饲用酸化剂的作用机理及其在畜禽生产中的应用
皮宇，孙丽莎，陈青，顾雯雯
（ 扬州大学动物科学与技术学院，江苏 扬州 225009）
摘要：酸化剂作为一种无污染、无残留、吸收迅速、参与能量代谢且无生态毒理的绿色环保型饲料添加剂，被视为抗生素的替代品之一。文章从酸化剂的种类、饲用酸化剂作用机制以及在畜禽生产上的最新研究等方面进行综述。
关键词：饲用酸化剂；添加剂；机理；动物生产
中图分类号：S816.7；S814 文献标志码：A 文章编号：1001-0084（2014）03-0026-06
酸化剂作为一种绿色环保型饲料添加剂，具有无污染、无残留、吸收迅速、参与能量代谢且无生态毒理性等优点，已受到业界广泛关注，被视为能替代抗生素的产品之一，成为与益生素、酶制剂及中草药等并列的重要添加剂[ 1 ]。酸化剂在改善饲料利用率、降低病死率、提高动物生产性能和增强抗应激能力等方面有显著的作用，在动物生产中显示出广阔的应用前景。
1· 种类
1.1 无机酸
无机酸的种类繁多，目前广泛应用于动物营养中的无机酸主要有硫酸、盐酸和磷酸等。但由于具有较强的酸性，易给动物机体带来强烈刺激，对动物体内物质代谢、矿物质吸收有一定影响。
1.2 有机酸
有机酸具有良好的风味，能改善饲料适口性，提高动物采食量，且含有一定能量，可参与体内营养物质的代谢，进而改善动物生长性能和健康状况，但使用成本较高。在生产中应用较广泛的有机酸主要有甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、乳酸、柠檬酸、延胡索酸、苹果酸、酒石酸、山梨酸等。
1.3 复合酸化剂
复合酸化剂是将两种或两种以上的特定有机酸和无机酸按照一定比例复合而成，目前广泛应用的有磷酸型复合酸化剂和乳酸型复合酸化剂，不同酸化剂之间的协同作用能有效提高动物生产性能，几种在不同pH范围起作用的酸复配在一起，有更广的抑菌和调菌区系，为维持良好的微生物肠道区系创造条件。
1.4 包被型缓释酸化剂
包被型缓释酸化剂是由许多酸化剂采用微胶囊制剂及脂化缓释技术对其包被，生产出的包被缓释型酸化剂能够使酸化剂的酸化作用延伸到畜禽的胃肠道，比普通的酸化剂具有更好的应用效果。
2 ·作用机理
2.1 降低饲粮pH，抑制病原菌和霉菌生长饲粮经过酸化剂处理后，pH 下降、酸度增加。饲料酸度的增加意味着其与酸的结合能力降低，此外，有机酸还具有一定的抑菌和杀菌活性，能减少饲粮中油脂的氧化酸败，因而经常被用作饲料的防霉抗氧化剂。连凯霞等研究表明，添加复合酸化剂0.1%和0.2%均可极显著降低饲料pH和系酸力（P<0.01），能有效防止饲料被常见霉菌污染[ 2 ]。
2.2 提高饲料适口性
动物喜好酸化剂的酸味，其可刺激动物味蕾及唾液和消化酶的分泌，具有诱食剂的功效。同时，饲料中加入酸化剂后，可掩盖饲料中某些不良气味，提高适口性。
2.3 降低胃内pH，提高消化酶活性
机体消化道内存在多种消化酶，如胃蛋白酶、胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等。不同的酶所需的最适宜pH不尽相同，多数酶最适pH接近中性，而胃蛋白酶的最适pH为2.0~3.5。动物饲料中添加酸化剂后，可以适当降低胃内的pH，这对胃蛋白酶原的激活有促进作用，进而促进蛋白质在胃内的消化，加强营养物质吸收。特别是幼龄动物分泌的胃酸和消化酶较少，胃内酶活性低，酸化剂能降低其pH 及系酸力，改善消化道的内环境，增加饲料消化性，进而提高动物对饲料的利用率。郭鹏等研究发现，肉仔鸡日粮中添加酸化剂能够降低消化道pH，提高十二指肠蛋白酶和淀粉酶活性[ 3 ]。
