根據(jù)功能來選擇最佳的飼料酸化劑

泛華生物

近年來，酸化劑作為高效、無污染、無殘留的飼料添加劑，與益生素、酶制劑、香味劑等并列為新型的綠色飼料添加劑，飼料酸化劑的應(yīng)用也日益普遍。目前，酸化劑已被廣泛應(yīng)用于仔豬飼料、家禽飼料、青貯飼料等領(lǐng)域，效果顯著，但仍存在一些問題，如有些酸化劑使用效果還不穩(wěn)定、添加劑量大、成本高、制成預(yù)混料不方便、飼料中的一些堿性物質(zhì)常中和一部分添加的酸、在胃中吸收速度過快、抑制胃酸分泌和胃功能的正常發(fā)育、易吸濕結(jié)塊、腐蝕加工機械、運輸設(shè)備等。

目前國內(nèi)外市場上的酸化劑產(chǎn)品很多，根據(jù)不同的分類方法可以分為：有機酸和無機酸、單一酸和復(fù)合酸。其中復(fù)合酸可能是復(fù)合有機酸或者是有機與無機復(fù)合酸。有機酸可以分為大分子有機酸（乳酸CH3CH(OH)COOH，分子量90；檸檬酸C3H4-OH-(COOH)3，分子量192；延胡索酸COOHCH=CHCOOH，分子量116；山梨酸CH3CH=CHCH=CHCOOH，分子量112）和小分子有機酸（甲酸CH2O2，分子量46；乙酸C2H4O2，分子量60；丙酸C3H6O2，分子量74；丁酸CH3(CH2)2COOH，分子量88）。無機酸主要正磷酸。酸化劑產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，不僅與其活性成分及含量有非常密切的關(guān)系，也受到生產(chǎn)工藝等因素的很大影響。如何從眾多同類產(chǎn)品中選擇好的酸化劑，是令飼料生產(chǎn)和動物生產(chǎn)者頭疼的問題。

要選擇好的酸化劑產(chǎn)品，首先要對酸化劑所應(yīng)該具有的功能有比較清楚的認(rèn)識，另外也要對各種產(chǎn)品有比較清楚客觀的認(rèn)識，這樣才能有的放矢。

1. 酸化劑應(yīng)該具有的功能

1) 降低飼料pH值和酸結(jié)合力，促進(jìn)胃內(nèi)酶原活化

飼料及原料酸結(jié)合力的定義為使100g飼料（原料）pH值降至4.0時所需鹽酸的毫摩爾數(shù)，也有人把它定義為使1kg飼料pH值降低至3.0時所需鹽酸的毫克量。而對所有仔幼動物來說，為100g飼料的pH值降低至動物胃內(nèi)最適范圍的鹽酸毫克當(dāng)量。酸結(jié)合力越高的飼料，在胃內(nèi)結(jié)合的游離酸就越多，造成的胃內(nèi)pH升高也越多。眾所周知，胃內(nèi)一些重要的酶原如胃蛋白酶原需要胃酸來激活后才具有催化活性。酸結(jié)合力高的飼料就會影響酶原的激活，導(dǎo)致胃內(nèi)消化酶活性低，影響飼料中營養(yǎng)特別是蛋白質(zhì)的消化。另外，當(dāng)胃內(nèi)pH較高時，胃內(nèi)酸度達(dá)不到滅菌要求，飼料中附著的大腸桿菌等微生物進(jìn)入小腸，能夠在小腸中繁殖(Sissons等1989)。并且，未消化的胃內(nèi)容物為大腸桿菌生長提供了良好的培養(yǎng)基條件。

