饲用苯甲酸的应用研究进展

唐茂妍，陈旭东

（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）

饲用苯甲酸的应用研究进展

唐茂妍1，陈旭东2

（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）

苯甲酸是羧基与苯环碳原子直接相连的最简单芳香酸，近年来开始在饲料养殖业中应用。苯甲酸一般在摄入后24 h内可完全代谢排出体外，不会造成体内累积；并且因其独特的抑菌效果而受到研究者越来越多的关注。文章总结了苯甲酸在动物体内代谢途径、抑菌机理以及在畜禽饲料中的应用效果。

苯甲酸；代谢途径；抑菌机理；生产性能

市场常见的复合酸化剂以有机酸型产品居多，常用的有机酸包括乳酸、柠檬酸、富马酸及一些小分子酸如甲酸、乙酸、丙酸等。苯甲酸是近年来才应用到畜禽饲料中的有机酸，因其独特的杀菌作用以及不在机体内蓄积而受到很多研究者的重视，但国内外对于苯甲酸的深入研究资料并不多见，现有资料也是说法不一，研究结果并不一致，这些因素都限制了饲用苯甲酸及其盐在畜禽饲料中的广泛应用。

1 苯甲酸的来源与代谢途径

苯甲酸也叫安息香酸，属于苯基羧酸，常温下为片状或者结晶体。因其水溶解度较低（2.9 g·L-1），因而实际应用时以苯甲酸钠居多。苯甲酸钠为白色颗粒，无臭或微带安息香酸气味，易溶于水（550～630 g·L-1）。

1.1 苯甲酸的天然来源

一般认为苯甲酸对人体是低毒的，食品添加剂使用卫生标准对各种食品中苯甲酸的添加限量做了明确规定。然而在一些天然食物中，如蔬菜、浆果和乳制品中均含有一定量苯甲酸。天然食物中的苯甲酸一般来源于植物和微生物，是其生长过程中的次级代谢产物。虽然苯甲酸及其衍生物在植物体内的合成途径还没有完全确认，但现有的研究结果认为主要有两条合成途径，一是经苯丙氨酸次级代谢生成，另一条途径是由莽草酸/分支酸转化生成[1]。微生物次级代谢产生的苯甲酸通常有3条途径，经马尿酸生成；由苯丙氨酸代谢生成；苯甲醛氧化途径[2]。

1.2 苯甲酸的代谢途径

苯甲酸在动物体内的代谢途径一般有4种形式：苯甲酸进入体内后经小肠吸收进入肝脏，一种是在酶的催化下与甘氨酸结合成马尿酸排出体外，另一种是与葡萄糖醛酸结合成苯甲酰基葡糖醛酸，从肾脏中排出；其他两种分别以苯甲酸或者鸟尿酸排出。不同种属动物苯甲酸代谢途径不同，对于食草性、杂食性动物，食入的苯甲酸在24 h内几乎均以马尿酸（95%～100%）的形式随尿液排出体外；而禽类（鸡）苯甲酸在体内代谢终产物包括苯甲酸、马尿酸和鸟尿酸。研究表明，生长猪在摄入苯甲酸8 h后分别以85%马尿酸和15%苯甲酸形式排出体外[3]。

苯甲酸代谢途径研究结果表明，摄入苯甲酸24 h内基本可完全排出体外，不会在体内蓄积，也不影响体内其他物质的代谢过程。与其他有机酸相比，日粮中添加苯甲酸对动物机体酸碱平衡无影响，不会增加机体代谢负担。

2 苯甲酸的抑菌机理及体外抑菌效果

苯甲酸分子形态的亲脂性较强，与微生物接触时，一方面可干扰微生物细胞膜的通透性，改变膜功能，抑制细胞膜对氨基酸的吸收，引起菌体形态变化而死亡；另一方面，进入细胞体内的苯甲酸分子在胞内中性环境下易解离，从而酸化细胞，并能抑制细胞的呼吸酶系活性而导致细胞新城代谢紊乱[4]。

