有機酸在飼料中的應用

盧艷敏 劉海鵬

（衡水學院生命科學學院 河北 衡水 053000）

抗生素作為促生長飼料添加劑在動物養殖中發揮了極其重要的作用，極大地促進了畜牧業的發展。但由于抗生素的濫用，導致細菌的耐藥性、藥物殘留、動物免疫力下降等問題日益嚴重，給環境、人類健康和動物養殖業造成了嚴重的威脅，且隨著人們消費觀念的轉變，對食品的要求越來越高，因此，許多國家和地區都已禁止抗生素作為飼料添加劑。廣大科研工作者致力于研究和開發綠色飼料添加劑來替代抗生素。有機酸可以通過降低胃腸道pH值，抑制有害微生物繁殖，促進有益菌的增殖；提高消化酶活性和營養物質的消化率；可以改善動物生長性能，增強免疫力；因此有機酸作為抗生素的替代物受到廣泛的重視。

1 有機酸概述

有機酸是指一些具有酸性的有機化合物，廣泛分布于自然界，是動物組織和中草藥的天然成分。最常見的有機酸是羧酸，其酸性來源于羧基(-COOH)，可分為單一酸和復合酸(2種或2種以上的有機酸復合而成)。有機酸包括檸檬酸、延胡索酸(富馬酸)、乳酸、甲酸(蟻酸)、山梨酸等，其中使用較廣泛的是檸檬酸、延胡索酸。市場上許多有機酸是以鹽的形式存在，固體，氣味小，不易揮發，腐蝕性較小，因此在飼料生產中使用方便。有機酸既可以去除飼料中的微生物，也可以作為飼料添加到飼料和水中。

2 有機酸的作用機制

2.1 降低胃腸道pH值，提高消化酶的活性，促進營養物質的消化。當動物攝入有機酸后，胃液pH值降低，導致胃滯留量增加，蛋白質水解酶活性增強，從而使蛋白質分子被有效地水解，有利于氨基酸的消化、吸收和存留[1]。Thaela等(1998)在斷奶仔豬日糧中添加2.5%乳酸，可以提高胰液的體積和蛋白質含量，促進胰蛋白酶和糜蛋白酶的分泌。然而，添加乳酸對動物腸道中碳酸氫鹽含量沒有影響。因此，刺激胰腺分泌不是由日糧和胃液pH降低引起的，而是酸的直接作用所致[2]。有機酸可以降低微生物的代謝活性，提高脂肪消化率，改善能量消化率；抑制細菌的生長，減少菌體蛋白的形成，降低氨基酸的損耗，促進動物對氮的吸收；還可以提高植酸酶的活性，降低食糜的緩沖能力，從而促進鈣、磷的吸收，減少其排泄量，減輕了環境污染。有機酸可以影響腸黏膜的生理機能，保證絨毛的完整性。

2.2 抑制有害菌，促進有益菌的生長繁殖，改變胃腸道內微生物區系。有機酸是脂溶性的，它的非解離形式是其發揮抗菌作用的基本形式。有機酸能夠被動地通過微生物細胞壁擴散，破壞細菌的正常生理活動，有機酸一旦進入細胞，會在更堿性的環境中釋放質子，導致細胞內pH值的降低，抑制重要的微生物酶和營養運輸系統的作用，從而抑制細菌的繁殖[3]。此外，酸水解產生的RCOO-會干擾DNA和蛋白質的合成，使機體處于壓力之下，因而無法快速復制。

有機酸可以促進胃中乳酸菌等有益菌的生長，抑制大腸桿菌等有害菌的生長和增殖。Knarreborg等(2002年)研究了六種有機酸對仔豬胃腸道近端大腸菌的抑菌活性，發現它們之間有顯著差異，抗菌活性依次為苯甲酸＞富馬酸＞乳酸＞丁酸＞甲酸＞丙酸，這些有機酸可以促進有益菌的生長，抑制致病菌的生長，從而改變致病菌和有益菌的數量，促進胃腸道健康[4]。有機酸及其鹽類導致胃液pH值降低，限制胃中病原菌的存活，進而阻止病原菌進入腸道。日糧中添加有機酸及其鹽類還會降低飼料的緩沖能力，從而抑制飼料原料、商品料和胃腸道中有害微生物的增殖和定植[1]。有機酸也可以作為飼料保存劑保護飼料免受細菌和真菌的破壞。

3 有機酸在雞日糧中的應用

有機酸能抑制不耐酸細菌如大腸桿菌、沙門氏菌、產氣莢膜梭菌等的生長，保持家禽胃腸道的健康，從而改善其生長性能[5]，有機酸可以降低胃內pH值，提高胃蛋白酶活性，促進蛋白質的消化，提高氮、磷和礦物質的消化率[6]。

