丙酸钙及其在动物生产中的应用

殷 燕 李晨博 曾晔临 王 恬

丙酸钙及其在动物生产中的应用

殷 燕 李晨博 曾晔临 王 恬

丙酸钙是一种新型饲料添加剂,近年来在饲料生产、动物生产中的应用越来越广泛。作为一种有机酸盐,丙酸钙不仅作为防腐剂,也常常作为酸化剂在饲料工业中应用,对预防疾病与提高动物生产性能发挥了积极的作用。文中综述了丙酸钙的理化性质与功用,对反刍动物产奶量、消化代谢与代谢疾病预防的影响及其在家禽生产中的应用。

丙酸钙；奶牛；家禽；饲料

丙酸钙是一种人工合成的有机酸盐,是世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（FAO）批准使用的安全可靠的食品与饲料用防腐剂。研究证明,丙酸钙具有很强的抑制细菌、霉菌生长及杀菌的活性,在食品和饲料工业中被广泛应用。此外,丙酸钙在畜禽生产中也有十分重要的作用,除预防动物代谢疾病外,对促进动物生长也有明显的作用。近年来,关于丙酸钙在动物生产中的应用研究的报道越来越多,随着抗生素等药物添加剂的使用受到限制,丙酸钙的应用将有十分广阔的前景。

1 丙酸钙的理化性质与功用

1.1 丙酸钙结构性质与制备工艺

丙酸钙是一种白色单斜板状结晶性粉末,分子式为C6H10O4Ca,分子量186.22,气味无臭或者略带丙酸味,可溶于水,微溶于甲醇、乙醇,不溶于苯和丙酮。

丙酸钙一般由丙酸和氢氧化钙或碳酸钙反应制得。工业上一般用氢氧化钙为原料,在反应锅中调氢氧化钙成悬浊液,加入丙酸反应,终点pH值7～8,经过滤干燥得成品。近些年,关于丙酸钙的制备工艺研究越来越深入。刘爱文利用毛蛤壳为原料制备丙酸钙,操作简单安全、成本低,而且产品的收率也比较高、质量好。高新以牡蛎壳为原料,采用常温常压直接法制备丙酸钙,丙酸钙的平均含量达到99.61%。张彬也利用甲壳类水产动物的废弃物为钙源,与丙酸合成丙酸钙。随着人们对丙酸钙的逐渐重视,制备丙酸钙的方法将会越来越多,丙酸钙制备工艺也将不断得到提升。

1.2 丙酸钙的生产与应用

丙酸钙作为保鲜剂被广泛应用于食品工业中,它能延长食品的保鲜期,广泛用于面包、蛋糕、饮料、谷物等食品加工业。严成的试验表明，在0℃下,丙酸钙浓度为3%,牛肉的贮藏期可达到24 d,常温下牛肉的贮藏期达到12 d,保存时间明显长于不加丙酸钙的牛肉的保存期；也有研究表明,在次氯酸钠、山梨酸钾、丙酸钙这3种防腐剂中,丙酸钙对于板栗的贮藏效果最好。鸡屠宰后,鸡肉品质将迅速下降。丙酸钙有较好的保鲜作用,用质量分数为0.015%的丙酸钙溶液处理鲜切鸡肉,对金黄色葡萄球菌的抑制效果最好；质量分数为0.020%时,对黑曲霉有明显的抑制作用；但丙酸钙对大肠杆菌无明显抑制作用。王红宁等在研究防腐剂对芽孢杆菌的抑菌、杀菌作用时发现,丙酸钙对芽孢杆菌繁殖体有抑制并杀灭作用。陈南南在研究食品防腐剂对腐败菌的抑菌效果时发现，不同防腐剂对腐败菌的抑制作用有所差别,其中丙酸钙对枯草芽孢杆菌的抑制作用最好。包红朵实验发现，丙酸钙复合型防霉剂对禾谷镰刀菌和黄曲霉菌均有抑制作用,而且,随着防霉剂浓度的增加,抑制效果越明显。这些研究都表明,丙酸钙对大部分菌类都有抑制作用。

丙酸钙还能用作饲料防腐剂,在饲料中,丙酸钙对霉菌、革兰氏阴性菌、黄曲霉素等敏感,具有独特的防霉、防腐性质。近年来,随着抗生素等药物添加剂的使用受到限制,丙酸钙、丙酸钠等常常被作为酸化剂应用在饲料工业中,对预防疾病与提高动物的免疫能力发挥了积极的作用。丙酸盐类（包括丙酸钙）发挥防腐防霉作用的有效成分为丙酸分子,饲料中的丙酸盐只有转变成丙酸才能发挥作用,而转变过程会受到水分、pH值等条件的影响。有研究显示,丙酸钙在酸性范围内有效：pH值在5.0以下对霉菌的抑制作用最佳,而在5.5以上时抑菌能力明显降低。荆亚铃在研究防腐剂在面包中的应用时发现,丙酸钙与脱氢醋酸钠两者的复配形式更利于面包保质期的延长,复配的比例为6：4。还有实验表明，肉仔鸡日粮中配合添加EM(有效微生物群落)和酸化剂能使肉仔鸡肠内容物的总蛋白酶、脂肪酶和总淀粉酶活性增强,氨基氮含量和丙氨酸转氨酶活性提高,而血清尿素氮水平、胆固醇、甘油三酯含量降低。同时,血钙、血磷水平提高,胫骨中钙磷含量增加。

