二甲酸钾在养鸡生产中的应用

◆作者：邓丽 刘一飞 刘保国 杭柏林

◆单位：河南科技学院动物科技学院

促进动物生长、预防和治疗细菌性疾病的抗生素在动物养殖行业中取得了很好的成绩，但是药物残留、细菌耐药性等问题也随之而来，给养殖业造成了一些影响。因此，寻找新的抗生素替代物成为动物养殖行业中关注的焦点（庄苏等,2019）。2020年，中国禁止在饲料中添加抗生素类促生长剂，必将推动抗生素替代物在动物养殖过程的使用。有机酸是常用的抗生素替代物之一。二甲酸钾（Potassium Diformate，K-Diformate，KDF），又名双甲酸钾，是一种有机酸制剂。2001 年，欧盟批准二甲酸钾可作为饲料添加剂[council Regulanon(EC)No.1334/2001]；2005 年，中国农业部批准二甲酸钾可用于猪饲料[新饲证字（2005）03 号]。因无残留、无毒害、无抗药性，二甲酸钾作为一种抗菌促生长剂类的抗生素替代物在动物养殖业中得到了广泛应用。鸡是我国重要的食品来源，鸡的健康及其产品影响着我国的食品安全。本文主要就二甲酸钾在养鸡生产上的应用进行综述，希望为生产实践提供帮助。

1 二甲酸钾的理化特性与安全性

二甲酸钾是一种有机物质，其分子式为C2H3KO4（HCOOH·HCOOK），分子量为130.14，由甲酸和甲酸钾通过氢键相连接，为白色或微黄色、无味、流散性好的结晶或结晶状粉末，熔点为108.6℃。二甲酸钾极易吸水和潮解，其水溶液呈酸性。在酸性条件下，二甲酸钾相对稳定，不易解离。在弱碱性或中性条件下，二甲酸钾易分解为甲酸和甲酸钾。分解后，甲酸可以解离出氢离子（H+）和羧基（HCOO-），甲酸钾可以解离出钾离子（K+）和羧基（HCOO-）。

二甲酸钾对生物机体和环境的安全性高，不会诱导细菌产生耐药性。动物营养科学委员会（Scientific Committee on Animal Nutrition，SCAN）认为当二甲酸钾使用量低于6%时对动物绝对安全。二甲酸钾在动物体内无残留，口服和吸入的急性毒性试验、亚急性毒性试验表明二甲酸钾对动物是安全的，且无遗传毒性。二甲酸钾应用后，能降低动物体的氮磷排泄，从而减轻对生态环境的危害。

2 二甲酸钾的功能机理

2.1 降低消化道pH 值，调节消化酶活性

二甲酸钾在消化道中分解，生成甲酸和甲酸钾，而后进一步解离，生成K+、H+和HCOO-。H+可调节酸碱性，降低消化道pH值，调节胃蛋白酶、胰蛋白酶等多种消化酶的分泌及其活性，促进蛋白消化吸收（字正浩,2013），进而促进动物体的生长和发育。

2.2 促进采食和营养物质的消化

二甲酸钾能刺激动物采食，增加采食量。K+是动物生长代谢过程中必不可少的物质（王丹红等,2013），能提高赖氨酸利用率。胃内pH 值的降低可刺激胃蛋白酶原和胃蛋白酶的分泌，刺激十二指肠分泌较多的胰蛋白酶，进而提高日粮营养物质的消化吸收，同时也使得氮磷排泻减少（黄小春等,2006；林文爽,2008）。二甲酸钾的抑菌作用减少了微生物的数量，可降低微生物对营养物质的竞争，则可被宿主利用的营养物质相对丰富，从而可提高动物体的生长速度和饲料转化效率（黄小春等,2006）。