研究表明，除了礦物原料外，飼料原料的酸結(jié)合力與它的蛋白含量有很高的正相關(guān)（R2>0.8）,也就是說，蛋白含量高的原料一般來說它的酸結(jié)合力也高。這對于幼齡動物及高生產(chǎn)性能動物來說影響很大，因為這些動物的飼料中必須含較高蛋白以滿足機體需要。幼齡動物胃內(nèi)泌酸力往往不足，很容易受到具有很高的酸結(jié)合能力的高蛋白飼料沖擊，從而影響了動物的消化生理功能，進(jìn)而導(dǎo)致以采食量低和腹瀉為主要特征的綜合癥，嚴(yán)重影響了動物生產(chǎn)性能。另外，礦物原料，特別是鈣源和磷源原料的酸結(jié)合力非常高。蛋雞料中因為含鈣原料的大量使用而具有很高的酸結(jié)合力，嚴(yán)重影響的蛋雞對飼料的消化。

飼料酸化劑必須具有的一個主要功能就是降低飼料pH值和酸結(jié)合力，以提高消化酶活性或激活一些重要的酶。酸化劑降低pH值和酸結(jié)合力的能力取決于所用的酸的解離度和分子量。無機酸具有很高的解離度，而且速度快，所以能夠快速降低飼料及胃內(nèi)pH值。而有機酸的解離度比較低，所以降低pH值的能力比無機酸低，但解離速度慢，所以作用時間更長。

雖然無機酸具有較強的酸性及較低的添加成本，但研究和實際應(yīng)用表明無機酸的作用效果并不如有機酸。一方面，胃內(nèi)pH值得急劇降低會破壞胃粘膜功能甚至灼傷胃粘膜，抑制胃酸分泌和胃功能的正常發(fā)育；另一方面，無機酸可能給飼料帶來不良味道，降低了飼料的適口性；另外，無機酸還可能破壞日糧的電解質(zhì)平衡，引起采食量下降，從而嚴(yán)重影響飼料報酬及動物生長。

大分子有機酸如檸檬酸、乳酸、延胡索酸等，因為分子量比較大，單位重量酸分子所能解離出的氫離子就少。所以它們在降低pH值和飼料酸結(jié)合力方面的效力就比小分子有機酸更低。有些大分子有機酸是所謂的多元酸，即理論上一個酸分子能解離出幾個氫離子，但多元酸的二級以上的解離是非常困難的，通常解離度非常小，所以實際上飼料中的有機酸只能進(jìn)行一級解離。

因此，從降低飼料pH值和酸結(jié)合力的目的來說，小分子有機酸作用效果比無機酸和大分子有機酸更好。

2）酸化劑應(yīng)促進(jìn)腸道微生態(tài)平衡，預(yù)防動物腸道病原微生物疾病。

平衡穩(wěn)定的微生態(tài)環(huán)境對防止動物疾病很重要。幾種病原菌生長的適宜pH值都中性偏堿，如大腸桿菌適宜pH值為6.0-8.0，鏈球菌為6.0-7.5，葡萄球菌為6.8-7.5，梭狀芽孢桿菌為6.0-7.5，而乳酸桿菌等適宜于酸性環(huán)境生殖。因此，酸化劑通過降低胃腸道pH值可抑制有害微生物繁殖，減少營養(yǎng)物的消耗和細(xì)菌毒素的產(chǎn)生，同時促進(jìn)有益菌的增殖。

