酸化剂在畜禽业中的应用研究

田冬冬，费前进，刘德军

（ 湖南九鼎科技集团有限公司技术中心，长沙 410007）

酸化剂最早被英国人发现是在1963年，仔猪日粮中使用酸化剂可降低粪便中大肠杆菌数量，提高仔猪生长性能[1]。经过50多年的发展，酸化剂已逐步成为畜禽饲粮中比较重要的添加剂，应用范围越来越广，由仔猪逐渐扩展到家禽、反刍动物、肉兔等，研究方向也由降低腹泻转到促生长、改善饲料效率等方面来。酸化剂产品经历三代技术的改良发展，第一代为单一的有机酸和无机酸化剂，第二代为复合专用型酸化剂，第三代为颗粒脂类包被型酸化剂，并且经实践验证在畜禽生产中的应用效果比较理想。

1 酸化剂

大量研究表明，在饲料或饮水中添加适量的酸化剂，能降低饲料的pH，增加小肠绒毛高度和肠道有益菌群数量，提高饲料养分消化率，减少畜禽疾病的发生。研究表明，酸化剂的种类主要有如下3种[2]。

1.1 单一酸化剂

主要以降低畜禽饲料pH为目的，直接投入饲料或饮水中的单一有机或无机酸化剂。产品主要有盐酸、硫酸、磷酸等，虽价格便宜但酸性强，腐蚀性大，有刺激性气味，适口性差，采食量降低，进而影响动物的生长和饲料报酬[3]。因此单一无机酸化剂效果并不理想，多作为复合酸化剂的成分之一。单一有机酸化剂包括甲酸、乙酸、丁酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸、延胡索酸等，能有效改善动物肠道菌群，提高饲料利用率。如延胡索酸，可参与三羧酸循环、氨基转移过程、生物源氨的合成，且还能改善机体对有机物质的吸收效率，减少能量损失，提高产品沉积能[4]。蔡海莹等研究表明，在早期断奶仔猪饲粮中添加延胡索酸，可预防仔猪腹泻。饲料中适量添加单一有机酸化剂对动物生长性能有正效应，但过量添加既增加饲料成本，造成浪费，又对动物机体造成损害[5]。

1.2 复合和专用型酸化剂

复合酸化剂是有机酸和无机酸根据动物的生长需求和酸的种类特点，按照一定的比例混合制成的，且优质的复合型酸化剂总酸含量高，各成分间协同增效作用强，降低胃肠道pH，起到抑菌杀菌作用。专用酸化剂是根据动物品种使用具有特殊功能的一类酸化剂。禽用酸化剂：以有机酸盐为主，pH为2.5～3.5，可以消化部分纤维素，对大肠杆菌、链球菌、葡萄球菌均起到杀灭作用，还可有效地预防啄癖，增加产蛋率和饲料转换效率；猪用酸化剂：多数用于乳猪和仔猪饲料中，pH约为1.3，可弥补仔猪断奶引起胃酸分泌不足的缺陷，降低胃内pH，激活胃蛋白酶原转化为胃蛋白酶，改善胃内多种酶活性，提高乳仔猪对蛋白质的吸收利用；水产用酸化剂：以有机酸为主，淀粉包被，可替代抗生素。复合和专用型酸化剂在畜禽养殖中使用最为广泛，是酸化剂市场的中流砥柱。包被型酸化剂：又称保护型酸化剂，酸化剂经包被处理，产品性能更加稳定，进入体内后缓慢释放，在胃肠等部位仍保持酸性条件，可减少与饲料中的其他成分发生反应的几率，减少被消化道前段吸收等损失[6]。Felde等研究表明，酸化剂被经包被技术处理后，可掩盖酸化剂在饲料中的辛辣气味，对适口性没有影响[7]。我国有研究者提出高效生物酸化剂的新概念，由一种或几种有益菌（如乳酸芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、地衣芽孢杆菌等）复合而成，与有机酸、有机酸盐或载体配伍使用，但具体使用效果还有待实践的检验。包被型酸化剂继承单一酸化剂和复合酸化剂的优点，克服两者的缺陷，对整个酸化剂市场产生了极大的推动力。

