酸化剂作为饲料添加剂在养殖中的应用效果已经得到证实,并且被认为是抗生素的有效替代品之一,然而笔者在走访中依然发现有部分养殖场对酸化剂的认识还是限于“通水线”,因此在查阅相关文献后,对酸化剂的部分知识整理如下。
酸化剂又称酸度调节剂,是能提高饲料酸度的物质的统称。自上世纪60年代英国科学家发现酸化剂以来,经过半个世纪的发展,它从最初的无机酸到有机酸,再到多种酸组成的复合酸化剂,酸化剂已经逐渐成为饲料生产中的重要添加剂。
1.酸化剂的分类
根据化合物的性质可以分为无机酸化剂和有机酸化剂,根据形态可以分为液体型和固体型,根据酸化剂的组成形式又可分为单一酸化剂和复合酸化剂。
❶ 无机酸化剂。常见的无机酸化剂有盐酸、磷酸和硫酸,因成本低且生产工艺简单广泛使用,但是无机酸化剂的使用效果受到一些质疑,盐酸加到日粮中会因为饲料的不同电解状况而影响效果,有实验表明,硫酸和盐酸作为酸化剂几乎没有效果,磷酸作为酸化剂有较小的正作用且本身含有常量元素磷可以作为饲料中磷的补充。无机酸释放过程较快,主要对胃pH值有影响,对肠道作用不大,而且有可能对电解质平衡有一定影响,在使用过程中,用量较少时效果不明显,用量过大时会对饲料机械有一定损害,还会损伤畜禽的口腔粘膜(胡贵丽等,2018)。
❷ 有机酸化剂。有机酸化剂是有机化合物的酸的总称。比较常见的有机酸化剂有甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、乳酸、苹果酸、山梨酸、富马酸和柠檬酸等。这些酸是Kreb循环的中间产物,因此可以作为一种能源,防止糖异生和脂肪分解导致的组织分解。有机酸化剂适口好,可以降低胃肠道pH值,既有抑菌作用,又有杀菌作用。
❸ 复合酸化剂。复合酸化剂是将两种或两种以上单一的酸化剂配制为复合酸化剂,能够达到迅速控制酸碱度,获得优良的缓冲能力以及更高性价比的效果。其优点在于克服了单一酸带来的酸度过大、腐蚀性强的缺点,并且复合酸化剂是由多种酸组成,多种酸可能存在协同增效作用,从而发挥更好的作用,此种酸化剂在畜禽生产中更为广泛。一般复合酸化剂主要包括全酸型酸化剂和酸盐结合的复合酸化剂两种。全酸型酸化剂是以一种酸为核心,多种酸混合的酸化剂。目前应用比较广泛的是以磷酸为核心的磷酸型、以柠檬酸为核心的柠檬酸型和以乳酸为核心的乳酸型酸化剂。
2.酸化剂的作用与作用机理
❶ 提高胃肠道的酸度,提高消化酶的活性。许多研究表明,动物消化道内的pH值只有维持在适合的区间内,动物消化道才能够保持正常的消化生理状态。过高的pH值胃蛋白酶原的活性受到显著抑制,pH值大于6时,胃蛋白酶处于失活状态。在动物的饲料中添加酸化剂使胃内pH值降低,胃蛋白酶原被激活,从而促进蛋白质的分解,又可进一步刺激胰蛋白酶的分泌增加,促进蛋白质的充分吸收。
❷ 改善胃肠道内微生物区系。链球菌、大肠杆菌、梭壮芽孢杆菌和葡萄球菌的适宜pH都属于中性或者偏碱性。胃肠道内pH值在小于4时,上述几种细菌大量失活,而乳酸杆菌之类的有益菌适合在酸性环境中生长繁殖,另外,乳酸杆菌的代谢产物乳酸在肠道内阻碍大肠杆菌与其受体结合从而抑制大肠杆菌的生长。有研究表显示,进入肠道的有机酸可以使肠道形态改变、小肠隐窝深度变浅、增加绒毛高度,从而肠道对营养物质的吸收率提高。
❸ 促进矿物质元素和维生素的吸收。碱性环境中某些微量元素以及常量元素由于易形成不溶性的盐而极难被吸收。酸化剂在提高胃肠道内酸度的同时,还能通某些矿物质元素形成容易被吸收利用的络合物。高铜与酸化剂具有相加效应得到了许多学者的证实,例如铜与柠檬酸、延胡索酸、或者磷酸能够形成高生物学效价的络合物,在降低铜的氧化催化活性的同时促进了铜的吸收。
❹ 直接参与体内能量代谢,作为能量。来源柠檬酸和延胡索酸等酸化剂是参与三羧酸循环的反应物或者中间产物,可以直接参与代谢,乳酸是糖酵解的最终产物之一,可以通过糖异生作用释放能量作为能量来源。
❺ 提高机体免疫力和抗应激作用。运输、分群、转群等这些应激因素都会降低畜禽的抵抗力,降低畜禽产品质量,从而影响养殖业的经济效益。由于一些酸化剂的供能途径较葡萄糖短,当机体处于应激状态下时酸化剂能够紧急合成ATP,保证机体的正常新陈代谢,畜禽抵抗能力提高。酸化剂还能调节动物免疫系统,从而间接使动物接种疫苗的效价得到提高,机体内血清谷草转氨酶活性降低。研究发现仔猪饲料中添加酸化剂后,增强仔猪的免疫功能,尤其是红细胞的免疫功能得到极大增强,家禽日粮中添加有机酸也能够增强家禽的抗病能力和免疫力。
❻ 延缓胃排空速度。胃肠道内的酸度对消化道的排空速度有反馈调节效应,此效应在胃里面的作用效果表现的尤其显著。胃幽门和十二指肠前端的压力差控制着胃排空。酸性食糜能对十二指肠壁产生化学刺激,胃内较高的酸度可以减弱胃排空的速度,从而延长胃中食糜的停留时间,使物质的消化利用率得到提高。
❼ 改善饲料的保存环境。丙酸、延胡索酸和乳酸之类的一些有机酸具有广谱抑菌活性,但是不会影响某些乳酸杆菌等有益菌的生长。资料显示,往处于三十摄氏度下高温高湿的饲料中加入一定量的延胡索酸之后,能有效减少微生物的数量。甲酸等短链脂肪酸能明显抑制革兰氏阴性菌、芽孢杆菌属、梭壮芽孢杆菌的生长。所以,酸化剂作为饲料的保存剂是一个不错的选择。
❽ 其他可能的作用机制。有机酸在机体内还可以作为信号分子,促进采食的作用。酸化剂可以直接刺激位于口腔内的味蕾细胞,促进唾液分泌而增进食欲从而使动物采食量提高
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