酸化剂在动物生产中的研究进展

罗佳捷，张 彬*，陈登科

（1.湖南农业大学经济动物研究所，长沙 410128；2.唐人神集团股份有限公司，湖南 株洲 412007）

酸化剂又名酸制剂，是能降低饲料pH，提高饲料酸度的一类添加剂的总称，其在饲料工业和动物养殖业中的应用已有40余年的历史。早在1963年就有了关于在饲粮中添加乳酸和乳酸钙能减少仔猪粪便中大肠杆菌数量，提高仔猪生长率的报道。随后，人们对酸化剂在猪、家禽、反刍动物和水生动物生产中的作用进行了大量的研究，发现其具有降低饲料pH和酸结合力、促进营养物质和矿物元素的吸收、提高日粮的适口性及提高动物免疫力和抗应激能力等许多优良的功能，并结合动物的生理特点及酸化剂的自身特性，研制出了复合酸化剂、包被缓释型酸化剂等优化产品，使其在饲料工业和畜禽养殖业的发展过程中发挥了重要的作用[1]。

1 酸化剂的种类

1.1 单一无机酸化剂

无机酸化剂包括强酸和弱酸两类。通过在畜禽生产中的应用研究发现，无机酸中仅有磷酸表现出了较小的正效应，而盐酸和硫酸等均表现出负效应，这可能是因其具有刺激性气味、适口性差、导致动物采食量下降或阴阳离子不平衡，从而影响了动物的生长和饲料报酬。目前，无机酸中只有磷酸还在使用，尽管其酸化能力较强，使用成本较低，但由于其使用效果要差于有机酸，因此使用较少，且主要作为复合酸化剂中的成分被添加。

1.2 单一有机酸化剂

有机酸酸化剂可分为两类：通过降低动物胃肠道内的pH来间接减少有害病原菌数量，包括乳酸、柠檬酸、延胡索酸、苹果酸等；另类不仅能降低动物胃肠道的pH，而且对革兰氏阴性菌有抑制作用，因其可以破坏细菌细胞膜、干扰细菌酶的合成，进而影响病菌DNA的复制，最后产生抗革兰氏阴性菌的作用[2]。甲酸、乙酸、丙酸和山梨酸等都属于这类有机酸。有机酸具有良好的风味，能改善饲料的适口性，且含有一定的能量，可参与体内营养物质的代谢，杀菌作用强，缺点是使用成本较高。

1.3 复合酸化剂

复合酸化剂通常由几种特定的有机酸和无机酸按不同比例组合而成，具有可迅速降低pH、保持良好的缓冲效果、保持最佳的生物性能及最低添加成本等优点。其中有机酸效果好、用量大、成本高；无机酸用量小、成本低，但适口性差，且仅对日粮酸化起作用。随着有机酸生产工艺的改进和工业化生产的形成，酸化剂正朝不同复合有机酸的方向发展，最优化的复合体系将是酸化剂发展的一种趋势。

1.4 包被型缓释酸化剂

酸化剂经常由于被饲料中的碱性物质中和而失去其酸化作用，也可能因为释放H＋速度过快而不能有效的作用于动物肠道。为了使酸化剂的酸化作用能延伸到畜禽的胃肠道，许多酸化剂采用微胶囊制剂及脂化缓释技术，生产出效果更好的包被缓释型酸化剂。在一些类比试验中，包被型缓释酸化剂表现出比普通酸化剂更好的使用效果。

2 酸化剂的作用及其机理

2.1 降低饲粮pH，抑制病原菌和霉菌生长

酸化处理能使饲粮的pH下降，酸度增加，只是pH下降的程度会因酸化剂的种类、用量、饲粮组成不同而有所差异。饲料酸度的增加意味着其酸结合力的降低，此外，有机酸还具有一定的抗菌和杀菌活性，并能减少油脂的氧化酸败，因而经常被用作饲料的防霉抗氧化剂。乳酸可杀灭某些病毒和革兰氏阴性菌，延胡索酸能杀灭大肠杆菌和葡萄球菌，甲酸和丙酸对沙门氏菌、芽抱杆菌及革兰氏阳性菌有较强的抑制作用。

2.2 降低动物胃肠道pH，促进营养物质吸收

酸化剂能有效降低动物胃内容物的pH，刺激胃酸分泌，促进动物胃功能的发育。一些有机酸是能量转换过程中的中间产物，可直接参与代谢；而某些有机酸则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导致的脂肪分解而造成的组织损耗，增进动物对干物质、蛋白质和能量等的利用率。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极难被吸收，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。

2.3 改善胃肠道微生物区系

酸化剂可通过降低胃肠道的pH、促进有益菌增殖和抑制有害菌数量来调节胃肠道微生物区系。动物肠道中主要有害微生物生长的pH环境均为中性偏碱，所以酸性环境能有效抑制其活性；而有益菌则适宜在酸性的环境中生长繁殖，当pH降至4.2时，有害微生物不宜存活，但乳酸菌在pH为3.5时仍生长良好，因此酸化剂在消化道内创造的酸性环境不仅能抑制病原菌的繁殖，而且可以促进乳酸菌等有益菌的繁殖。同时，乳酸菌的繁殖又会产生大量的乳酸，使pH降低并产生过氧化氢，能进一步对病原菌进行抑制，促进有益菌生长和肠道的微生态平衡。