2 酸化剂的作用机制

2.1 降低饲粮和胃肠道pH，提高消化酶的活性

饲用酸化剂主要利用其酸化效应，降低饲粮和胃肠道pH，使消化道保持适宜的消化环境，从而激活胃蛋白酶原转换为胃蛋白酶。侯水生等研究表明，胃肠道在适宜pH范围内才能发挥正常的消化生理作用[8]。Blank研究报道，在14日龄断奶仔猪饲粮中使用延胡索酸，添加量分别为1%、2%、3%，饲粮的pH降低4%～5.2%[9]。侯永清等研究表明，在断奶仔猪饲粮中添加柠檬酸和磷酸，可有效降低断奶仔猪胃肠道pH，胰蛋白酶及淀粉酶的活力增强，继而提高机体对营养物质的消化吸收能力[10]。李鹏等研究表明，在仔猪日粮中添加酸化剂，可显著降低仔猪胃、十二指肠中食糜pH，显著提高胃蛋白酶和胰蛋白酶活性（P＜0.05）[11]。在畜禽饲料中添加适量的酸化剂，可提高畜禽生长性能，但过量添加会破环机体酸碱平衡，降低生产性能，这与侯水生等研究报道较为相似[8,12]。

2.2 调节胃肠道菌群区系

适量酸化剂可降低胃肠道pH，改变肠道中有害微生物的生存环境，直接杀死或抑制有害微生物，减少有害微生物对机体的毒害作用，减少其对营养物质的消耗；促进肠道有益菌的增殖，降低消化道疾病的发生率。汪海峰等研究表明，复合酸化剂水溶液0.25%可抑制沙门氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌生长和增殖，并可在一定程度上改善仔猪的消化道微生物环境[13]。曹国文等研究表明，在仔猪日粮中添加柠檬酸0.5%，到50日龄时仔猪肠道中的乳酸菌数和酵母菌数试验组比对照组分别增长5.1%、29.5%，大肠杆菌和肠球菌数试验组比对照组分别降低10.2%、6.88%[14]。

2.3 改善肠道形态结构，提高营养物质消化率

动物肠道是营养物质消化吸收的主要场所和最大的免疫器官。肠道上皮细胞屏障是机体对抗外源病原菌的第一道防线，其损伤直接引起病原菌的入侵，触发机体免疫反应。研究表明，肠道微生物膳食纤维发酵产生的乙酸、丙酸、丁酸等短链有机酸可以刺激肠道上皮细胞增生，丁酸钠可提高肠道绒毛高度，这可能与有机酸极易被利用产生ATP有关[15]。Hou等研究表明，丁酸盐是肠道上皮细胞重要的能量底物，同时在动物肠道损伤修复中扮演重要的角色[16]。李德发等研究表明，在仔猪饲粮中分别添加柠檬酸1%、2%，可提高干物质和粗蛋白质消化率以及氮的利用率，干物质和粗蛋白消化率分别提高2.28%、6.1%，氮利用率提高2.7%[17]。酸化剂不仅可降低胃肠道pH，还能与饲粮中的矿物元素发生螯合作用，如柠檬酸和延胡索酸与矿物元素铁、铜、锌、镁、磷等络合形成高效络合物，促进矿物元素的吸收[18]。Boling等研究表明，在日粮中添加延胡索酸可促进磷、锌的吸收和蓄积[19]。有机酸（延胡索酸等）本身具有抗氧化作用，可提高VA和VC的稳定性，与此同时，消化道的酸性环境也有利于VA、VD的吸收[18]。