2 丙酸钙在动物生产中的作用

2.1 丙酸钙对奶牛产奶量的影响

王聪等人的实验证明,在泌乳奶牛日粮中添加丙酸钙可以显著提高奶牛的产奶量，但对乳成分没有显著影响。大部分研究显示，丙酸钙对于提高奶牛产奶量有作用,但DeFrain等研究发现，添加丙酸盐对奶牛产奶量无显著影响,乳脂产量和乳蛋白质含量却显著提高。目前,由于试验条件不同,各种报道尚无统一的观点,有关丙酸钙的研究还有待进一步深入。

2.2 丙酸钙对动物消化代谢的影响

丙酸钙在机体内会水解产生丙酸,丙酸参与动物采食量的调节。在饲料中添加丙酸钙可以提高动物采食量,促进动物的能量代谢。郭刚等在对西门塔尔牛的研究中发现,在日粮中添加丙酸钙可以提高养分表观消化率,消化能、代谢能、沉积能也显著提高,而粪能、气体能有降低趋势,饲料中添加使用丙酸钙可提高西门塔尔牛对饲料的能量利用率。还有实验证明,丙酸钙可以提高羔羊的生产性能和饲料消化率。但丙酸钙的添加量过多会影响日粮的适口性,反而会降低动物采食量,因此,日粮中丙酸钙不宜添加过多。有研究显示,在成年绵羊饲料中添加丙酸钙能刺激绵羊分泌胰岛素,调节血液葡萄糖代谢,从而提高其饲料利用率,加速体重增长。

2.3 丙酸钙对反刍动物代谢疾病的预防

目前,对于丙酸钙的研究大多集中在牛、羊等反刍动物。丙酸钙在进入反刍动物机体后,能够水解为丙酸和钙离子。丙酸是反刍动物碳水化合物代谢中的一种重要的挥发性脂肪酸。反刍动物的很多代谢疾病都与丙酸的缺乏有关。

奶牛产犊后易出现丙酸和钙的缺乏,容易导致产乳热，从而引起产奶量和采食量下降。有研究表明，在奶牛日粮中添加113 g丙酸钙能够有效缓解这些症状。丙酸钙不仅能提供能源物质——丙酸,同时还能为奶牛补充钙。

酮病是高产奶牛生产中常见的疾病,是由于奶牛体内葡萄糖浓度偏低造成的,而葡萄糖主要是由丙酸通过糖异生转化而来的,当丙酸生成减少时,葡萄糖浓度便会降低,从而造成酮病的发生。因此,在奶牛日粮中添加丙酸钙可有效降低奶牛酮病的发生概率。加拿大、比利时等国家已有关于用丙酸钙为主原料生产治疗奶牛酮病的混合物的专利。有报道显示，在奶牛日粮中添加生糖前体物,如丙酸钠、丙酸钙等,能增加瘤胃挥发性脂肪酸中丙酸的比例。丙酸钙在反刍动物代谢疾病中起着重要作用,对于如何将其更好地应用于疾病治疗中,还有待进一步研究。

2.4 丙酸钙在家禽生产中的应用

除了在反刍动物生产中有重要作用外,丙酸钙在家禽生产中的应用也有积极的作用。美国的Oruwari报告,在每千克鸡饲料中加入1 g丙酸钙,可显著增加产蛋鸡的产蛋量和4周龄肉鸡的体重,并能增强产蛋鸡的抗不良刺激能力,而对鸡的行为无任何影响。Gornowicz等在相同的禽舍条件下用添加乳酸、丙酸、苹果酸的日粮饲喂罗斯308雏鸡42 d,研究发现,这些酸化剂可降低饲料和粪便中嗜温细菌和真菌的数目,并能够显著降低垫草和空气中致病微生物、大肠杆菌和产气荚膜梭菌的数量。目前,对于酸化剂在家禽生产中的作用的研究报道还不多见,并且大部分集中在复合酸化剂的研究上,王冉、周岩民等研究显示,乳酸宝和富马酸等添加在肉鸡日粮中均提高了肉鸡的体增重，并改善了饲料利用率。Kil在研究酸化剂对感染沙门氏菌雏鸡作用时发现,酸化剂可以有效地防止沙门氏菌对鸡的肝、心、肺、脾、肾等的损伤，并可有效地防止肠内出现退行性炎症变化。目前，国内对于丙酸钙在家禽方面的文献还比较少，其对于家禽生产的影响还有待进一步研究。

综上所述，已有许多研究表明，丙酸钙应用于动物生产中，对于预防动物代谢性疾病、提高产奶量、提高养分代谢率、促进动物健康生长等都有十分积极的意义。特别是在当今人们广泛关注饲料、食品安全，限制抗生素等药物添加的形势下，丙酸盐类（包括丙酸钙）的应用,具有广阔的前景。

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（编辑：高 雁，snow yan78@163.com）

Application of calcium propionate in animal production

Yin Yan,Li Chenbo,Zeng Yelin,Wang Tian

Calcium propionate is a new feed additive which is applied increasingly widely in feed production and animal feeding.As a kind of organic acid salt,calcium propionate is not only used as antiseptic,but also often applied to feed industry,which develops an important role in the disease prevention and improving animal production function.This paper reviews calcium propionate's physicochemical property,function and influence on milk production,digestibility and metabolic disease prevention of ruminant animals.

calcium propionate；cow；poultry；feed

S816.71

A

1001-991X（2011）16-0015-03

殷燕，南京农业大学动物科技学院，210095，南京。

李晨博、曾晔临、王恬（通讯作者），单位及通讯地址同第一作者。

2011-06-28

项目来源：南京农业大学SRT项目[1005A18]资助