2.4 延缓胃排空速度，促进营养物质消化吸收
酸度可以反馈性的影响消化道排空速度，在胃内的作用效果更为显著。胃排空主要是受胃幽门和十二指肠前端的压力差控制，当酸性食糜进入小肠后，对十二指肠壁形成化学刺激，低pH可降低胃排空速度，增加食糜在胃中的停留时间，提高营养物质的消化利用率[ 4 ]。当酸化剂是有机酸时，有些有机酸是能量转换过程中的中间产物，可直接参与代谢；有些有机酸具有特殊的生化效应，可参与部分能量代谢或基团转换反应。故有机酸可减少因糖异生造成的组织损耗，因此日粮中添加有机酸还可增进动物对干物质、蛋白质和能量的利用率[ 5 ]。此外，酸化剂还能促进矿物质元素和维生素的吸收。一些常量和微量元素在碱性环境中易形成不溶性的盐，而酸化剂在降低胃肠道内容物pH的同时，还能与一些矿物元素形成易被吸收利用的络合物，从而促进其吸收。Boling 等研究发现，日粮中添加柠檬酸可以提高鸡对锰的利用率[ 6 ]。
2.5 降低动物胃肠道pH，改善微生物区系
在饲料中添加酸化剂，可以降低饲粮pH，在一定酸性环境下，对乳酸菌等益生菌的生长有促进作用，而对适宜在中性或偏碱性环境下生长的大肠杆菌、葡萄球菌和链球菌等病原微生物有抑制作用。有研究表明，酸化剂能够抑制大肠杆菌的生长，同时促进乳酸杆菌的增殖，且随着添加量的增加，大肠杆菌逐渐减少，而乳酸杆菌则增多[ 7 ]。吴秋珏等报道，富马酸可以促进动物胃肠道有益菌的增殖，提高微生物发酵能力，抑制有害菌，维持肠道正常的屏障功能，从而提高机体抗病能力[ 8 ]。
2.6 缓解应激反应，增强免疫机能
早期断奶、分群、转群、运输、接种疫苗等应激因素均可导致畜禽抵抗力下降，使畜产品质量下降，损害养殖业的经济效益。而某些酸化剂的供能途径比葡萄糖短，因此在机体应激状态下可用于紧急合成ATP，维持机体正常新陈代谢，提高畜禽的抵抗能力。此外，酸化剂能有效抑制动物肠道内病原菌的生长，对动物免疫系统具有调节作用，可间接提高动物接种疫苗的效价，降低动物体内血清谷草转氨酶活性。李建平等研究结果表明，柠檬酸可以提高育肥猪组织或血清的抗氧化酶活性、降低脂质过氧化物含量、提高抗氧化功能[ 9 ]。
3· 在畜牧生产中的应用
3.1 家禽
3.1.1 提高生产性能
黄冠庆等研究了酸化剂和益生素合用对肉仔鸡的影响，结果显示，酸化剂和益生素合用可增强蛋白质的吸收和降低体内蛋白质的分解及提高体内抗氧化能力，从而促进肉仔鸡生长，其最佳添加量为0.3%[10]。何国飞等研究结果表明，在日粮中添加不同水平复合酸化剂能降低料重比（P<0.05），提高平均日增重，添加量为0.8%时能显著提高1~56日龄的平均日增重（P<0.05）；添加量为0.5%时可显著降低28~42日龄料重比（P<0.05）[11]。酸化剂可提高蛋鸡生产性能，改善鸡体健康状况，尤其能够提高鸡蛋增重、蛋壳厚度，降低污蛋率、畸形蛋比例，改善蛋的外观与品质[12]。
3.1.2 影响营养物质消化率，改善肉品质
龚余亮等研究表明，肉鸡日粮中添加延胡索酸0.2%、0.4%能不同程度地改善肉鸡各阶段粗蛋白质消化率，且肉仔鸡日粮中添加延胡索酸0.2%的作用效果最佳[13]。王盼盼等研究表明，代谢有机酸可提高饲粮粗蛋白质和粗脂肪的表观代谢率，显著提高钙的表观代谢率（P<0.05），而且代谢有机酸还可提高三黄鸡肌肉系水力，增加肌肉嫩度，适宜添加量为5.00‰[14]。黄冠庆等研究了酸化剂和益生素联用对肉鸡屠宰率、肉品质的影响，结果显示，添加量为0.3％时能显著降低胸肌滴水损失（P<0.05）；而添加量为0.5％时可显著提高腿肌率（P<0.05），显著降低胸肌滴水损失及胸肌率（P<0.05），改善肉鸡肌肉品质[10]。李军等报道，酸化剂可提高肉鸡各阶段饲料蛋白质的消化率，且半净膛率、胸肌率和腿肌率均显著提高（P<0.05）[15]。