2.4 直接参与体内代谢，增强机体免疫功能

以柠檬酸、延胡索酸等为主要成分的酸化剂可快速参与三羧酸循环反应，乳酸则是通过代谢释放能量，可快速地给机体供能，以改善机体抗氧化和抗应激能力，提高免疫功能[20-21]。窦晓利等研究表明，在高温季节，复合酸化剂可缓解高温期的热应激[22]。宁康健等研究表明，肉鸡饲粮中使用柠檬酸0.5%，肉鸡新城疫抗体效价可提高＞1倍，且效果最为显著[23]。研究表明，0.5%的柠檬酸可提高仔猪胃内的酸度，提高红细胞C3b受体的合成效率，从而提高机体的免疫功能[24]。虞财华研究表明，在断奶仔猪日粮中添加乳酸型酸化剂可提高血清中IgA、IgG含量，可调节肠道细胞相关免疫因子的分泌，从而提高仔猪的体液免疫和肠道免疫功能[25]。

3 酸化剂的应用

3.1 猪

研究表明，酸化剂的生物学价值在于能够降低日粮系酸力和动物胃肠道pH，从而影响肠道微生物生长繁殖，调节胃肠道各种消化酶的分泌，促进机体对营养物质的吸收利用，最终提高生产性能[26-27]。晏家友等研究缓释复合酸化剂对断奶仔猪消化道酸度及肠道功能的影响，结果表明，仔猪的胃、小肠酸度极显著降低（P＜0.01）；断奶前期，小肠乳糖酶的活性显著提高（P＜0.05）；断奶后期，盲肠和结肠中大肠杆菌数极显著下降，乳酸杆菌数极显著增加，同时仔猪肠黏膜抗体S-IgA分泌量有增加趋势[28]。仔猪腹泻是由于早期断奶应激导致仔猪胃酸分泌不足，未经消化的饲料直接进入肠道，为肠道有害微生物的大量繁殖提供养料，导致肠道菌群平衡失调引起的。Tsiloyiannis等试验表明，酸化剂可弥补断奶仔猪胃酸分泌不足的缺点，显著降低仔猪腹泻发生几率（P＜0.05）[29]。岳增华等研究表明，在28日龄断奶仔猪日粮中分别添加微胶囊型包被复合酸0.2%、复合酸0.5%、柠檬酸1.2%，与对照组相比，酸化剂组均可显著提高仔猪的日增重和饲料效率，降低仔猪的腹泻率，且以微胶囊型包被复合酸0.2%的效果最佳[30]。王荣发等和王杰等试验表明，在仔猪日粮中添加复合酸化剂，可使仔猪的血糖及尿素氮浓度下降，并提高总蛋白含量，提高血液中碱性磷酸酶含量，改善仔猪的生长性能；这可能与复合酸化剂中的有效成分对回肠或总的营养物质消化率起促进作用有关，具体作用机制有待进一步研究[27,31]。此外，有报道称酸化剂在一定程度上可以改善猪肉品质。张伟力等试验表明，不同剂量酸化剂不会显著影响猪的屠宰性能，但可明显增加肉的红度值[32]。

3.2 禽

家禽消化道比较短，对营养物质的消化吸收能力要求相对更高。在家禽饲粮中使用酸化剂，可有效降低消化道pH，改善肠道形态结构，提高肠道消化酶活力和肠道有益菌的数量，抑制有害菌的繁殖，为营养物质的消化提供更好的环境条件[33-34]。李军等研究复合酸化剂的日粮酸化作用及对营养物质表观消化率的影响，结果表明，不同复合酸化剂水平可显著降低肉仔鸡饲粮pH和系酸力，显著提高各阶段饲粮干物质、能量、蛋白质、磷的表观消化率，以0.15%添加量效果最好[35]。研究表明，肉仔鸡日粮中添加包被的乳酸，小肠pH显著降低，小肠绒毛高度增加，营养物质的吸收利用率提高，极显著提高生长性能[36]。罗四维等研究表明，在肉鸡日粮中添加适宜的复合酸化剂，肉鸡屠体的可食用部分增加，肌胃、肝脏的相对重量也相应增加[37]。