肉雞日糧中添加甲酸可以顯著改善飼料轉化率，提高蛋白消化系數；降低肉雞砂囊、十二指腸、空腸、回腸的pH值，降低盲腸內容物梭狀芽胞桿菌和沙門氏菌含量[7]。

有機酸通過降低微生物與宿主對養分的競爭和內源氮的流失來提高蛋白與能量的消化率，降低亞臨床感染的發生率和免疫介質的分泌，并且腸道酸化刺激胰蛋白酶的分泌和活性，優化幼體動物養分的消化和吸收，使氨基酸更適合體內蛋白質的沉積，從而提高胴體的瘦肉率。Adil等(2010)研究發現，有機酸可以促進胰液的分泌，胰液中具有高濃度的胰蛋白酶原、胰凝乳蛋白酶原A、胰凝乳蛋白酶原B、羧肽酶原A、羧肽酶原B，從而提高蛋白質的消化率[8]。

Ghazalah等(2011年)研究發現，肉雞日糧中甲酸添加量為0.25%、0.5%、1%時，可以提高體增重，改善飼料轉化率，甲酸添加量在0.5%時效果最佳；可以顯著降低胃腸道不同部分的pH值，包括胃、十二指腸、空腸、回腸；日糧中添加0.5%的延胡索酸或0.5%的甲酸可以提高能量和營養素的消化率，包括粗蛋白、粗脂肪、粗纖維和無氮浸出[9]。Brzoska等(2013年)研究結果表明，肉仔雞日糧中有機酸(0.3%～0.9%)具有促進生長、降低死亡率的作用[10]。Ao(2009)報道，肉雞日糧中添加2%的檸檬酸，能夠提高干物質、粗蛋白和中性洗滌纖維的存留[11]。Hassan等(2010年)發現，日糧中添加有機酸混合物(富馬酸、甲酸鈣、丙酸鈣、山梨酸鉀、丁酸鈣、乳酸鈣和氫化植物油)在減少腸道大腸桿菌和沙門氏菌方面優于抗生素生長促進劑(恩拉霉素)[12]。將有機酸添加到飲用水中，有助于降低水體和肉雞腺胃中病原體的水平，調節腸道微生物菌群[13]。

有機酸可以刺激家禽的自然免疫反應，鳥類免疫力的提高與有機酸對病原體的抑制作用有關[9]。日糧中添加有機酸可以改善體液免疫與淋巴免疫，Chowdhury(2008年)等研究結果發現，肉雞日糧中添加檸檬酸，能夠提高盲腸扁桃體和回腸中淋巴細胞的密度[14]，Haque等(2010年)發現，日糧中添加0.5%的檸檬酸，增加了淋巴器官中淋巴細胞的密度[15]。

4 有機酸在豬日糧中的應用

日糧中添加有機酸提高了斷奶仔豬的平均日增重，效果優于抗生素組(硫酸粘桿菌素、諾西肽和喹乙醇)；同時提高了鈣、磷和粗蛋白的消化率，且糞便中乳酸桿菌增多；增加了十二指腸、空腸絨毛高度，提高了盲腸中丁酸的濃度，結腸中戊酸的濃度[16]。

生長豬日糧中添加甲酸和檸檬酸可以顯著降低糞便中沙門氏菌的濃度，顯著增加了平均日增重[17]。斷奶仔豬日糧中添加2 g/kg的有機酸混合物(延胡索酸、乳酸、甲酸鈣、磷酸等)，能夠改善日增重和飼料轉化率，降低腹瀉率和糞便中大腸桿菌的數量[17]。有機酸還可以降低飼料的緩沖能力，抑制不良微生物在飼料原料、日糧和動物胃腸道中的增殖，改善日糧中營養物質的消化吸收。斷奶仔豬日糧中添加檸檬酸和山梨酸的混合物，改善了生產性能，維持了腸道健康[18]。

5 結語

有機酸作為飼料添加劑可以降低胃腸道pH值，調節腸道菌群，提高消化酶的活性，促進營養物質的消化與吸收，提高機體的免疫力，改善飼料的適口性，促進畜禽生長。隨著抗生素的禁用，有機酸作為抗生素的替代品受到廣泛的關注。但有機酸的效果不穩定，成本相對較高限制了其在動物養殖中的應用。因此開發和研制性能穩定且成本較低的有機酸及其鹽類飼料添加劑，對我國畜牧業的發展具有重要意義。

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