饲用酸化剂抗菌益生作用的研究进展

唐茂妍，陈旭东，张朝晖

（1.上海正正生物技术有限公司，上海200433；2.北京爱普莱生物科技有限公司，北京100193；3.越南南华贸易有限责任公司，越南胡志明市800010）

饲用酸化剂抗菌益生作用的研究进展

唐茂妍1，陈旭东2，张朝晖3

（1.上海正正生物技术有限公司，上海200433；2.北京爱普莱生物科技有限公司，北京100193；3.越南南华贸易有限责任公司，越南胡志明市800010）

随着畜禽饲料中酸化剂的使用日渐广泛，对于酸化剂的作用机理特别是抑菌、杀菌机理的研究逐步深入，已经达到了分子水平。饲用酸化剂抑菌和杀菌的分子机理主要包括能量竞争、细胞膜透化作用、改变细胞内渗透压、抑制大分子合成和诱导宿主抗菌肽表达等方面。与此同时，很多动物饲养试验表明酸化剂在益生抗菌方面具有积极作用，使之成为替代部分抗生素的重要添加剂之一。饲用酸化剂的使用将会改善抗生素带来的食品安全和人类健康问题。

酸化剂；抑菌机理；抑菌效果

1　抗生素的负面效应

抗生素在畜禽饲料中的使用已有很长历史，并且对于畜禽生长性能的改善也取得了显著成效。抗生素代谢的途径、在机体组织中的残留规律、抗生素研发和生产的历史也很久远，抗菌谱、最小抑菌浓度、应用方案等都已成熟，对人类和动物养殖的贡献非常大。然而，随着科技的进步，许多国家特别是欧美国家首先认识到了抗生素的负面效果，即细菌耐药性的产生和动物产品的药物残留［1］。因而如何逐步减少抗生素在饲料及养殖业中的使用，成为目前的研究热点。酸化剂作为一种绿色添加剂，在饲料中抗生素促生长剂的替代研究中占有重要地位。很多研究证明酸化剂在抑制有害菌生长方面的作用与抗生素具有同样的效果。

2　饲用酸化剂的抑菌益生效果

饲用酸化剂不仅可降低饲料中细菌、霉菌的数量，保证饲料品质和适口性，而且进入消化道后可降低食糜pH，提高消化酶活性，还可通过杀菌抑菌的作用，维持消化道菌群平衡，从而保证机体健康。

2.1酸化剂杀菌抑菌作用

2.1.1酸化剂的杀菌抑菌机理

研究发现，挥发性有机酸如甲酸、丙酸和丁酸等有较好的杀菌作用。这些有机酸可直接扩散进入细菌细胞内，通过降低细菌细胞内pH，抑制细菌体重要大分子物质（DNA、RNA和蛋白质等）的代谢活动，破坏病原菌细胞膜的完整性，从而达到杀菌作用［2-3］。

