復合酸化劑的生理功能及其組合應用

劉 虎，方熱軍

（湖南農業大學動物科學技術學院，長沙 410128）

復合酸化劑的生理功能及其組合應用

劉 虎，方熱軍*

（湖南農業大學動物科學技術學院，長沙 410128）

酸化劑在養殖業生產中的應用越來越廣泛，不同的酸化劑發揮的作用不同。文章從酸化劑的發展、分類、作用機理以及復合酸化劑的選用組合依據進行綜述。

酸化劑；生理功能；組合應用

1 酸化劑的發展

20世紀60年代，世界上就開始對酸化劑進行研究，通過近50年的不斷實踐，酸化劑從最初的無機酸發展到有機酸，再發展為復合酸化劑，一直到現在開始對酸化劑進行包被或者包埋載體等特殊處理，使酸化劑在飼料中的應用被不斷推廣，從最初的階段性試驗到現在的廣泛生產與應用，酸化劑已經變成了一種高效、無污染、無殘留的綠色環保型飼料添加劑，也可以代替飼料中抗生素使用，已經取得了良好的效果[1]。

2 酸化劑的分類

2.1 根據主要成分分類

根據主要成分不同，將酸化劑分為單一型和復合型酸化劑，其中，單一型酸化劑又可以分為無機酸化劑和有機酸化劑。無機酸化劑以磷酸為主，還有鹽酸等。有機酸化劑以檸檬酸和延胡索酸使用較廣且效果較好，還有乳酸、甲酸、乙酸、丙酸及其鹽類等。復合酸化劑有磷酸型復合酸化劑、乳酸型復合酸化劑以及有機酸和有機酸鹽復合酸化劑[2]。

2.2 根據品種分類

依據酸化劑對不同動物的作用機理和用途來分類，將酸化劑分為禽用酸化劑、豬用酸化劑、反芻動物用酸化劑、水產用酸化劑和應激用酸化劑。禽用酸化劑，pH為2.5～3.5，主要有機酸鹽為主（又作為能量物質），幫助消化部分纖維素，殺死葡萄球菌、鏈球菌和大腸桿菌，預防啄癖，提高產蛋率和飼料效率。豬用酸化劑，pH約1.3，多用于乳豬及仔豬飼料，彌補斷乳仔豬胃酸分泌的不足。降低豬胃內pH，激活胃蛋白酶原轉化為胃蛋白酶，增進胃內其他消化酶的活性，促進蛋白質的降解和吸收[1]。反芻動物用酸化劑最常見的是異位酸，異位酸主要由異丁酸、2-甲基丁酸、異戊酸、戊酸組成[3]。應激用酸化劑以飲水型為主。水產用酸化劑一般用淀粉包被，替代抗生素，以有機酸為主[1]。根據品種分類，可以使酸化劑得到更好的使用效果。

3 酸化劑的作用機理

3.1 酸化劑對飼料的影響

3.1.1 降低飼料pH，抑制霉菌和病原菌生長

飼料酸化后，pH和酸結合力降低,下降程度因酸化劑的種類、添加量、日糧成分不同而不同。有機酸具有殺菌活性，常被用作飼料防霉抗氧化劑，其中以丙酸的防霉作用和甲酸的抗菌作用較為有效，甲酸和丙酸對沙門氏菌、芽孢桿菌有較強抑制作用，延胡索酸能殺死大腸桿菌、葡萄球菌；乳酸可殺滅病毒和革蘭氏陰性菌[4]。李軍等研究表明，添加復合酸化劑可顯著降低日糧的pH及系酸力（P＜0.05），具有顯著的日糧酸化作用（P＜0.05）[5]。部分有機酸對飼料中細菌和真菌的最低有效濃度見表1。

表1 有機酸對飼料中細菌和真菌產生抑制作用的最低有效濃度

3.1.2 提高飼料適口性和消化率

飼料的酸度可以刺激口腔中唾液的分泌，從而反射性的刺激胃中消化酶的分泌，提高飼料的消化率，還具有誘食的作用，同時，加入酸化劑還能適當掩蓋飼料中的某些氣味。

關于酸化劑能提高飼料養分消化率的研究并不完全一致。李軍等和陳代文等研究表明，酸化劑可以提高粗蛋白質、總能、有機物質、干物質消化率[5-6]。但有研究表明，在4周齡斷奶仔豬的簡單日糧（玉米-豆餅型）中添加延胡索酸或檸檬酸，對消化能、氮平衡、表觀消化率并未產生影響。

