境,胃蛋白酶的适宜pH值为2.0~3.5。当pH值大于3.6时,活性显著降低;当pH值大于6.0时,胃蛋白酶失活。动物饲料中添加酸可使胃内pH值下降,从而激活胃蛋白酶,促进蛋白质分解,而蛋白质的分解又可刺激十二指肠分泌较多的胰蛋白酶,使蛋白质完全分解吸收。

2.2改善胃肠道微生物区系

几种病原微生物生长的适宜pH值都是中性偏碱,当pH小于4时则大量失活,而乳酸菌等有益菌适宜在酸性环境中生长增殖。因此,酸化剂通过降低胃肠道pH值可抑制有害微生物繁殖,促进有益菌增殖。饲料酸化后,肠道内有害微生物减少,而乳酸菌增加。

2.3促进矿物质和维生素的吸收

有些矿物质元素在碱性条件下易形成不溶性盐类,很难吸收。酸化剂不仅可降低胃肠道内容物的pH值,而且能与某些矿物元素形成易被吸收利用的络合物,如延胡索酸和柠檬酸能与Ca、Zn、Fe、Cu、Mg等形成生物效价较高的络合物而促进吸收利用。

2.4直接参与体内代谢,提高营养物质消化率

有些有机酸是能量转换过程中的重要中间产物,因此,可直接参与代谢。如三羧循环反应就是由乙酰的CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸开始的。乳酸也参与体内代谢,是糖酵解的终产物之一。

2.5改善饲料适口性

饲料中添加适量的酸化剂,可有效地改善饲料的风味,增进食欲,提高采食量。一些学者认为日粮中加酸能直接刺激口腔内的味蕾细胞,使唾液分泌增多从而增进食欲。有些酸(如丙酸或丙酸钙)不但具有酸化剂的作用,还可有效地抑制饲料霉菌的生长,从而可达到防霉作用。

2.6提高抗应激能力,增强免疫功能

一些有机酸能直接参与机体代谢,提高抗应激能力,增强机体的免疫机能。有机酸如延胡索酸形成能量的途径比葡萄糖短,在应激状态下可用于ATP紧急合成,提高机体抵抗力。延胡索酸在预防雏鸡分群应激,运输应激,免疫接种应激的试验中均表现出良好的效果。由于延胡索酸具有镇静作用可使神经中枢抑制,肌体活动减少,因而能较好的缓解热应激症状。

3 酸化剂在畜禽上的应用

3.1酸化剂在断奶仔猪上的应用

在仔猪日粮中添加酸化剂的研究在上世纪六十年代已经开始,早在1963年,《自然》杂志就报道了在饲粮中添加乳酸降低了粪中大肠杆菌数目,同时提高了生长速度。随着研究的深入,人们的注意力从酸化单纯防止腹泻转向酸化对饲料利用率的影响方面,所采用的酸化剂的种类也日趋完备。在仔猪饲料中添加有机酸能改善猪的生长性能。在加酸试验中,延胡索酸和柠檬酸一直是正效果。有机酸尤其是乳酸对控制断奶仔猪腹泻综合症非常有效。在断奶后28d的日粮中分别添加1.6%乳酸或1.5%柠檬酸,对控制仔猪断奶后水肿病亦取得令人满意的结果。

3.2酸化剂在家禽上的应用

在家禽饲粮中应用比较多的酸类添加剂是延胡索酸和柠檬酸。Kil在研究酸化剂对感染鸡沙门氏菌雏鸡作用时发现,酸化剂可以有效地防止沙门氏菌对鸡的肝、心、肺、脾、肾等的损伤,并可有效的防止肠内出现退行性炎症变化。Ra-marao在以玉米-大豆粕为基础日粮的雌性商品雏鸡日粮中按300g/t的比例添加酸化剂,结果发现料重比、干物质消化率和N滞留都上升,并且降低了大肠杆菌对肺泡的损伤。

4 影响酸化剂利用效果的因素

4.1添加种类及剂量

不同酸化剂理化特性和生物学特性不同、作用效果也不同,如延胡索酸对葡萄球菌、链球菌、大肠杆菌等有很强的灭活性,对乳酸菌无抑制作用;甲酸、丙酸对沙门氏菌、真菌、梭状杆菌、芽孢杆菌属及革兰氏阳性菌等有较强的抑制作用;山梨酸能有效抑制酵母菌及霉菌的生长,而对有益微生物生长都无妨。因此,生产实践中,应根据饲料类型、动物种类以及动物的生理阶段来选择合适的酸化剂。

4.2饲料原料的酸结合力

饲粮是影响动物消化道酸度的主要外源性因素,其中饲粮的酸结合力是重要因素。不同饲料原料的酸结合力不同,与谷物饲料相比,矿物质和高蛋白质饲料的酸结合力比较强,消化时需要较多的酸。日粮添加酸后,其效果可部分被饲料的酸结合力抵消。

4.3日粮蛋白质来源和水平

饲料中添加较多的植物性蛋白质时有机酸的用量高,增重效果比用动物性蛋白质较多时要显著。饲料中含较多蛋白质、矿物质等缓冲力较高的物质时,效果较差。

4.4动物日龄

多数的研究表明,有机酸的促生长作用多在初生阶段有较好的效果,随动物的生长效果降低。

4.5酸化剂及其它的协同作用

研究还发现,柠檬酸与抗生素、益生素、酶制剂、铜、锌等有一定的互作效应,合用时效果更好。

5 小结

酸化剂作为一种新型绿色饲料添加剂,不仅具有无毒、无残留、无副作用,在体内迅速参与代谢,对环境无污染等优点,而且在断奶仔猪日粮中应用,能明显提高仔猪断奶后生长性能及饲料利用率。但是,酸化剂还存在许多问题,如吸收快,释放快,腐蚀机械,效果不稳定,价格高等缺点,所以,要在养殖业中更好地使用,尚有许多问题有待进一步研究。

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