2.1.2酸化剂与抗生素抑菌效果的比较

调查结果表明，酸化剂在生猪养殖场中的使用普及率仅为10％，远低于益生菌和中草药的使用普及率［4］。虽然如此，许多学者仍对酸化剂替代不同抗生素的效果作了深入研究。

有机酸抑菌分子机制示意图

Øverland等在限饲的生长肥育猪（初始体重27.1 kg）日粮中添加二甲酸钾0.6％和1.2％可显著降低十二指肠、空肠和直肠大肠菌的数量（P＜0.05）［5］。在体重约8 kg的仔猪日粮中添加乳酸宝（3 kg·t-1）显著降低空肠、盲肠和直肠大肠杆菌的数量；添加黄霉素（10 g·kg-1）和乳酸宝5 kg·t-1均可降低腹泻指数；但二者合用对消化道微生物数量和腹泻指数无显著影响［6］。汪海峰等研究表明，复合酸（2.5 kg·t-1）替代抗生素（金霉素75 g·t-1+硫酸粘菌素20 g·t-1+吉他霉素50 g·t-1）后，酸化剂组变性梯度凝胶电泳（DGGE）条带数和多样性指数有升高趋势，表明微生物区系中优势菌种类有增加趋势，但与抗生素组无显著差异［7］。在断奶仔猪日粮中用酸化剂代替50％和100％抗生素（喹乙醇0.2％+效美素0.02％+0.1％抗敌素），结果表明，替代50％抗生素组的腹泻率和成活率效果较好［8］。李洁云等分别用不同断奶日龄和体重的仔猪比较了无抗日粮中分别添加益生菌+酸化剂+精油+复合酶的组合产品和金霉素对仔猪生长性能的影响，结果表明，无抗组日粮不影响仔猪生长速度，并且显著降低腹泻发生率（P＜0.05）［9］。

2.1.3饲用酸化剂在禽类生产中的应用

饲用酸化剂在养禽业中的应用效果较为显著，常见复合酸制剂包括有机酸和无机酸复合物、有机酸和酸盐复合物等，不仅可添加于饲料中，也可通过饮水方式使用。

抗生素、富马酸和乳酸型复合酸化剂均可抑制肉鸡空肠、盲肠内容物中大肠杆菌和沙门氏菌增殖，但抗生素和酸化剂对有益菌的作用明显不同，前者抑制了乳酸杆菌增殖，而酸化剂则促进了乳酸杆菌增殖［10］。在肉鸡日粮中添加酸化剂Biotronic S E可显著降低肉鸡因腹水症的死亡率，表明酸化剂可有效降低微生物因素造成的肉鸡腹水影响［11］。Awaad等研究表明，保护性有机酸可降低产气荚膜梭菌攻毒的AA肉鸡的死亡率及产气荚膜梭菌在小肠和盲肠的定殖，并且对于攻毒组酸化剂的效果更显著［12］。天露草鸡日粮中用中药提取物和复合有机酸联合使用替代抗生素（安来霉素150 g·t-1+硫酸粘杆菌素200 g·t-1），可使肉鸡盲肠乳酸菌数量显著增加（P＜0.05）［13］。Ross308肉鸡日粮中添加酸化剂及抗生素，两组肉鸡9、24、34日龄血凝抑制结果无显著差异，表明酸化剂和维吉尼亚霉素在肉鸡体液免疫方面可达到同等效果［14］。

有些有机酸（特别是小分子酸）由于气味或者腐蚀性的影响，多数会以酸盐的形式添加到饲料中，其抑菌效果与特定抗生素效果相当。Paul等对比了不同酸盐组合与抗生素（维吉尼亚霉素，0.5 g·kg-1）对Vencobb-100肉鸡的影响，结果表明，与对照组相比，饲料中添加酸盐降低了真菌数量［15］。Fernándezrubio等分别在基础日粮中添加保护性丁酸钠（植物油部分包被）和未保护丁酸钠0.92 g·kg-1，发现二者均可降低肉鸡27日龄沙门氏菌肠炎攻毒的感染率，并且保护性丁酸钠的效果在试验后期更显著。保护性丁酸钠不仅可降低嗉囊和盲肠感染而且可降低肝脏感染［16］。

由于禽类消化道较短，因而通过饮水添加的方式可使酸化剂更好的发挥作用。在肉鸡饮水中添加复合酸化剂，可显著增加盲肠内容物好氧菌数量，并且肠上皮细胞完整性良好［17］。研究表明，在饮水中添加复合酸化剂可显著降低22～42日龄肉鸡回肠大肠杆菌和沙门氏菌数量（P＜0.05）［18］。

2.2酸化剂的益生作用

有机酸（乳酸、柠檬酸、富马酸、苹果酸等）可直接进入肠道上皮细胞，氧化供能。除此之外，有机酸还有改善消化的益生作用，如提高消化酶活性和胰腺分泌，改善胃肠黏膜的生长、隐窝深度和绒毛高度，从而进一步提高动物的生长速度［15，19］。