王书全研究表明，在鹌鹑日粮中添加缓释酸化剂，鹌鹑肠道酸度降低，肠道消化酶活力提高，营养物质的消化吸收率提高，与郭鹏等在肉仔鸡上的试验结果相一致[33,38]。另外，王书全研究表明，缓释酸化剂0.05%可使鹌鹑肠道内大肠杆菌、沙门氏菌数量显著降低，乳酸杆菌、双歧杆菌数量显著增加（P＜0.05）；其在生长前期的免疫器官指数和球蛋白水平明显提高[38-39]。

3.3 水产动物

目前，部分学者认为饲用酸化剂影响鱼类生长主要表现在两个方面：提供大量氧离子，降低消化道pH，加快营养物质的消化；提供有机酸，抑制革兰氏阴性菌的生长。肖顺应等研究表明，在草鱼饲粮中添加苯甲酸，以磷酸氢钙为磷源，青鱼增重率和生长率显著提高，料重比显著下降；在没有无机磷源条件下，使用苯甲酸对青鱼的生长无改善作用[40]。尚卫敏研究表明，草鱼饲粮中使用不同酸化剂，可显著提高超氧化物歧化酶（SOD）、血清谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、溶菌酶（LZM）等活性，增加微量元素含量；使用复合酸化剂，可显著提高血清碱性磷酸酶（ALP）、肠道与肝胰脏脂肪酶和淀粉酶活性，降低血清中丙二醛（MDA）含量；使用乳酸和柠檬酸，可显著增加肝脏和胰脏中的淀粉酶、脂肪酶活性（P＜0.05）[41]。目前酸化剂对水产动物生长、饲粮中营养物质的吸收以及利用率等作用机制文献报道不多，但要充分肯定其对水产动物生长的促进作用，今后势必将在水产养殖中进一步推广应用。

4 影响酸化剂使用效果的因素

4.1 饲粮蛋白质来源和添加水平

酸化剂效果受饲粮蛋白质来源和添加水平的影响，主要原因是由于不同来源蛋白质消化环境和被消化过程略有差异，如奶制品最适pH为4.0，鱼粉和豆粕最适pH为2.5。植物蛋白为主的日粮中酸化剂的应用效果优于乳蛋白为主的日粮，可能与乳酸菌可将奶蛋白中乳糖发酵为乳糖，降低消化道对酸的需要量的原因有关。饲粮蛋白质水平是影响酸化剂效果的重要因素，是消化道中pH变化的抑制剂，过高蛋白质水平会影响酸化剂的应用效果，故推断高蛋白质饲粮中不适宜使用酸化剂。

4.2 酸化剂的种类及添加量

不同种类酸化剂因理化性质不同其效果存在差异。如柠檬酸、乳酸、甲酸钙及延胡索酸因能参与机体的部分生化反应而表现出更加特别的生理功能，在饲粮中公认是有效果的，盐酸和硫酸可能会产生负面效应。尚卫敏研究表明，在鱼饲料中添加酸化剂，可增强青鱼的抗氧化能力和免疫能力，促进其消化，提高生长性能；复合酸化剂的效果最好，其次是柠檬酸和乳酸，磷酸相对最差[41]。当然，酸化剂添加量的高低对效果也会产生影响，过量添加引起饲料成本增加，经济效益降低，适口性降低，产生负作用；添加过少，达不到消化道需求，进而影响预期目标。

4.3 日粮系酸力

日粮系酸力是影响动物体消化道酸度的主要因素之一，指的是100 g饲料或原料的pH下降到4.0所消耗的盐酸的毫摩尔数。常见原料的系酸力如下：玉米7.8、小麦8.99、豆粕69.4、鱼粉5.84、小麦麸46.5、乳清粉46.6、酵母30.10、磷酸氢钙69.0、石粉2 846。

4.4 畜禽的饲养环境

酸化剂同其他饲料添加剂类似，畜禽所处环境，如栏舍卫生条件、饲养密度、光照等对酸化剂的使用效果有比较大的影响。研究表明，包被酸化剂在良好饲养环境条件下对肉仔鸡的生长性能以及消化道内环境的影响更为显著[42-43]。

[参考文献]

[1]赵先铭,曾清华,丁永忠,等.酸化剂的作用机理及其应用[J]. 中国饲料,2002（11）:22-23.