3.1.3 调节脂类代谢，增强免疫机能
李万军试验结果表明，在肉仔鸡饲粮中添加酸化剂，可增加血清氨基酸氮含量，增强谷丙转氨酶活性，降低血清尿素氮、三酰甘油和总胆固醇含量，加强脂类代谢；提高免疫器官指数，增强肉鸡的免疫功能[16]。李万军还研究了复合酸化剂在蛋鸡饲粮中的应用效果，结果显示，复合酸化剂能降低蛋鸡血清中乳酸脱氢酶、总蛋白、白蛋白、球蛋白、尿素氮和尿酸的含量，提高血清中碱性磷酸酶、血糖、钙和磷的含量[17]。贾刚等研究表明，缓释复合酸化剂能够在肉鸡肠道中发挥酸化作用，调节肉鸡肠道酸碱平衡；缓释复合酸化剂可以通过降低肠道pH，改善肠道微生态环境，从而提高肉鸡的免疫能力[18]。Hashemia等研究结果显示，与对照组相比，饲喂酸化剂、酸化剂加大戟菊均可显著降低鸡血清丙二醛含量（P<0.01）；饲喂酸化剂组的42 d鸡细菌总数和大肠杆菌极显著低于对照组（P<0.01）；添加大戟菊结合酸化剂可提高饲料转化率，组合使用会使肉鸡更好发挥抗氧化和抗菌特性，从而增强机体免疫力[19]。黄冠庆等研究报道，日粮中添加由酸化剂和益生素组成的复合添加剂能不同程度提高血清总蛋白质、白蛋白和总胆固醇含量及谷胱甘肽S 转移酶活性，不同程度降低血清尿素、丙二醛含量及谷草转氨酶和谷丙转氨酶的活性[20]。
3.1.4 降低肠道pH，改善肠道健康
郭鹏等研究表明，日粮中添加复合酸化剂0.2%可显著降低嗉囊、腺胃、肌胃和十二指肠的pH（P<0.05），添加复合酸化剂0.3%可显著降低嗉囊和腺胃的pH（P<0.05），添加复合酸化剂0.2%和0.3%可显著提高十二指肠的蛋白酶和淀粉酶活性（P<0.05）；日粮添加复合酸化剂0.3%可显著降低42 d空肠pH（P<0.05），添加复合酸化剂0.2%可显著提高42 d十二指肠淀粉酶活性（P<0.05），添加复合酸化剂0.3%可显著提高42 d十二指肠蛋白酶活性（P<0.05），说明添加复合酸化剂对消化道前段pH影响显著，日粮中添加复合酸化剂0.2%能够有效降低消化道内pH，并能提高十二指肠蛋白酶和淀粉酶活性[ 3 ]。朱宇旌等研究结果表明，添加包被酸化剂0.03%能够改善肠道微生态环境，促进肉仔鸡生长[21]。李建慧研究表明，酸制剂能够改善肉仔鸡肠道健康，且在肉仔鸡前期日粮中添加酸制剂对肉仔鸡生长性能的改善效果优于后期[22]。
3.1.5 改善环境，减少疾病发生
贾刚等研究表明，饲料中添加缓释复合酸化剂可降低鸡舍氨气浓度，改善鸡舍的空气质量[18]。曹要玲等以富马酸、乳酸为主的酸化剂和益生菌组合产品作为试验添加物，研究发现，试验组提高了黄羽肉鸡的平均日增重，降低采食量、料肉比和死亡率，并且改善了鸡舍环境，减少鸡只呼吸道疾病的发生[23]。石永峰等研究发现，酸化剂能通过改善养殖场环境卫生抵抗肉鸡肠道中致病菌，有效降低肉鸡腹水综合征患病率和死亡率[24]。
3.2 猪
3.2.1 提高生产性能
