柠檬酸在动物生产中的应用

湖南农业大学 蔡 超 魏艳红 曲湘勇 汪加明

柠檬酸，又称枸橼酸、2-羟基丙三羧酸，在机体三羧酸循环中由乙酰辅酶A和草酰乙酸羧合而成，参与体内糖、脂肪和蛋白质代谢。天然的柠檬酸存在于植物（如柠檬、柑橘、菠萝等）果实和动物的骨骼、肌肉、血液中，人工合成则通过砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物质发酵制得。在配合饲料中添加柠檬酸可消毒，预防霉变，防止沙门氏菌等感染动物饲料（Thompson 和 Hinton，1997）。动物采食柠檬酸可减少病原体的增殖和抑制有毒代谢产物产生，提高动物应激力。本文就柠檬酸的功能及其在动物生产中的应用效果作一综述，旨在为柠檬酸在动物饲养中的合理应用提供科学依据。

1 柠檬酸的功能

1.1 提高采食量，促进营养物质消化吸收 日粮中添加柠檬酸，可以改善日粮的适口性。柠檬酸可以直接刺激口腔内的味蕾细胞，使唾液分泌增多，起到调味剂的作用，增强动物食欲，从而提高动物的采食量。

日粮中添加柠檬酸可使日粮pH降低，动物采食后，胃内酸度下降，无活性的胃蛋白酶原转化为有活性的胃蛋白酶，或直接刺激消化酶的分泌；另外，酸性食糜进入小肠后，刺激小肠分泌肠抑胃素，使之反射性抑制胃蠕动，延缓胃排空的时间，使食糜通过肠道的时间增长，促进营养物质的消化。Atapattu 和 Nelligaswatta（2005）研究发现，添加柠檬酸可使膳食酸化，促进胃酶的活动，从而使蛋白质和纤维的消化和吸收得到改善。

柠檬酸与饲料中的矿物质可发生螯合作用，进而促进肠道对矿物元素的吸收。Islam等（2011）在肉鸡日粮中添加不同水平的柠檬酸，结果发现，Ca、P和Mg的利用率均得到了有效提高，添加0.75%柠檬酸效果最好。李成良等（2007）在植酸酶的基础上添加1.5%柠檬酸饲喂生长猪后发现Ca、P的消化率分别提高了16.51%和13.13%，同时，Ca、P的沉积率分别提高了20.94%和12.61%。

1.2 促进肠道菌群健康 有机酸可以进入细菌的细胞壁，使细菌内部和外部出现pH梯度变化，抑制细菌生长（Mroz，2005）。常见的几种病原菌生长的适宜pH均是中性偏碱，如大肠杆菌适宜的pH为6.0～8.0，链球菌为6.0～7.5，而乳酸菌等益生菌宜于酸性环境繁殖。柠檬酸使胃肠道内pH下降，肠道内乳酸菌等益生菌得到良好的生长条件，从而维持畜禽消化道中微生物菌群的正常平衡。另外，Tolba（2010）研究表明，在肉鸡日粮中添加柠檬酸，可减轻细菌对机体的破坏，肠道健康参数显著提高，这也可能与增加的可用性营养素有关。张军等（2011）研究发现，有机酸可通过激活宿主的免疫系统，诱导宿主产生抗菌肽等具有杀菌作用的物质，使病原菌生长受到抑制，促进肠道健康。Abdel-Fattah等（2008）还发现在基础日粮中添加柠檬酸，仔鸡胰脏相对重量和小肠密度均有所提高。