[2]曾清华,曾正清,丁永忠,等.新型酸制剂—保护性酸化剂的研究进展[C].动物营养与保健品市场及技术国际研讨会暨二〇〇四中国动物用化学品行业发展年会,2004.

[3]Giesting D W,Easter R A.Response of starter pigs to sup⁃plementation of corn-soybean meal diets with organic acids[J].Journal of Animal Science,1985,60（5）:1 288-1 294.

[4]杨赵军.延胡索酸在畜牧生产中的应用[J].山东畜牧兽医,1997（1）:28-29.

[5]蔡海莹,骆先虎,秦浩亮,等.延胡索酸防治早期断奶仔猪腹泻效果试验[J].饲料工业,1997,18（3）:27-29.

[6]Mroz Z.Organic acids of various origin and physico-chemical forms as potential alternatives to antibiotic growth promoters for pigs[C].9th International Symposium on Digestive Physiology in Pigs,2003:267-293.

[7] Felde A V,Rudat I.Encapsulated acids-a new strategy against coli and clostridia[J].Kraftfutter,1998.

[8]侯水生,黄苇.仔猪日粮酸化机制及其应用[J].中国饲料,1998（10）:9-11.

[9] Blank R,Mosenthin R,Sauer W C,et al.Effect of fu⁃maric acid and dietary buffering capacity on ileal and fecal amino acid digestibilities in early-weaned pigs[J].Journal of Animal Science,1999,77（11）:2 974-2 984.

[10] 侯永清,梁敦素,丁斌鹰,等.早期断奶仔猪日粮中添加不同种类酸化剂的效果[J].中国畜牧杂志,1996,32（6）:8-11.

[11] 李鹏,武书庚,张海军,等.复合酸化剂对断奶仔猪生长性能、胃肠道酸度及消化酶活性的影响[J].养猪,2009（1）:5-8.

[12] 冷向军,王康宁,杨凤,等.酸化剂对仔猪生长和体内酸碱平衡的影响[J].动物营养学报,2003,15（2）:49-53.

[13] 汪海峰,陈海霞,章文明,等.复合酸化剂对断奶仔猪生产性能和肠道微生物区系的影响[J].中国畜牧杂志,2011,47（11）:49-53.

[14] 曹国文,马宁,杨松全,等.柠檬酸对肠道菌群影响的研究[J].四川畜牧兽医,1992（1）:9-11.

[15] Blikslager A T,Moeser A J,Gookin J L,et al.Restoration of barrier function in injured intestinal mucosa[J].Physiologi⁃cal Reviews,2007,87（2）:545-564.

[16] Hou Y Q,Liu Y L,Hu J,et al.Effects of lactitol and tribu⁃tyrin on growth performance,small intestinal morphology and enzyme activity in weaned pigs[J].Asian Australasian Journal of Animal Sciences,2006,19（10）:1 470-1 477.

[17] 李德发,胥学新,李刚,等.仔猪料中添加柠檬酸对营养物质消化率的影响[J].中国饲料,1993（4）:7-9.

[18] 石宝明,单安山.饲用酸化剂的作用与应用[J].饲料工业,1999,20（1-2）:3-7.

[19] Boling S D,Webel D M,Mavromichalis I,et al.The effects ofcitric acid on phytate-phosphorus utilization in young chicks and pigs[J].Journal of Animal Science,2000,78（3）:682-689.

[20]冯建国,陈家良.饲料酸化剂的作用机理及发展趋势[J].养殖技术顾问,2010（6）:63.

[21] 张宇喆,孔样峰,杨峰,等.酸化剂在仔猪生产中的应用现状及展望[J].饲料与畜牧,2007（9）:34-37.