2.4 缓解应激，增强机体免疫机能

酸化剂能有效抑制动物肠道内的病原菌，因此有助于对动物的免疫系统进行调节，可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。此外，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。而有机酸如延胡索酸生成能量的途径比葡萄糖短，在应激状态下可用于ATP的紧急合成，可作为应激剂，提高机体的抵抗力。

2.5 延缓胃排空的速度，促进消化

酸度可以反馈性的影响消化道的排空速度，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所控制，当酸性食糜进入小肠后，对十二指肠壁形成化学刺激，低pH可降低胃排空的速度，增加食糜在胃中的停留时间，提高营养物质的消化利用率。

2.6 提高饲料的适口性

动物喜好酸化剂的酸味，其可刺激动物味蕾及唾液等消化酶的分泌，可以起到诱食剂的功效。同时，饲料中加入酸化剂后会具有轻微的酸味，可掩盖饲料中的某些不良气味，因而提高饲料的适口性。

3 酸化剂在动物生产中的应用

3.1 猪

王杰等研究发现，在断奶仔猪日粮中添加不同组合的复合酸化剂0.2%均能使仔猪的日采食量、日增重和饲料报酬显著提高，腹泻率降低，还能使粗蛋白、能量和干物质的表观消化率比对照组分别提高3.86%～4.80%、3.76%～5.89%和1.25%～6.14%[3]。景翠等在断奶仔猪日粮中分别添加酸化剂0.2%和0.4%，结果表明，使仔猪日增重分别提高了0.75%和11.39%，料肉比分别降低了4.27%和3.40%，还在一定程度上提高了仔猪胃蛋白酶、十二指肠内容物中脂肪酶和淀粉酶的活性，并降低胃内容物的pH[4]。晏家友等试验表明，微胶囊型缓释复合酸化剂可以降低断奶仔猪胃和小肠的pH，提高空肠绒毛高度和隐窝深度的比值，还能显著提高断奶前期仔猪小肠中蔗糖酶和乳糖酶活性及断奶后期仔猪盲肠和结肠中乳酸杆菌数量（P＜0.05），降低大肠杆菌数量，并有增加仔猪肠黏膜抗体SIgA分泌量的趋势[5]。李鹏研究发现，在断奶仔猪日粮中添加磷酸型及乳酸型复合酸化剂均能改善仔猪的生产性能，降低肠道pH，还能提高胃蛋白酶和胰蛋白酶活性，增加小肠绒毛高度，减少盲肠大肠杆菌和沙门氏菌数量并增加乳酸菌和双歧杆菌数量，并能提高仔猪血清中IgA和IgG水平，且乳酸型复合酸化剂的效果要高于磷酸型复合酸化剂[6]。孟宏社等发现，在仔猪日粮中添加复合酸化剂0.5%和益生素1.5%均能使仔猪达到最佳的末重，并均能显著降低仔猪的腹泻率，但未发现益生素和复合酸化剂对仔猪生产性能的加性效应[7]。

3.2 家禽

贾刚等研究发现，缓释复合酸化剂能使艾维因白羽肉鸡胃肠道pH极显著降低（P＜0.01），显著提高肉鸡的日增重和降低料肉比（P＜0.05），并能极显著提高肉鸡空肠和盲肠中乳酸杆菌数量（P＜0.01），降低盲肠中大肠杆菌数量，显著提高胸腺和脾脏指数和21 d时的法氏囊指数（P＜0.05），还能显著提高血清白蛋白和球蛋白含量（P＜0.05），显著降低白球比（P＜0.05），且能极显著降低鸡舍氨气浓度（P＜0.01）[8]。罗四维研究发现，在肉仔鸡日粮中添加不同水平的复合酸化剂能有效改善肉仔鸡的生产性能，显著提高粗蛋白表观代谢率、能量利用率和肉仔鸡十二指肠蛋白酶和淀粉酶活性，增加十二指肠和空肠的绒毛高度，并减少空肠内大肠杆菌数量[9]。马红艳研究发现，在肉仔鸡日粮中添加不同水平的复合酸化剂能显著提高肉鸡的采食量和体增重，改善饲料转化率，降低死亡率，显著提高肉鸡的胸肌率和腿肌率，并能改善脾脏指数，降低肠道pH，还能有效抑制大肠杆菌的生长并促进乳酸菌的增殖[10]。李军等研究表明，酸化剂可提高肉鸡各阶段饲料蛋白的消化率，且对肉鸡的半净膛率、胸肌率和腿肌率均有显著的提高作用，且0.15%为最适添加量[11]。此外，孙喜伟等研究发现，不同复合酸化剂和添加量能使雪山草鸡种鸡蛋重提高0.05～0.54 g·枚-1，蛋壳厚度增加0.003～0.006 cm，并能增加血清钙含量，增加总蛋白含量，降低白球比[12]。