1.3 增强机体抗应激和免疫能力 免疫活性细胞，即T淋巴细胞和B淋巴细胞，对机体起着免疫监视作用。Chowdhury等（2009）研究表明，肉鸡饲喂柠檬酸可使免疫活性细胞具有较高的密度，使鸡处于较好免疫状态，可抑制肠道致病菌繁殖和预防传染病的发生。血清球蛋白水平可反应机体的免疫功能。Rahmani等（2005）研究发现，饲喂酸化日粮的肉仔鸡有较高的血清球蛋白水平。朱孟玲等（2010）研究也发现，在饲粮中添加1%柠檬酸，断奶仔猪血清球蛋白水平显著提高。研究认为，自然感染放线杆菌的猪肺组织中肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的表达量与肺脏病变的严重程度呈正相关，正常猪肺内的表达量极低。李建平等（2009）试验发现，日粮中添加柠檬酸有降低断奶仔猪血清中TNF-α水平的趋势。另外，柠檬酸的添加提高了营养物质的吸收率，肠道菌群得到改善，并在一定程度上增强了各免疫器官的功能，降低了机体的紧张度。

1.4 作为防霉剂和抗氧化剂，延长饲料保质期柠檬酸是一种天然防腐剂。由于柠檬酸可降低饲料的pH，有害微生物的增殖及毒素的产生受到抑制，有明显的防霉作用。作抗氧化剂的增效剂，将柠檬酸与抗氧化剂混合使用，可提高抗氧化效果，阻止或延缓饲料氧化，提高配合饲料的稳定性并延长贮存期（王文娟，2009）。

2 柠檬酸在动物生产中的应用

2.1 猪 在断奶仔猪上，柠檬酸可提高采食量，降低腹泻率等。李宝贵等（2009）试验表明，在早期断奶仔猪日粮中添加1%～2%的柠檬酸有显著增加采食量、提高增重速度、提高饲料利用率的作用。岳增华和王永汉（2011）在28日龄断奶仔猪饲粮中添加1.2%的柠檬酸，与对照组相比，日增重和饲料转化率显著增高。王晓青（2011）研究发现，在断奶仔猪饲粮中添加2%的柠檬酸，总体增重高于对照组。温萍和董野（2009）研究报道，在日粮中添加2%的柠檬酸，仔猪增重速度较快，并能减少仔猪下痢的发生，有效预防和控制仔猪腹泻。孟宏社等 （2010）在28日龄断奶仔猪饲粮中添加1.2%的柠檬酸，结果表明，与对照组相比，腹泻率显著降低。另外，有研究认为，饲粮酸化能有效控制仔猪消化道内有害菌群数量，可降低仔猪腹泻率。张旭晖等（2012）试验结果表明，与对照组比较，添加有机酸化剂的断奶仔猪在35、38及45日龄，直肠中大肠杆菌、金色葡萄球菌和产气荚膜杆菌数量有不同程度的降低；而乳酸杆菌数量较对照组有所增加。

在生长育肥猪上，柠檬酸可增强营养物质的吸收，改善肉质等。卢春莲等（2010）试验发现日粮中添加有机酸（柠檬酸、抗坏血酸），生长育肥猪日增重显著提高，料重比显著降低，养分消化率显著提高。李建平等（2010）研究发现，在日粮中联合添加五味子与柠檬酸可通过显著提高组织或血清的抗氧化酶活性，降低脂质过氧化物含量，提高育肥猪机体抗氧化功能，改善部分肉品品质。

2.2 家禽 在蛋鸡上，柠檬酸可提高蛋鸡的产蛋量，降低软、破蛋率等。Yesilbag和Colpan（2006）研究表明，在蛋鸡中使用有机酸和其盐作为膳食补充剂，可提高蛋鸡的产蛋量和蛋白质代谢的效率。曹雨莉和孙小琴 （2007）试验表明，0.05%～0.55%柠檬酸的添加量可显著降低整个试验期产蛋鸡的软、破蛋率。此外，孙小琴等（2007）研究认为，日粮中添加2.5～5.5 g/kg柠檬酸可有效降低蛋鸡盲肠内容物中的大肠杆菌数，添加15.5 g/kg柠檬酸1周后,可显著提高盲肠内乳酸杆菌数，之后作用效果随添加时间的延长而降低。Akyurek等（2011）也得到相似的试验结果。