在43周龄海兰灰种鸡日粮中分别添加柠檬酸0.2％和复合酸0.2％后，1周末和5周末试验组种鸡小肠淀粉酶活性均显著高于对照组（P＜0.05）［20］。许丽惠等研究表明，包被酸化剂组肠胰蛋白酶、淀粉酶活性显著高于对照组（P＜0.05）［21］。肖芹等研究结果表明，AA肉公鸡日粮中添加复合酸化剂显著影响了腺胃、肌胃胃蛋白酶的总酶量、酶活和激活度以及小肠内淀粉酶和脂肪酶活性，且与酸化剂添加量呈显著的一次线性关系［22］。Emami等试验表明，在肉公鸡磷缺乏日粮中分别添加酸化剂、植酸酶可显著提高饲料粗蛋白质、粗脂肪的消化率，且二者合用使粗蛋白和磷的消化率显著高于正常含磷日粮组。与磷缺乏日粮组相比，酸化剂组、植酸酶组及酸化剂+植酸酶组十二指肠和回肠绒毛高度、隐窝深度和二者比例显著提高（P＜0.05）［23］。肉公鸡日粮中添加有机酸及有机酸和中草药（飞扬草）的混合物，可有效改善试验期的饲料转化率，同时丙二醛含量显著降低，表明有机酸与中草药联合使用具有抗氧化效应［24］。不同酸盐组合与抗生素（维吉尼亚霉素，0.5 g·kg-1）对Vencobb-100肉鸡消化道形态的影响差异显著，肉鸡回肠绒毛高度酸盐组显著高于抗生素组（P＜0.05）［15］。Diao等在仔猪日粮中添加苯甲酸5000 mg·kg-1可显著降低试验14 d的仔猪结肠食糜pH和42d回肠和盲肠食糜pH，并且苯甲酸日粮组试验14d仔猪回肠丙酸和挥发性脂肪酸（VFA）浓度显著提高，而试验14和42d盲肠氨氮浓度显著降低（P＜0.05）。十二指肠和回肠绒毛高度显著提高，隐窝深度降低［25］。

3　小结

用于添加在饲料中起到预防和治疗效果的抗生素种类主要包括黄霉素、金霉素、土霉素、吉他霉素、阿维拉霉素、维吉尼亚霉素、恩拉霉素、硫酸粘菌素等。这些抗生素分别归类于大环内酯类、多肽类和四环素类，并且多肽类抗生素种类居多。不管是单一酸、复合酸或者酸盐，在试验中均表现出可替代某种或者某几种抗生素的抗菌作用。但综合来看，替代抗生素单凭一种添加剂是很难完成的，必须加强研发，寻找可行的综合替代方案。

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Researches on the Bacteriostasis Effect and Application of Feed Acidifiers

Tang Maoyan1，Chen Xudong2，Zhang Zhaohui3

（1.Shanghai Zhengzheng Biotechnology Co.，Ltd.，Shanghai 200433，China；2.Beijing Applied Biotechnology Co.，Ltd.，Beijing 100193，China；3.NAM HOA Trading Co.，Ltd.，HochiMinh 800010，Vietnam）

Feed acidifier is one of the most important additives and had been applied in animal feed for over 50 years.Many researches focused on the function mechanism of feed acidifiers that included energy competition，cell membrane permeabilization，changing the intracellular osmolarity，inhibition of macromolecule synthesis and induc⁃ing expression of antimicrobial peptide in host cell.Meanwhile，many experiment results showed feed acidifier could substitute for some kinds of antibiotics and relieve the antibiotics residue inanimal products.

acidifier；mechanism of bacteriostasis；bacteriostat effect

S816.7；S852.6

A

1001-0084（2016）09-0021-04

2016-08-17

唐茂妍（1976-），女，山东烟台人，博士，主要从事酸化剂的定量应用研究。