3.2 酸化劑對動物的影響

3.2.1 降低胃腸道pH，提高消化酶活性

長期以來，飼料酸化后，pH和酸結合力下降，導致胃腸pH下降，被認為是飼料酸化的作用機理之一。飼料采食后，首先在胃內被酸化，如果飼料的酸結合力大，則胃內pH上升，從而影響胃蛋白酶活性和蛋白質消化[7]。景翠等研究表明，與對照組相比，添加酸化劑后，胃、十二指腸、空腸和回腸中內容物的pH均呈下降趨勢，其中對胃和十二指腸內容物影響顯著（P＜0.05），但是，隨著食糜由胃向回腸移動，酸化劑的酸化效果越來越不顯著，對結腸內容物的pH無顯著影響（P＞0.05）[8]。冷向軍等研究表明，添加復合酸0.25%可極顯著提高胃蛋白酶和胃酸分泌（P＜0.01），顯著提高十二指腸內容物中胰蛋白酶和淀粉酶活性（P＜0.05），添加1.5%檸檬酸有提高上述兩種酶活性的趨勢，但對胃酸和胃蛋白酶分泌無顯著影響（P＞0.05）[9]。胃內酸性食糜進入小腸后，不斷被中和、吸收，食糜逐漸趨于中性，因此，酸化劑對消化道pH的影響表現為前段顯著。胃蛋白酶以無活性的酶原形式分泌入胃腔，在胃酸或已激活的胃蛋白酶作用下，酶原分離出部分肽而被激活為具活性的胃蛋白酶，pH越低，激活越快。在體外條件下，胃蛋白酶原激活率（Y）的上升和pH（X）的下降呈三次曲線關系：Y（%）= 191.218-61.366X+3.8791X2+0.1725X3（r2=0.99）[10]。

3.2.2 改善動物胃腸道微生物區系，降低腹瀉率

酸化劑通過降低腸道pH，促進厭氧菌生長繁殖，同時又破壞了有害微生物適宜的生存環境。大量研究表明，飼料酸化后能使腸道內有害微生物減少，乳酸菌增加。陳寶江等試驗表明，添加酸化劑能顯著提高乳酸菌及總厭氧菌數量（P＜0.05），降低大腸桿菌及總需氧菌數量[11]。陳代文等研究表明，添加乳酸寶能顯著減少空腸、盲腸和直腸大腸桿菌數量（P＜0.05），顯著降低腹瀉程度（P＜0.05）；添加復合酸0.25%有降低大腸桿菌數量、增加乳酸桿菌數量的趨勢[12]。孟宏社等對復合酸0.5%、益生素1.5%、復合酸0.5%+益生素1.5%進行了對比試驗，結果表明，兩種添加劑均可顯著降低腹瀉率（P＜0.05）[13]。周治平等研究表明，在斷奶仔豬日糧中添加適宜量的復合酸化劑可能有助于改善仔豬的生長發育，表現在可提高日增重，降低料肉比，降低腹瀉率[14]。