[22] 窦晓利,陈玉林,安加俊,等.复合酸化剂抗蛋鸡热应激效果的研究[J].中国畜牧杂志,2006,42（15）:26-29.

[23] 宁康健,吕锦芳,彭光明,等.柠檬酸对肉鸡生产性能及免疫功能影响的研究[J].饲料工业,1995,16（1）:39-40.

[24] 张德成,吴润培,陈思义,等.哺乳仔猪胃内酸度的变化对红细胞免疫功能的影响[J].饲料工业,1994（7）:28-29.

[25]虞财华.磷酸型和乳酸型酸化剂对断奶仔猪生长性能和免疫功能的影响研究[D].杭州:浙江大学,2016.

[26] 冯尚连,尚建钢,孙玥滢,等.乳酸对仔猪肠道大肠杆菌和乳酸杆菌的影响[J].浙江农业学报,2011,23（3）:506-510.

[27]王荣发,张石蕊,金莉.酸化剂对仔猪生产性能和生化指标的影响[J]. 饲料研究,2010（3）:44-48.

[28] 晏家友,贾刚,王康宁,等.缓释复合酸化剂对断奶仔猪消化道酸度及肠道功能的影响[J].畜牧兽医学报,2009,40（3）:1 747-1 754.

[29] Tsiloyiannis V K,Kyriakis S C,Vlemmas J,et al.The effect of organic acids on the control of porcine post-weaning diar⁃rhoea[J].Research in Veterinary Science,2001,70（3）:287-293.

[30]岳增华,王永汉.不同类型酸化剂对断奶仔猪生长性能影响的研究[J]. 饲料与畜牧,2011（4）:30-32.

[31] 王杰,陈玉林.复合酸化剂在断奶仔猪上的应用研究[J].湖北农业科学,2010,49（5）:1 158-1 161.

[32] 张伟力,朱建和,向砥,等.酸化剂对杜长大商品猪生产性能的影晌[J]. 养猪,2006（1）:26-32.

[33] 郭鹏,卢建,李军,等.复合酸化剂对肉仔鸡消化道pH值和消化酶活性的影响[J].饲料工业,2011,32（11）:32-35.

[34] 贾刚,晏家友,王辉,等.缓释复合酸化剂对艾维茵白羽肉鸡消化道酸度、免疫指标及鸡舍氨浓度的影响[J].动物营养学报,2009,21（5）:747-754.

[35] 李军,卢玉飞,邓波波,等.复合酸化剂的日粮酸化作用及对营养物质表观消化率的影响[J].中国饲料,2011（14）:23-25,28.

[36] Natsir M H,Sjofjan O,Umam K,et al.Effects of liquid and encapsulated lactic acid in broiler diets on performances,in⁃testinal characteristics and intestinal microflora[J].Journal of Poultry Science,2010,47（3）:240-243.

[37]罗四维,韩庆广,赵国琦.复合酸化剂对肉鸡屠宰性能和内脏器官相对重量的影响[J].中国饲料添加剂,2009（3）:26-29.

[38]王书全.缓释酸化剂对鹌鹑生长性能的影响研究[J].中国农学通报,2011,27（14）:12-16.

[39]王书全.缓释酸化剂对肉用鹌鹑生长和免疫的影响[J].饲料研究,2011（6）:50-53.

[40] 肖顺应,叶元土,金素雅,等.2种含磷矿物质和苯甲酸酸化剂对草鱼的影响[J].饲料研究,2011（3）:8-11.

[41] 尚卫敏.酸化剂在水产饲料中的应用研究进展[J].中国饲料,2010（20）:26-28.

[42] 朱宇旌,吴芸彤,季文彦,等.不同环境下包被酸化剂对肉仔鸡生长性能、消化道内环境及血清生化指标的影响[J].动物营养学报,2012,24（5）:886-896.

[43] 许丽惠,樊倩,张杰,等.包被酸化剂对黄羽肉鸡生长性能、消化道内环境及血清生化指标的影响[J].动物营养学报,2016（2）:585-592.