近些年,动物饲料中酸化剂及其盐的使用越来越普遍。随着某些抗生素和生长促进剂在动物饲料中的禁止添加,人们开始了替代产品的研究。大量试验结果表明,有机酸及其盐在维持和促进动物生产性能的效果方面,是这些禁用产品的理想替代物。
1 酸化剂在饲料中的作用
有机酸通过进入微生物机体破坏细菌细胞的合成和繁殖,从而对饲料起到抑菌和杀菌作用。不同的有机酸对微生物作用的机理和效果不同。有的酸化剂可以作为动物的能量来源,不同酸化剂对于畜禽的能量价值见表1。
表1 各种酸的能值
nbsp; 酸化剂的盐类是动物所需微量元素的一种来源。酸化剂钙盐中的钙比其他形式来源的钙更易被消化利用,磷酸也是一种消化率较高的磷源。
虽然在选择使用某种酸化剂时,它的营养价值并不是主要的考虑因素,然而营养价值在评估该种酸化剂的经济价值时却起着重要作用。因此,在优化任何一种酸化剂的商业价值时,必须仔细考虑该酸化剂的营养价值。
2 酸化剂在动物胃中的作用
以仔猪为例,仔猪断奶后胃内容物的pH值仍然偏高,无法达到最佳消化效果所需的PH值。在实际生产中,仔猪自身分泌的盐酸不能维持胃内最佳pH值。如果仔猪胃中的pH值过高,生成的胃蛋白酶量会较少而且活性较低,这样就抑制了对蛋白质的消化。有机酸在胃中可释放出pH,从而降低了胃的 pH值。此外,如果酸化剂的盐取代其他具有高缓冲力的微量元素作为饲料中微量元素的主要来源,那么酸化剂盐将降低饲料的缓冲能力。酸化剂降低胃pH值的程度取决于胃自身的pH、酸的分子量和酸的离解系数。如果使胃中的pH 小于4.0,那么最好使用磷酸和甲酸,而丁酸和丙酸的酸性较弱。各种酸的酸化力见表2
表2 不同的酸在pH=4时降低缓冲力的能力
nbsp; 酸化剂钙盐是一种很好的钙源,饲料中添加酸化剂钙盐后可减少饲料中石粉的添加量。虽然石粉在pH=4时对饲料的缓冲力较高,但它的钙利用率却非常有限。
要使动物胃中产生较强的抗菌作用,那么就必须添加足够浓度的具有活性的有机酸来降低胃中的pH值。在pH为4时,胃中大部分微生物会被抑制,因此胃中理想的pH值应小于4.0。而且需注意的是只有结合态的有机酸才会进入微生物的体内进行破坏,而结合态酸化剂的浓度取决于酸的离解系数和胃中的pH值。当pH值较低时,结合态酸化剂的浓度将升高。
通过在饲料中添加酸化剂,可提高蛋白质的消化率,降低小肠内不可消化蛋白质的含量,从而会降低小肠微生物分泌的有害物质的浓度。正因为酸化剂的上述两重机理相互作用才可以帮助断奶仔猪克服经常发生的消化功能紊乱等问题。
3 酸化剂在小肠中的作用
3.l 选择性抗菌作用 小肠内的pH值一般为6.0,故我们需要使用在pH值为6.0时能选择性地抑制革兰氏阴性菌的有机酸,此外为了确保胃肠道的健康发育,必须有一个平衡的微生物区系。
3.2 刺激胰腺的分泌 3~4周龄断奶仔猪的胰腺所分泌的消化液不足以消化固态日粮,而人们普遍认为,消化物的pH值较低时会提高胰腺的分泌。一些有机酸如乳酸和丁酸会诱导胰腺的分泌,通过在饲料中添加0.4%~1.6%的乳酸提高了胰腺内源性酶的分泌,从而提高了采食量和饲料的消化效率。