3.3 反刍动物

王小晶研究在山羊不同日粮中添加酸化剂对体外发酵及甲烷产量的影响，结果发现，在苜蓿+精料型、杂草型和杂草+精料型日粮中，一定水平的复合酸化剂能降低12和24 h时的甲烷产量和挥发性脂肪酸（VFA）中乙酸的浓度，增加丙酸的浓度并降低乙酸与丙酸的比例，因而能有效替代莫能菌素作为山羊日粮中的绿色添加剂[13]。卢宁研究发现，在羔羊日粮中添加不同水平的酸化剂均能极显著提高羔羊的增重速度和饲料转化率及羔羊对蛋白质（CP）、总能（GE）和干物质（DM）的表观消化率（P＜0.01），极显著降低瘤胃和十二指肠的pH（P＜0.01），还能极显著提高胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰淀粉酶活性（P＜0.01），有效降低腹泻率，并能对血液中血糖、总蛋白和尿素氮等指标产生一定的影响[14]。

3.4 水产动物

李海涛等研究发现，在饲料中添加酸化剂0.3%能促进罗非鱼的生长，还能使脏体比显著提高，并能在一定程度上改善饵料系数及蛋白质效率[15]。在鲤鱼饲料中添加复合酸化剂0.3%能显著提高鲤鱼的相对增重率、特定生长率、饲料转化率、饲料蛋白质转化率及饲料蛋白质沉积率等生产性能指标，并能显著提高鲤鱼肝胰脏、前肠和中肠的蛋白酶活性[16]。冷向军等在异育银鲫饲料中分别添加柠檬酸0.1%、0.2%和0.3%，结果发现，添加柠檬酸0.2%显著提高了异育银鲫的增重率，并能使磷和干物质的消化率显著提高（P＜0.05）[17]。潘庆等研究发现，添加柠檬酸0.2%能显著提高罗非鱼的特定生长率（P＜0.05），添加柠檬酸0.3%能显著提高其饵料效率（P＜0.05），添加柠檬酸0.2%和0.3%分别能使罗非鱼的肝胰脏和肠淀粉酶活性达到最高[18]。向枭等在鲫鱼饲料中添加不同水平的乳酸，结果发现，添加量为0.2%时，鱼的特定生长率最大，蛋白效率最高，而饵料系数最低[19]。

4 影响因素及存在问题

酸化剂的使用效果的因素主要包括种类、用量、日粮种类及组成和环境因素4个方面。种类，由于各种酸化剂的分子量、溶解度、解离常数、能量值等不同，因此在使用效果上也有所差异，在生产实践中，应根据饲料类型、动物种类以及动物的生理阶段来选择合适的酸化剂；用量，一般认为，适量的酸化剂添加量才能发挥正效应，添加量不足会起不到应有的酸化效果，而添加量过多则可能造成动物生产性能的下降；日粮种类及组成，饲料中不同蛋白质来源要求胃肠道中有不同的酸度条件，才能获得最佳效果，含奶制品的日粮中乳糖可以发酵成为乳酸，从而减少动物对酸的需要量，此外，日粮的酸结合力越大，则吸附胃中的游离酸就越多，使采食后胃中pH不能保持较低的水平，则消化时需较多的酸，因而饲料酸结合力的高低会对日粮酸化的效果产生重要的影响；环境因素，圈舍的卫生条件、饲养密度、温度、湿度、各种应激因子也是影响酸化剂作用效果的重要因素。

尽管酸化剂在动物生产中的研究已取得了很大的进展，并已在畜禽养殖业中得到了广泛的应用，且带来了可观的经济效益，但许多酸化剂的作用效果不稳定，作用机理在不同的研究中还未取得一致的结论；添加量大，成本较高，制成预混料也不方便；酸化剂在胃中吸收过快，反射性抑制胃酸分泌，进而影响胃功能发挥；酸化剂在生产加工过程中易发生吸湿结块，并会腐蚀加工器械、储藏和运输设备；目前酸化剂促进幼龄畜禽健康、提高生产性能的研究报道较多，而在成年动物的研究较少，且其作用机理尚不明了。这些问题仍需要大量的深入研究来逐步解决。

5 小结

随着我国畜牧业的迅速发展，并向着绿色、环保和无公害的方向进行转变，具有严重毒副作用的抗生素逐步淡出现代畜牧生产，而酶制剂、酸化剂、合生素、功能性寡糖等一些健康、无公害的绿色添加剂应运而生，成为了抗生素添加剂的潜在替代品。酸化剂具有许多优良的功能，在有效促进动物健康生长的同时为养殖业带来了巨大的经济效益。目前，酸化剂已经被越来越广泛地应用于动物生产中，并取得了良好的效果。相信随着广大科技工作者的共同努力和研究，酸化剂必将为畜牧业的长足发展贡献更大的力量。

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