周治平等试验结果表明，添加不同水平复合添加剂组的仔猪比基础日粮组仔猪平均日增重分别提高5.9%、13%、10.24%；料肉比分别下降7%、10.21%、8.13%；且试验组的仔猪腹泻率下降，说明日粮中添加复合酸化剂能显著改善断奶仔猪生产性能，复合酸化剂适宜添加量为0.2%[25]。彭艳等从母猪分娩开始到哺乳期结束（21 d），对照组饲喂基础日粮、试验组在基础日粮中添加酸化剂4 kg · t-1，结果显示，哺乳母猪饲料中添加酸化剂采食量比对照组显著提高12.3%（P<0.05）[26]。王海峰等研究表明，饲粮中添加山梨酸0.20%可显著提高泌乳期1~7和1~21 d母猪的背膘损失、日均泌乳量以及仔猪的平均日增重和窝重（P<0.05），提高初乳游离脂肪酸浓度和泌乳第7天母猪及仔猪血清类胰岛素生长因子-Ⅰ（IGF-Ⅰ）浓度，改善仔猪生产性能[27]。
3.2.2 增强机体免疫力
李鹏等研究发现，添加乳酸型酸化剂0.1％、0.3％可显著提高仔猪血清中IgA的含量，添加磷酸型酸化剂0.1％、0.3％使得IgA 含量有升高的趋势，试验组仔猪血清IgG含量与对照组相比显著提高，血清IgM含量有提高趋势，说明添加酸化剂可提高仔猪的体液免疫水平[28]。李建平等研究在饲料中添加酸化剂对早期断奶仔猪免疫功能和抗氧化机能的影响中发现，添加柠檬酸可显著提高断奶仔猪血清超氧化物歧化酶活性和总抗氧化能力（P<0.05）[29]。
3.2.3 增强消化酶活性，提高饲料消化率
庞旭等研究结果表明，添加酸化剂可显著降低仔猪胃肠道食糜pH，提高仔猪胃蛋白酶和胰蛋白酶活性[30]。冯尚连等研究结果显示，添加乳酸可显著提高仔猪胃内容物胃蛋白质酶活性、小肠内容物胰蛋白酶和二糖酶活性以及小肠黏膜二糖酶活性，说明添加乳酸能促进仔猪消化酶的活性，并通过胃和小肠多个环节的作用，提高仔猪对饲料营养物质的消化能力，从而促进仔猪的生长[31]。刁慧等研究结果表明，与对照组相比，饲粮中添加苯甲酸5 000 mg · kg-1显著降低仔猪全期的料重比（P<0.05），显著提高试验第42 天饲粮干物质、粗蛋白质、能量、粗脂肪、钙、磷和粗灰分的消化率（P<0.05）；显著提高了试验第14天仔猪空肠食糜胰蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、麦芽糖酶、蔗糖酶和乳糖酶的活性及试验第42天仔猪空肠食糜乳糖酶和蔗糖酶的活性（P<0.05），结果表明，添加苯甲酸5 000 mg · kg-1 可增强空肠食糜消化酶活性，提高养分消化率，促进断奶仔猪生长性能[32]。
3.2.4 影响血液生化指标
高萍等研究表明，断奶仔猪日粮中添加山梨酸（SA）0.200%组的血清总蛋白、低密度脂蛋白、IGF-Ⅰ含量以及添加SA 0.050%和0.125%组的血清白蛋白、高密度脂蛋白含量均显著高于对照组（P<0.05）[33]。郑荷花在试验后期（46~66日龄）断奶仔猪日粮中添加丁酸钾0.10%和0.15%，可显著提高血清总甘油三酯的含量（P<0.05），显著降低胰岛素含量（P<0.05）；并且丁酸钾0.05%还可以显著降低断奶仔猪前期血清球蛋白、显著升高白球比、显著提高生长激素含量（P<0.05）[34]。
3.2.5 改善肠道健康，降低腹泻率
张旭晖等在断奶仔猪基础饲粮中分别添加有机酸化剂A、有机酸化剂B+C、有机酸化剂A+C0.3%，结果表明，在试验全期，与对照组相比，添加有机酸化剂A、B+C、A+C均可显著降低仔猪腹泻率（P<0.05）；添加有机酸化剂A、B+C、A+C对大肠杆菌和产气荚膜杆菌均有显著抑制作用（P<0.05），在38和45日龄时，添加有机酸化剂A、B+C和A+C对金黄色葡萄球菌均有显著抑制作用（P<0.05），结果表明，在仔猪饲粮中添加有机酸化剂A和B+C组合能够有效地改善断奶仔猪的生长性能和肠道健康，降低肠道有害菌总数[35]。郑荷花等研究表明，在试验后期（46~66日龄）断奶仔猪日粮中添加丁酸钾0.05%可改善肠黏膜形态，提高小肠的屏障功能及对养分消化吸收利用率，显著降低腹泻率（P<0.05）[36]。