3.3 有利于肠组织健康 碳水化合物发酵产生的脂肪酸有利于细胞上皮增殖。最近未公开发表的研究表明,饲料中添加有机酸具有促进小肠上皮增殖的功能,而小肠上皮增殖对于促进小肠的吸收和腹泻仔猪的健康恢复具有重要作用。
短链脂肪酸也可提高动物的非特异性免疫能力,在当前饲料中禁止使用某些抗生素和生长促进剂的情况下,酸化剂这一生物学功能的发现对于动物营养领域具有积极意义。乳酸在促进机体免疫能力的作用效果上尤为明显。
4 酸化剂在大肠中的作用
4.1 选择性抗菌作用 后段肠道的平衡发酵对于消化、吸收以及保证肠道的健康尤为重要。在饲料添加某些经过选择的有机酸后可影响动物大肠正常发酵,然而大部分游离态酸不能到达大肠发挥作用,所以目前大量的研究集中于能到达大肠发挥作用的有机酸探讨,饲料中添加酸化剂对于大肠是否具有潜在的抑菌功能。
4,2 有利于肠道健康 短链脂肪酸是大肠上皮的一个重要的能量供给源,然而,对于上皮组织来说,饲料中的有机酸不能导致短链脂肪酸供给的变化,需要额外添加酸化剂。
5 应用酸化剂应注意的几个问题
5.l 酸化剂的应用条件 饲料中添加酸化剂,首先应考虑到是否符合饲料卫生法规,生产过程是否具有腐蚀性。有些酸化剂具有刺激性气味如丁酸,有些酸化剂的添加量超过一定水平时会减少采食量,如甲酸。此外,酸的挥发性也是影响添加量的一个因素。甲酸、醋酸、丙酸和丁酸都具有较低的挥发压,其挥发程度取决于饲料的处理方式、加工时间、环境温度、贮藏时间和有机酸的浓度和类型。试验表明,膨化饲料加工过程中甲酸损失可达20%。它对饲料厂造成两大污染:一是挥发出来的酸使空气中弥漫不良气味;二是它会腐蚀饲料加工设备。
5.2 对肠道区系的影响 有些酸化剂破坏肠道上皮组织,现已确认添加甲酸会造成较大的损伤,建议对于某些酸化剂的使用量应给予限制。
5.3 破坏动物的有益菌群 添加有些酸化剂可能会破坏有益菌的发酵,如乳酸的发酵。为了防止这种现象发生需要选择适当的有机酸。比如,富马酸抑制乳酸杆菌属的繁殖,因此在添加时一定要注意。
6 酸化剂营养安全最佳模型
酸化剂营养安全最佳的计算机模型涉及到以下被大家广为关注的几个因素:l)每种酸的特性和作用;2)酸的价格;3)动物的品种及动物的生理特征;4)饲料的组成;5)应用的局限性,尤其是酸对加工设备的腐蚀性;6)酸化剂产品的形状;7)最适载体。
营养安全模型是建立在大量科学数据基础上的一种应用模型,它可以提供具体的复合酸化剂模式,以满足营养学者设计特殊饲料和酸化剂应用的要求。当用户将具体的要求说明输入到这个模型后,该模型可根据用户的说明,按照最佳的经济成本考虑,输出一个运算结果满足用户的要求。这就意味着用户可以根据自己的养殖情况,通过模型得到适用的最佳复合酸产品。比如,可以依据饲料的造型选择添加酸化剂;配制方便饲喂的液体发酵酵母;生产最低成本的抑制沙门氏菌的酸化剂产品;生产的产品可使仔猪胃中pH值小于4.0;生产对仔猪小肠无腐蚀性的干型产品;还可以生产具有多种功能甚至可以饮用的产品。总之,该模型可根据用户的具体要求生产出多种形式的酸化剂产品。
总而言之,营养安全最佳模型可以说是最佳的酸化剂应用方案,具有最合理的价格,不仅促进动物的生产性能,而且使养殖者获得更丰厚的经济效益。