2.3 调节肠道微生物区系

二甲酸钾能促进肠道中有益菌的增殖，调节动物肠道微生物区系。有害菌一般生长在中性偏碱的环境中，而乳酸菌等有益菌常生长在酸性环境中。二甲酸钾能降低胃肠道的pH 值，可抑制大肠杆菌等有害菌的生长繁殖，使得有益菌成为优势菌群。二甲酸钾在消化道内缓慢释放，可持续抑制饲粮和胃肠道内不良微生物的增加和定殖，减少发酵和有毒代谢产物的产生，可使肠道正常菌群发挥有益作用（Chowdhury 等,2008）。解离出的羧基（HCOO-）还可调节胃肠道菌群结构，改善菌群的生长环境。

2.4 抑制病菌生长

二甲酸钾可抑制病原微生物的生长。体外试验证实，二甲酸钾对致病性的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有较好的抑菌和杀菌效果（崔细鹏等,2014）。解离出的羧基（HCOO-）附着在细菌细胞壁外侧，可破坏细胞壁上的蛋白，从而导致菌体死亡，而未解离的二甲酸钾能透过细菌细胞壁，穿过细胞膜，进入胞内，解离出H+，降低胞内pH，从而破坏病原菌的胞内环境，阻碍蛋白和核酸（DNA、RNA）的代谢，破坏病原菌细胞膜的完整性，扰乱细菌的生长和繁殖，从而表现出抑菌或杀菌的效果（Canibe 等, 2001; 闻 爱 友 等,2009;李兆勇等,2011）。

3 二甲酸钾在养鸡生产中的应用

3.1 降低pH，改变肠道形态，提高饲料利用率，促进生长

二甲酸钾可降低饲料和鸡胃肠道的pH 值，促进肠道发育。二甲酸钾添加到饲料中可降低饲料的pH 值，进入消化道后还可降低胃肠道的pH 值。黄小春等（2006）在肉仔鸡日粮中添加二甲酸钾，结果降低了嗉囊和肌胃内容物的pH 值。何博等（2019）在肉鸡日粮中添加二甲酸钾，结果显著降低了嗉囊、肌胃、十二指肠、空肠、回肠的pH值（P＜0.05），回肠绒毛高度、绒毛高度与隐窝深度的比值均有显著提高（P＜0.05），但对回肠隐窝深度无显著影响（P＞0.05）。

二甲酸钾能促进动物采食，提高饲料利用率，促进鸡只生长。周丽（2009）在肉鸡日粮中添加二甲酸钾，结果增加了肉鸡的采食量，显著降低了料肉比（P＜0.05），增加了体增重（P＜0.05）；在30℃和32℃的高温条件下，二甲酸钾能显著提高饲料中干物质、能量和粗蛋白的表观消化率（P＜0.05）。Selle 等（2004）在科宝肉鸡日粮中添加二甲酸钾，结果显著提高了采食量、体增重和氮存留率（P＜0.05）。黄小春等（2005）比较了二甲酸钾与黄霉素对肉鸡的促生长作用，结果二甲酸钾显著提高了日增重和饲料转化率（P＜0.05），达到与黄霉素同样的效果。李晓珍等（2016）在爱拔益加肉鸡日粮中添加二甲酸钾，结果提高了生长前期的饲料转化率，显著增加了生长后期的增重速度（P＜0.05）。

3.2 改善胴体品质，提高屠宰性能

二甲酸钾能改善鸡的胴体品质，提高屠宰性能。户陆女等(2009) 在21 日龄雌性黄羽肉鸡日粮中添加二甲酸钾，结果显著提高了胸肌和腿肌的系水力以及腿肌糖原含量（P＜0.05），有提高胸肌率、腿肌率和腿肌肌内脂肪率的趋势，有降低胸肌和腿肌pH1h 和pH24h、腹脂率、胸肌肌内脂肪率、腿肌乳酸脱氢酶活性的趋势，但对腿肌中琥珀酸脱氢酶活性没有影响。Ragaa 等（2016）在科宝肉鸡日粮中添加二甲酸钾，显著提高了体增重、屠宰率、胸肌率、腿肌率（P＜0.05），显著降低了料重比（P＜0.05）。何博等（2019）在肉鸡日粮中添加二甲酸钾，结果显著提高了肉鸡的胸肌重、屠体重和屠宰率（P＜0.05）。