在肉鸡上，柠檬酸可作为肉鸡饲养的促生长剂。Khatun等（2010）研究表明，与对照组相比，柠檬酸添加组肉鸡活重增加了11%。蒋秀全（2011）研究发现,添加0.3%柠檬酸具有明显降低十二指肠和盲肠中大肠杆菌的数量，提高乳酸杆菌数量的作用。另外，肉鸡日粮中添加柠檬酸还可有效提高肉鸡的胴体品质和屠宰率。王淑琴等（2010）试验发现，添加0.75%柠檬酸可显著提高21日龄肉仔鸡的屠宰率，极显著提高腿肌率。这与Abdel等（2008）的研究结果类似。

2.3 反刍动物 日粮中添加柠檬酸对瘤胃内环境有一定影响，进食后能快速降低瘤胃液pH，提高挥发性脂肪酸的含量。李卓青（2005）研究发现，柠檬酸可显著增加奶牛产奶量，一定程度提高干物质的采食量，且最佳添加量为20 g/d。孟杰等（2009）在西门塔尔牛日粮中添加200 g/d柠檬酸，牛的代谢能、沉积能、代谢能/总能、沉积能/消化能和沉积氮较对照组显著提高（P＜0.05），沉积氮，消化氮较对照组极显著提高（P＜0.01）。

2.4 水产动物 研究发现，水产动物日粮中添加柠檬酸可产生有效的抑菌作用，并能降低胆固醇，提高干物质和磷的消化率等。但研究表明，水产饲料中柠檬酸的添加量一般不超过0.5%，低于畜禽饲料中的添加量，因为鱼类一般不具备发达的胃和较强分泌能力（某些鱼类甚至无胃），胰液中和胃酸的能力也较弱。石玉新等（2005）研究表明，柠檬酸可显著抑制三种常见的水产病原菌 （嗜水气单菌、副溶血弧菌、荧光假单胞菌），抑菌的最小浓度分别为 0.001、0.008、0.00125 g/mL。 王常安等（2009）研究发现，日粮添加0.5%柠檬酸，哲罗鲑血清甘油三酯、胆固醇和高密度脂蛋显著降低。冷向军等 （2006）试验结果表明，日粮添加0.1%、0.2%柠檬酸可显著提高异育银鲫磷消化率 （P＞0.05），添加2%柠檬酸，异育银鲫的干物质消化率显著提高（P ＞0.05）。 另外，黎军胜等（2005）试验发现，在奥尼罗非鱼饲料中添加10 g/kg柠檬酸使胃蛋白酶活性提高29.6%（P＜0.01），肠道蛋白酶活性下降35.1%（P＜0.01），肝胰脏和肠道淀粉酶活性分别提高30.7%和29.4%（P＜0.01）。

3 影响因素及存在问题

将柠檬酸应用于动物生产中，同其他有机酸化剂一样，使用效果也不可避免受到动物种类及生长阶段、添加量、日粮种类及组成和环境等因素的影响，如畜禽与水产动物的用量完全不同。Daskiran等（2004）研究指出，禽类生长早期使用酸化剂可能会导致肠道菌群提前适应，减少后续的治疗活性。因此，建议在生长阶段使用酸化剂，而不是育雏阶段，以减少热应激带来的经济损失；研究认为，添加适量的酸化剂才能发挥正效应，用量不足酸化效果将受到影响，而添加量过多则可能造成动物生产性能的下降；虽然柠檬酸能降低动物胃肠道的pH，但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；另外，圈舍的温度、饲养密度、湿度、卫生条件等各种应激因子也是影响柠檬酸作用效果的重要因素。

从当前的柠檬酸使用效果来看，其作用效果还不稳定，在不同的研究中其作用机理也未取得一致的结论。还有研究表明，柠檬酸在胃中吸收过快，反射性抑制胃酸分泌，可能会影响胃功能的正常发挥。在生产加工过程中，柠檬酸也有腐蚀加工器械、储藏和运输设备风险。目前相关研究主要还是集中于柠檬酸对促进幼龄畜禽健康、提高生产性能的影响上，而在成年动物上的研究较少，其作用效果及相关的机理尚待进一步深入研究。

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