3.3 減緩應激效應，增加免疫功能

仔豬斷奶后，由于受到斷奶、環境改變、去勢、日糧變化、管理不當等應激以及仔豬消化機能不健全、胃腸道菌群失調、胃腸乳酸菌分泌和吸收減少的影響，仔豬極易發生腹瀉、消瘦、仔豬水腫病及飼料利用率低、生長緩慢、高死亡率等仔豬斷奶綜合征[15]。李建平等分別以黃霉素0.02%、檸檬酸1.5%、磷酸0.3%、復合酸1%等量替代基礎日糧中的玉米飼喂早期斷奶仔豬，結果表明，添加酸化劑對早期斷奶仔豬的胃酸分泌能力及免疫功能均無顯著影響（P＞0.05），添加檸檬酸可顯著提高斷奶仔豬血清超氧化物歧化酶的活性和總抗氧化能力（P＜0.05），斷奶兩周內添加酸化劑效果優于斷奶兩周后[16]。李鵬等研究表明，添加乳酸型酸化劑B 0.3%可以顯著降低仔豬血清中尿素氮的含量（P＜0.05）；添加兩種酸化劑都可以顯著提高仔豬血清中IgA、IgG的濃度（P＜0.05）[17]。竇曉利等通過在日糧中添加復合酸化劑，研究其對蛋雞生產性能和血液理化指標的影響，探討復合酸對蛋雞熱應激作用效果，結果表明，復合酸化劑能緩解夏季產蛋雞的熱應激,可以作為抗應激添加劑應用[18]。這些研究表明，有機酸提高了機體的抗應激能力和免疫功能。大量研究表明，延胡索酸和檸檬酸在工業化養禽中是一種很好的應激保護劑。

4 復合酸化劑的選用組合依據

4.1 飼料原料的系酸力

系酸力又稱日糧系酸力，是日糧結合酸的能力，即指一定質量的日糧對酸性物質具有的酸度緩沖能力，也稱為日糧酸緩沖力、酸中和力、酸結合力或酸結合系數。系酸力是指100 g飼料或飼料原料，加入200 mL去離子水中，用濃度為1 mol的鹽酸滴定該溶液，使該溶液的pH為4.0時所用鹽酸的毫升數（毫摩爾數），也可以指使1 kg飼料pH降至3.0時所需鹽酸的毫克當量。了解常見原料的系酸力系數有助于比較全面地、標準地評價飼料或飼料原料中和酸的能力，從而可以比較科學地對不同飼料或原料的酸中和能力進行客觀評價，為生產標準化的動物飼料提供可能。劉庚壽等研究表明，隨著復合酸化劑的添加，飼料系酸力不斷降低；仔豬的腹瀉率隨系酸力的降低相應降低，日增重和料重比均有不同程度的改善；系酸力過低（＜20）時仔豬的采食量急劇上升而生產性能下降；飼料系酸力為19.5～23時，仔豬的綜合生產性能表現最佳[19]。常見飼料原料系酸力見表2。

表2 常見原料系酸力

4.2 動物的品種和年齡

酸化劑應用的首要前提是胃腸道酸度不足。豬胃中pH隨年齡增長而下降，到10～12周齡趨于穩定。研究表明，2～3周齡仔豬和仔豬斷奶后1～2周使用酸化劑效果較好。斷奶后4周因仔豬可以分泌足量的胃酸且消化酶的活性提高而使酸化劑的效果不顯著。一般添加酸化劑的研究都在7～32日齡的仔豬中進行。研究發現，仔豬從出生到5～6周齡的胃酸產生量與體重呈線性相關。也有研究認為，添加酸化劑的有效時間一般是在斷奶前至25～30 kg體重。另外，如何確定不同年齡階段中采食飼料的pH適宜范圍也需要進一步研究。

有研究認為，禽用酸化劑宜以甲酸、丙酸為主，發揮其抗菌作用。營養專家認為仔豬用酸化劑宜以乳酸為主，因為仔豬斷奶前消化道酸度主要靠母乳乳糖發酵為乳酸來維持，因此乳酸較適合仔豬的消化生理。而反芻動物特別是奶牛，應用異位酸則較合適，異位酸是異丁酸、異戍酸、2-甲酯丁酸和戍酸4種化學物質的總稱，是多數瘤胃纖維分解菌正常生長和活動所需的化合物，可增加纖維分解菌的數量，提高瘤胃細菌對植物細胞壁的消化能力從而提高纖維飼料的消化率，增強微生物蛋白質合成，使氮沉積增加，提高產奶量[20-21]。

4.3 酸化劑的理化性質和適口性

不同酸化劑對飼料的適口性以及對動物的作用不同，常見酸化劑的理化性質和適口性見表3。

表3 常見酸化劑的理化性質和適口性

酸劑量不足，達不到應有的降低消化道pH效果；酸添加量過高，又可能影響飼料的適口性。通常情況下，飼料酸化劑的添加量范圍為0.5%～3.0%。唐湘方等研究各類酸的酸化特性和日糧酸化與電解質平衡耦合調控，結果表明，以添加成本最低、添加量小、起始pH相對較低和酸消耗量相對較小為原則，最佳的復合酸配組合為甲酸、磷酸、檸檬酸和檸檬酸三鈉，但并未對這4種成分的合理配比進行深入研究[22]。