除了降低腸道pH值外，有機酸還有另一種殺滅病原菌的作用機理。有機酸進(jìn)入動物胃腸道內(nèi)后有一部分解離產(chǎn)生氫離子，從而降低pH值，而另外一部分則不解離而是以分子形式存在。只有這部分以分子形式存在的有機酸能通過細(xì)菌的細(xì)胞膜而進(jìn)入到細(xì)菌內(nèi)部。在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)pH值為中性，所以有機酸分子會在此解離產(chǎn)生氫陽離子和羧根負(fù)離子。氫陽離子會降低細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)pH值，而細(xì)菌要維持正常的生命就必須將細(xì)胞內(nèi)pH值保持在7.0左右，因此細(xì)菌細(xì)胞要通過H+-ATP泵將氫陽離子排到細(xì)胞外，這個過程消耗大量的能量（ATP），從而使得細(xì)菌失去活力。另一方面，羧根負(fù)離子可以抑制細(xì)菌細(xì)胞核內(nèi)的DNA和蛋白質(zhì)的合成過程使得細(xì)菌不能繁殖下一代(Stratford &Anslow, 1998 ；Russel & Diez-Gonzales, 1998 ；Roe et al., 1998)。因此酸化劑的直接殺菌效果取決于酸的解離程度，解離程度越低的酸殺菌效果越強，解離程度越高的酸直接殺菌效果越差。一般來說，無機酸（如磷酸）的解離程度很高，因此其直接的殺菌作用差；有機酸解離程度低，殺菌效果則相對較強。而有機酸當(dāng)中不同的有機酸的殺菌作用也存在差異，其中檸檬酸、乳酸因解離程度比其它有機酸高而殺菌效果較差，甲酸、乙酸、丙酸的殺菌效果較好。因此甲酸、乙酸、丙酸是比較理想的具有殺菌作用的有機酸。另外酸化劑的作用還取決于酸的濃度和分子數(shù)，濃度越高，分子數(shù)越多，其作用效果越好，因此大分子有機酸的殺菌效果比較差。

無機酸通過降低腸道pH可以抑制部分細(xì)菌生長，但是因為無機酸解離速度快，其作用難以到達(dá)腸道后段，所以無機酸的實際抑菌效果不好。而大分子有機酸因為分子較大，難以進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部，所以大分子有機酸的抑菌效果也不如小分子有機酸。

此外，研究表明，由小分子有機酸組成的復(fù)合有機酸具有比單項小分子有機酸更強的抑菌作用。Rössler（1997）測試了甲酸、乙酸、丙酸、延胡索酸、檸檬酸和乳酸的對大腸桿菌的最低抑菌濃度，發(fā)現(xiàn)甲酸的有效抑菌濃度最低，即抑菌效果最好，其次是丙酸、乙酸和延胡索酸，而乳酸和檸檬酸抑菌效果最差。他們還發(fā)現(xiàn)，甲酸與丙酸的復(fù)合物抑菌能力是甲酸或丙酸單酸的2-4倍。

3）促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)消化

上文已經(jīng)提到，飼料酸化劑能促進(jìn)酶原特別是胃蛋白酶原的激活，從而提高蛋白質(zhì)的消化。另外，酸化劑能與一些礦物質(zhì)元素結(jié)合為易被吸收利用的絡(luò)合物，促進(jìn)這些元素在體內(nèi)的吸收和存留。同時還可防止礦物質(zhì)在堿性環(huán)境中形成不易吸收的不溶性鹽，影響礦物質(zhì)吸收的作用，也有利于維生素(如VA,VD)的吸收。在肉雞日糧中添加丙酸可使跗骨的彈性、抗壓強度及骨鈣含量均有提高，且骨鈣含量與日糧中丙酸添加量呈正相關(guān)。

4) 其它

添加有機酸或無機酸可減慢食物在胃中的排空速度，因而增加了蛋白質(zhì)在胃中的停留時間，提高了蛋白質(zhì)的消化率。此外，一些有機酸化劑的酸味是動物喜愛的味覺之一，可誘發(fā)味蕾興奮，提高采食量，同時也可以掩蓋飼料中某些不良味覺反應(yīng)，提高飼料適口性。

有些觀點認(rèn)為有機酸可以直接參與體內(nèi)代謝，為動物提供能量。確實有些有機酸是能量轉(zhuǎn)換過程中的重要中間產(chǎn)物，理論上它們可以參與到三羧循環(huán)中并最終為動物提供能量。但是，因為外源的酸化劑總量很少，而且價格貴，所以把有機酸當(dāng)作能量來源來利用顯然在經(jīng)濟(jì)上不合算。