3.3 反刍动物
3.3.1 缓解瘤胃酸中毒
酸化剂在反刍动物中的主要功能是促进乳酸的吸收，进而缓冲瘤胃内pH的降低，防止瘤胃酸中毒的发生[37]。杨洋研究了延胡索酸二钠与瘤胃素组合在高精料日粮条件下，对慢性瘤胃酸中毒状态下瘤胃发酵功能和微生物数量的影响，结果表明， 组合添加剂能显著提高瘤胃VFA 浓度（P<0.05），并能稳定高精料条件下瘤胃的pH，使乳酸杆菌和牛链球菌数量减少（P<0.05），反刍兽新月单胞菌、埃氏巨型球菌和产琥珀酸丝状杆菌的数量显著增加（P<0.05），说明延胡索酸二钠和瘤胃素的联合使用可以改善SARA状态下的瘤胃发酵功能，并使乳酸产生菌减少而乳酸利用菌增加，进而对瘤胃酸中毒起到缓解作用[38]。
3.3.2 影响饲料消化率，提高生产性能
卢宁报道，日粮中添加不同水平的酸化剂均可极显著的提高羔羊增重速度、饲料转化效率（P<0.01）[39]。王永军等研究日粮不同系酸力水平对羔羊生产性能和饲料养分消化率的影响，结果表明，降低羔羊日粮系酸力水平，可显著改善羔羊日增重、料重比和羔羊对日粮主要养分表观消化率，改善羔羊健康状况[40]。
3.3.3 降低腹泻率
屠焰等在代乳粉中添加复合酸度调控剂后，可提高14~28 d犊牛日增重，降低28 d体长指数，并有降低腹泻率的趋势[41]。卢宁等研究结果表明，日粮中添加不同水平的酸化剂均可有效改善羔羊的健康状况，降低腹泻率，试验组羔羊的腹泻率分别较对照组降低36.36%、28.65%和81.82%[42]。
3.3.4 影响发酵参数和血液生化指标
王小晶在杂草型日粮中添加柠檬酸8 g · kg-1、复合酸化剂4 g · kg-1能够在发酵12和24 h时降低甲烷产量，降低VFA中乙酸的浓度，增加丙酸的浓度，降低了乙酸与丙酸的比例[43]。王永军等研究了日粮系酸力水平对羔羊消化道生理指标和血液生化指标的影响，结果表明，降低日粮系酸力水平可改善羔羊消化道微环境，有效提高羔羊血清总蛋白水平，降低血糖和尿素氮浓度，有利于提高羔羊对营养物质的消化利用率[44]。
3.4 水产动物
池磊等研究表明，在饲料中添加复合酸化剂0.2%能够促进鲤鱼生长，同时增强其非特异性免疫能力[45]。王纪亭等在鲤鱼饲料中添加以柠檬酸、乳酸、磷酸等为主的复合酸化剂，可显著提高鲤鱼肝胰脏、前肠和中肠的蛋白酶活性，促进鲤鱼生长[46]。肖顺应等研究表明，苯甲酸酸化剂可提高饲料中磷的利用率，促进草鱼的生长[47]。尚卫敏等在草鱼饲粮中分别添加磷酸、柠檬酸、乳酸和复合酸化剂0.21%，结果表明，饲料中添加酸化剂均显著提高草鱼肠道和肝胰脏蛋白酶活性，添加复合酸显著提高肠道和肝胰脏淀粉酶和脂肪酶活性，添加乳酸和柠檬酸显著提高肝胰脏脂肪酶和淀粉酶活性（P<0.05）；还可显著提高草鱼血清超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和溶菌酶活性（P<0.05），说明饲料中添加酸化剂能够促进草鱼生长，增强其消化、抗氧化和免疫能力[48]。
4 ·小结
酸化剂具有高效、无残留、无抗药性的优点，在动物生产中具有改善肠道pH、提高肠道酶活、提高饲料利用率、促进动物生长、增强机体免疫力等作用，具有替代抗生素的潜能。开发利用酸化剂并对提高养殖业经济效益具有十分重要的意义，但酸化剂在肠道中的作用机理不明确、饲用效果不稳定、腐蚀机器设备等不足在一定程度上限制了该技术的大力推广。
[ 参考文献]略
文章来自：中国饲料添加剂网