3.3 促进免疫，减轻高温应激，改善肠道菌群，防治疾病

二甲酸钾能改善鸡只的免疫性能，有利于鸡只疾病的预防。何博等（2019）在肉鸡日粮中添加二甲酸钾，结果显著提高了脾淋巴细胞的数量（P＜0.05）。

高温应激是一种常见的应激，常影响鸡只健康。在日粮中添加二甲酸钾，可减轻高温对鸡只的应激性反应。周丽等（2009）在肉鸡日粮中添加二甲酸钾，结果在30℃条件下，增加了二氧化碳分压和血钾浓度（P＜0.05），降低了平均呼吸数和体温；在32℃条件下，增加了二氧化碳分压（P＜0.05），降低了平均呼吸数，肉鸡SDNN（全部正常窦性心搏间期(NN)的标准差）、RMSSD（全程相邻NN 间期之差的均方根值）的值增大，心动周期变长，从而减轻了高温对鸡的应激性反应。

肠道菌群对维护机体健康具有重要作用。日粮中添加二甲酸钾可改善鸡只肠道菌群，有利于鸡只健康。黄小春等（2006）在1 日龄雏鸡日粮中添加二甲酸钾，结果显著降低了盲肠中乳酸杆菌和大肠杆菌的数量（P＜0.05），但能提高乳酸杆菌和大肠杆菌的比例。何博等（2019）在肉鸡日粮中添加二甲酸钾，结果盲肠中梭菌和沙门菌的总数显著减少（P＜0.05），大肠杆菌的数量有所减少。但Motoki 等（2011）认为，日粮中添加二甲酸钾对肉鸡盲肠内粪肠球菌、大肠杆菌和乳酸菌数量没有显著影响。这种差异可能是因为添加剂量的差异所致。

病原菌感染可导致鸡只发生疾病。而日粮中添加二甲酸钾可抑制病原菌生长，进而可预防和治疗病原菌感染。马鑫等（2008a,2008b）通过体外试验发现，二甲酸钾对鸡白痢沙门菌、伤寒沙门菌、肠炎沙门菌、产气荚膜梭菌、空肠弯曲菌、鸡源沙门菌、鸡源和猪源的大肠杆菌等具有较好的抑菌活性。Mikkelsen等（2009）对科宝肉鸡进行产气荚膜梭菌攻毒，结果添加二甲酸钾可降低肉鸡坏死性肠炎的死亡率、空肠内产气荚膜梭菌和肠杆菌的数量。

3.4 防止饲料发霉

饲料霉变造成大量浪费，引起原本不必要的损失。二甲酸钾还可作为防霉剂，防止饲料发霉。在饲料中添加二甲酸钾，能有效抑制贮藏和运输期间饲料中霉菌的生长繁殖，防霉效果优于双乙酸钠（詹国武等,2008）。缓释型防霉剂能延长饲料的保存时间。二甲酸钾结构特殊，使得其有效成份可缓慢释放。当二甲酸钾的添加量在0.6%及以上时，防霉有效时间可达三个月以上，延长饲料贮藏时间60 天以上（林文爽,2008）。因此，二甲酸钾除了可作为抗生素替代物，还可同时作为常用饲料防霉剂的替代物，有效抑制饲料霉变，保持饲料新鲜度，延长饲料保质期。

4 结语

抗生素已经被禁止用于饲料中作为促生长剂。抗生素替代物成为必然选择。二甲酸钾是一种有机酸制剂，有良好的功能特性。但是，仍然有一些因素会影响二甲酸钾的应用，如日粮组成、日粮能量水平、与铜的互作等会影响二甲酸钾的使用效果，遇高温会分解，极易吸潮而影响贮存，等等。同时，二甲酸钾的抗菌作用、调控肠道微生物区系、改善胴体品质等的具体机制还不是很明确，对机体免疫性能和疫苗免疫效果的影响以及动物疾病治疗应用等方面还缺乏相关研究。因此，加强相关研究，二甲酸钾必将有更好的前景。