2．酸化劑的種類和及其優(yōu)缺點

1）無機酸化劑

無機酸化劑包括鹽酸、硫酸和磷酸，在生產(chǎn)中使用的主要是磷酸。其優(yōu)點是具有較強的酸性及較低的添加成本。無機酸的解離速度快，使動物食道和胃內(nèi)pH值急劇下降，可能灼傷食道和胃，抑制胃酸分泌和胃功能的正常發(fā)育。而且無機酸的降pH值作用只能到達(dá)胃，而不能到達(dá)腸道后段，所以無機酸通過降低pH值來抑制有害菌的作用非常有限。另外，無機酸還可能破壞日糧的電解質(zhì)平衡，引起采食量下降，從而嚴(yán)重影響飼料報酬及動物生長。

2）有機酸化劑

有機酸化劑價格較高，但風(fēng)味良好，并具有較強的抑菌作用，在促進(jìn)仔豬生長性能方面效果較好。對有機酸作用機理進(jìn)行深入的探討后，人們把有機酸分成了兩類：①只能通過降低胃腸道環(huán)境的pＨ值來達(dá)到間接降低有害病菌數(shù)量的作用，如富馬酸、檸檬酸、蘋果酸、乳酸等大分子有機酸。這類有機酸只能在胃中發(fā)揮其作用，不能降低小腸中的pH值；而且因為分子量比較大，單位重量的酸分子釋放的氫離子比較少，所以它們的降pH作用也比小分子有機酸差。②不但能降低環(huán)境中的pH值，而且對革蘭氏陰性菌有抑制作用，因為它們可以破壞細(xì)菌細(xì)胞膜干擾細(xì)菌酶的合成，進(jìn)而影響病菌DNA的復(fù)制,最后產(chǎn)生抗革蘭氏陰性菌的作用。這類有機酸有甲酸、乙酸、丙酸等小分子有機酸。

3）復(fù)合酸化劑

復(fù)合酸化劑是利用各種特定的有機酸和無機酸復(fù)合而成。復(fù)合型酸化劑克服了單一型酸化劑功能單一、添加量大、腐蝕性強等缺點。優(yōu)質(zhì)的復(fù)合酸化劑各成分相互間能起到很好的協(xié)同增效作用，可以極大提高產(chǎn)品的作用功能，不僅能降低胃腸道pH值，而且具有良好的抑菌殺菌效果，所以復(fù)合型酸化劑的作用功能一般都比單一型的要優(yōu)越?，F(xiàn)在已逐步取代單一型酸化劑，成為飼料酸化劑發(fā)展的趨勢。

3．使用有機酸鹽和載體保護(hù)飼料營養(yǎng)成分、設(shè)備和工人

雖然酸化劑對飼料有酸化作用，但直接添加的酸可能腐蝕飼料生產(chǎn)設(shè)備、破壞飼料中的營養(yǎng)成分特別是維生素和礦物質(zhì)、損害動物食道和胃。如果操作不當(dāng)，還可能造成人身傷害。而且直接添加的酸在食道和胃內(nèi)開始迅速解離，作用時間非常短暫，還可能抑制胃酸分泌和胃功能的正常發(fā)育。而病原微生物主要位于腸道后段，所以直接添加的酸化劑并不能起到抑菌作用。

而使用有機酸的弱堿鹽，則可以很大程度上減小這些不利因素。研究表明，有機酸弱堿鹽具有與有機酸相當(dāng)?shù)囊志饔谩Ａ硗猓捎镁哂芯忈尮δ艿妮d體，既防止酸與設(shè)備及飼料中的營養(yǎng)成分發(fā)生反應(yīng)，又讓酸在胃和腸道內(nèi)緩慢釋放，使其作用一直持續(xù)到腸道后段，起到良好的抑菌效果。

學(xué)無止境2013

不錯，學(xué)習(xí)了，謝謝分享