4.4 酸化劑與抗生素

隨著抗生素的不斷發展，其弊端也日益暴露,尋找抗生素的替代品來減少使用甚至不用抗生素已成為各國科學家研究的熱點。酸化劑被普遍認為是可以替代抗生素的物質，其與抗生素的關系也備受關注。眾多研究表明，酸化劑與抗生素的聯合使用優于單獨使用的抗生素和酸化劑。晏家友等試驗表明，與基礎日糧組相比，“基礎日糧+酸化劑+抗生素”組仔豬平均日增重和飼料利用率極顯著提高（P＜0.01），腹瀉率降低；與“基礎日糧+酸化劑”組、“基礎日糧+抗生素”組相比，“基礎日糧+酸化劑+抗生素”組仔豬平均日增重和飼料利用率提高顯著（P＜0.05），腹瀉率進一步降低，并且作用效果優于單獨使用酸化劑或抗生素[23]。

4.5 酸化劑與其他物質的關系

酸化劑與益生素、必需微量元素等之間也存在著重要的關系。陳代文等研究表明，益生素加酸化劑、寡糖加酸化劑均能提高仔豬日增重，顯著或極顯著降低料肉比（P＜0.05或P＜0.01），提高粗蛋白質和總能消化率；酸化劑、益生素、寡糖合用對采食量沒有顯著的影響（P＞0.05）；益生素和寡糖在接近5%水平時對提高飼料利用效率具有互作效應（P=0.065）；酸化劑和寡糖對飼料利用效率具有顯著的互作效應（P＜0.05）；益生素和寡糖對能量、有機物質、干物質消化率存在顯著的互作效應（P＜0.05）；由此得出，酸化劑、益生素、寡糖單獨使用或合并使用能夠提高斷奶仔豬的生產性能、營養物質消化率，并存在一定互作效應[5]。周學光等研究表明，使用“有機酸鈣（利生寶）+酸化劑”代替“氧化鋅+石粉”后，能降低胃腸道pH，抑制有害菌的生長繁殖，降低斷奶仔豬的腹瀉率，且達到氧化鋅防腹瀉的效果，“有機酸鈣+酸化劑”能有效地替代“氧化鋅+石粉”，促進斷奶仔豬的健康生長[24]。目前，酸化劑與益生素、必需微量元素等之間的關系的研究相對較少，有待進一步研究。

5 小結

復合酸化劑的合理配比可以充分利用不同酸類之間的互補協同作用，不僅可以降低消化道pH，改善消化道生理環境，而且還可以發揮抑菌殺菌作用，改善消化道生態環境，并且其作用效果優于單一酸。酸化劑應用形式經歷了由單一酸化劑到復合酸化劑的過程，但復合酸化劑的合理組合缺乏相應的理論基礎。目前，關于各種酸化劑之間的互作關系以及酸化劑和其他添加劑之間的互作效應的研究正逐步展開。若要不斷提高酸化劑的使用效果，應加強酸化劑的選用，將酸化劑與飼料配方、抗生素、其他添加劑、動物種類及其生理特點結合起來，進一步闡明酸化劑的作用機理。

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Physiological Functions and Combined Application of Composite Acidifiers

LIU Hu,FANG Rejun

（College of Animal Science and Technology,Hunan Agriculture University,Changsha 410128,China）

Acidifiers has become more and more widely used in aquaculture production,different acidifiers play a different role.The history of acidifiers,classification,mechanism of action and the basis of selection for a combination of acidifiers were reviewed in this paper.

acidifiers;physiological function;combined application

S828.5

A

1001-0084（2015）03-0039-05

2015-01-21

劉虎（1992-），男，湖南益陽人，碩士研究生，研究方向為動物營養與飼料科學。

*通訊作者：E-mail：fangrj63@126.com。