很多体外研究结果表明，在酸性环境下，苯甲酸体外抑菌效果显著。在介质pH＜4时，苯甲酸会发挥良好的抑菌特性，而pH＞5时则基本没有抑菌效果。苯甲酸钠对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的体外抑制程度随其浓度增加而显著加强，浓度为0.3%时，抑菌效果骤然加强，浓度为1.0%时两种菌生长受到完全抑制[5]。苯甲酸钠和山梨酸钾比例为3∶2时对大肠杆菌的抑制效果最好，而比例为2∶3时则对金黄色葡萄球菌的抑制效果更佳[6]。体外试验表明，约氏乳杆菌JJB3对苯甲酸有较强的耐受性，不同浓度苯甲酸对大肠杆菌ATCC25922均有一定的抑制作用，在pH为5.0～5.5时，高浓度苯甲酸抑菌作用更强[7]。

3 苯甲酸在畜禽饲料中的应用效果

3.1 仔猪饲料

苯甲酸对断奶后仔猪生产性能的影响研究结果比较一致，均表明苯甲酸对仔猪采食量、日增重有正面影响。在仔猪日粮中添加苯甲酸3.5和5.0 g·kg-1可显著提高采食量和日增重，但是苯甲酸钠却没有相同效果。与对照组相比，只有5.0 g·kg-1组仔猪氮沉积率显著提高，添加苯甲酸并未对钙、磷代谢造成影响[8]。Guggenbuhl等研究了28日龄大白×长白×皮特兰杂交、体重7.40±0.86 kg断奶仔猪日粮中添加苯甲酸（0.5%），结果表明，苯甲酸日粮可提高仔猪日增重，改善饲料利用率；胃中总乳酸菌数量和盲肠中大肠杆菌的数量均显著降低[9]。在断奶期相近的大白×长白二元杂交仔猪饲料中添加相同剂量苯甲酸，可提高试验第3周和全期的日增重和采食量，同时对于肠绒毛高度、盲肠微生物的多样性也有有益影响[10]。刁慧等发现在24日龄断奶的杜×长×大三元杂交仔猪饲料中添加苯甲酸5 000 mg·kg-1可显著改善仔猪料重比、养分消化率及消化道消化酶的活性，并一定程度上改善了血清生化指标[11]。同时对不同试验期消化道不同部位的有害菌产生明显抑制作用，对于试验14 d和42 d空肠、回肠和十二指肠的绒毛高度均有有益影响[12]。

3.2 生长猪饲料

一般认为酸化剂在仔猪断奶后的两周内效果明显，因而多数生长肥育猪饲料中不添加复合酸化剂。但苯甲酸在生长肥育猪中应用的研究结果表明，其对生长猪食糜、尿液pH有降低效果，显著降低了氨氮释放量，改善了畜舍环境。

研究表明，在生长肥育猪饲料中分别添加苯甲酸0.5%和1.0%，结果表明1.0%苯甲酸组可提高生长期日增重，达到肥育体重的时间缩短3.4 d。在70～112 kg阶段，饲料中添加苯甲酸0.5%可达最大日增重（893 g）并且肥育期缩短到46.4 d，但1.0%苯甲酸组显著提高了饲料转化率[13]。苯甲酸还可提高饲料中钙、磷、钾的利用率，但降低了钠和氯的利用率，可能是苯甲酸通过不同途径影响这些元素的吸收和代谢[14]。Galassi等研究了125 kg长白×大白二元杂交猪对饲料中苯甲酸（0.5%和1.0%）的反应，发现氮沉积率、能量和磷平衡均未受日粮添加苯甲酸的影响[15]。饲料中添加苯甲酸还可提高消化道中乳酸杆菌的数量以及十二指肠、回肠食糜中苯甲酸的浓度[7]。

饲料中添加苯甲酸1.0%使得3周、6周和平均尿液pH均显著低于对照组和0.5%苯甲酸组；1.0%苯甲酸组猪只3周和6周尿铵含量显著高于对照组，但与0.5%苯甲酸组无差异[13]。研究表明，苯甲酸可降低生猪尿液和血液pH，以及胃、回肠、结肠直肠食糜pH和排泄物中氨氮的释放量[7,14-15]。

Mroz等用苯甲酸钙配制生长猪（平均体重30 kg）低系酸力日粮（比对照组低54 mEq·kg-1），研究表明，苯甲酸钙日粮组可降低猪只饮水量，改善某些非必需氨基酸（Ala、Gly、Pro）的表观消化率，提高干物质、灰分、钙消化率以及钙的沉积率，并显著降低回肠食糜缓冲容量和pH、粪便缓冲容量、每日排尿量、尿液渗透压和pH[16]。

3.3 母猪饲料

Kluge等发现苯甲酸可降低哺乳母猪尿液pH，二者呈极显著线性关系；2%苯甲酸组提高了有机物、粗蛋白、脂肪和纤维消化率；但随着苯甲酸添加量的增加，母猪采食量有降低的趋势[17]。母猪食入的苯甲酸64%以马尿酸的形式排出体外，剩余的以未降解苯甲酸形式排出。

3.4 其他

Papadomichelakis等研究了不同添加量（5和20 g·kg-1）苯甲酸与硫粘菌素（150 mg·kg-1）对断奶兔养分消化率和生化指标的影响，结果表明，与对照组和抗生素组相比，不同剂量苯甲酸对生产性能和胴体指标均无显著差异；但是使全胃重和全消化道重线性降低；并有提高胴体重和屠宰率的趋势。饲料有机物全肠道表观消化率随苯甲酸添加量增加而线性提高，并且半纤维素和纤维素的全肠道表观消化率显著增加。血液碱性磷酸酶活性和磷水平随着苯甲酸的添加而显著降低，但是红细胞和肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性没有显著变化[18]。

苯甲酸在动物饲料中的应用研究结果表明，苯甲酸可提高幼龄动物的生长性能及抑制消化道有害菌的数量，可显著降低生长动物或者成年动物的尿液pH，降低氨氮排放，改善养殖环境。但也有很多研究表明，苯甲酸并没有显著提高生产性能和养分消化率，或者需要添加高剂量（10 000 mg·kg-1）才能改善仔猪生产性能。苯甲酸在畜禽中应用效果的差异可能是仔猪断奶日龄、品种和饲粮配方的差异造成的。

4 小结

苯甲酸是弱有机酸，因而在酸性环境中解离较少，可以分子形式发挥更强的抑菌效果；以目前研究结果来看，苯甲酸在饲料中的添加量以＜5 g·kg-1为好，添加量过高会引起动物对饲料拒食；以苯甲酸作为酸化剂的研究资料较少，因为动物品种、断奶日龄、体重和饲料组成的差异，造成研究结果不统一，但多数试验表明饲料中添加苯甲酸可抑制消化道微生物生长，并且可降低尿液pH，减少尿铵排放。

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Research Advances on Application of Benzoic Acid in Animal Feed

TANG Maoyan1,CHEN Xudong2

（1.Shanghai Zhengzheng Biotechnology Co.,Ltd.,Shanghai 200433,China;2.Beijing Applied Biotechnology Co.,Ltd.,Beijing 100193,China）

Benzoic acid is the simplest aromatic acid,carboxyl directly linked to the carbon atom of the phenyl ring.Benzoic acid excreted in 24 h after ingestion,no accumulation in vivo,and has attracted more and more attention on unique bacteriostatic effect.This paper reviewed the metabolism in vivo,the antimicrobial effects and influence on animal growth performance of benzoic acid.This review aimed to make deeper understanding of the nutritional and physiological functions of benzoic acid.

benzoic acid;metabolism pathway;bacteriostatic mechanism;production performance

S816.7；S814

A

1001-0084（2017）10-0015-03

2017-06-05

唐茂妍（1976-），女，山东烟台人，博士，主要从事饲用复合酸化剂的应用研究。