日粮系酸力在断奶仔猪上的应用研究进展

徐海岩，王 超，徐鲁善

（上海禾丰饲料有限公司，上海 201800）

我国是养猪大国，每年新生仔猪数量达6亿头以上，约占全世界总量的50%，但是目前我国生猪养殖水平相较于欧美发达国家仍有一定差距。其中，断奶仔猪的高死亡率是影响我国生猪养殖水平发展的重要原因之一。据报道，我国体重30 kg以下的仔猪全年平均发病率为46.5%，死亡率高达10.3%，而仔猪因腹泻死亡约占仔猪死亡总数的39.8%[1]。仔猪腹泻问题已经严重威胁到了我国养猪业的健康发展，并带来了巨大的经济损失。大量研究表明，早期断奶仔猪因其消化系统发育不完善，不能分泌足够的胃酸来激活胃肠道的消化酶达到最佳活性，使得以植物性为主要蛋白来源的日粮得不到充分消化，同时由于日粮中的一些饲料原料具有很强的酸结合力，饲料进入消化道后与胃内的一些酸性物质结合，使得仔猪胃内酸度进一步降低，其结果是引起仔猪胃肠道内的微生物菌群发生失衡，致使以大肠杆菌为主的有害微生物迅速增殖，最终造成仔猪出现严重腹泻情况，降低生产性能[2-4]。同时，仔猪从断奶至体重30 kg期间的生长速度决定着其育肥后期的生长性能和胴体质量。因此，改善断奶仔猪的早期肠道健康状况一直是行业内普遍关注的热点。

众所周知，抗生素能够在断奶仔猪中得到广泛应用关键在于它可以抑制病原微生物的生长繁殖，提高仔猪机体免疫力，降低腹泻发生概率，同时提高仔猪生产性能。近年来随着人们对病原微生物的耐药性和抗生素药物残留等问题的重视，抗生素在我国养殖场的使用由限用逐步发展到禁用，这也促进了人们对抗生素替代品控制动物腹泻的研究。大量研究发现，在断奶仔猪上使用酸化日粮可以得到与使用抗生素一致的作用效果，如抑制仔猪胃肠道内有害微生物的繁殖、减缓肠道应激、降低腹泻率、提高仔猪成活率和生产性能等[5-7]，其作用机理主要是通过额外增加有机酸和改变日粮原料配比来降低日粮系酸力（Dietary acid-binding capacity），以此来提高断奶仔猪胃内酸度，促进消化酶的分泌和活性增加，抑制胃肠道内各种病原微生物的生长繁殖，同时由于胃内酸度的提高，使得更多的有机酸处于非解离状态，而非解离状态的有机酸更容易进入病原微生物的细胞体内，扰乱其正常生理功能，从而维持断奶仔猪胃肠道内的微生物菌群平衡[8]。

1 系酸力的概念及测定方法

日粮系酸力是指一定质量的日粮对酸性物质具有的酸结合力，并以饲料结合酸的多少来反映日粮的酸碱性，故又称为日粮酸中和力、酸缓冲力或酸结合系数。国内外学者对日粮系酸力的研究主要针对断奶仔猪，其胃内最适pH范围为3.0～4.0，因此日粮系酸力通常被定义为取100 g饲料样，用盐酸滴定使其pH降至4.0时所需盐酸的毫摩尔数。测定按照Bolduan等[9]推荐的方法：用烧杯称取100 g饲料待测风干样，加入200 mL蒸馏水，在恒温水浴锅中加热至约37 ℃，然后取下放在磁力搅拌器上搅拌并插入温度计，将温度恒定在（37f 1）℃之内；将pH计电极插入溶液中，温度达到（37f 1） ℃时进行搅拌均匀，最后用1 mol/L的盐酸滴定至pH=4.0，记下所用盐酸的毫升数，再换算为盐酸的毫摩尔数即为该饲料样品的系酸力。

2 系酸力在断奶仔猪日粮配制中的应用基础

2.1 断奶仔猪的消化生理特点

2.1.1 消化系统发育不完善

断奶仔猪（3～4周龄）消化器官的重量和体积都比较小，且发育很不完全。在仔猪3～10周龄时，是其整个消化系统发育最快的时期，且随着消化系统的快速发育，肠道结构、消化酶的合成和分泌均有较大变化。由于小肠是营养物质吸收的主要场所，所以肠道结构的改变将直接影响营养物质的消化吸收能力。仔猪断奶后主要表现为小肠绒毛萎缩、隐窝加深和绒毛表面由高密度手指状变为平舌状，这种变化一般会持续1～2周，使得肠道的吸收面积变小，同时伴随消化酶的合成和分泌能力降低，仔猪便会因食糜中的营养物质不能很好地被消化和吸收而发生腹泻现象。

2.1.2 胃酸分泌不足

胃酸是由壁细胞分泌的，主要起维持胃肠道内酸性环境和消化酶的正常生理功能以及抑制有害微生物增殖的作用。新生仔猪胃酸分泌量低，几乎一半为结合酸，游离盐酸比较缺乏，而一般从3周龄开始才有少量游离盐酸产生，且至少到9周龄时其盐酸分泌量才会达到成年猪的水平[10]。在整个哺乳期，仔猪胃内pH变动在3.0～4.0之间，这远高于成年猪的胃内正常pH范围2.0～3.5。仔猪断奶前主要依赖母乳中的乳糖发酵产生的大量乳酸和少量的挥发性脂肪酸来维持胃内酸度。而仔猪断奶后由于乳糖来源减少，乳酸含量下降，导致胃内pH上升，胃内酸度降低，同时，由于饲料中的一些蛋白质及无机阳离子与胃酸发生结合，会进一步降低胃内酸度。胃内酸度的降低，一方面会影响羧肽酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、乳糖酶、淀粉酶、脂肪酶和麦芽糖酶等消化酶的分泌和活性[4,11-12]；另一方面因胃酸分泌不足，会反馈性引起胃排空加快，使饲料几乎完整地进入小肠，造成小肠中蓄积大量未消化的内容物，这为病原微生物的繁殖创造了适宜条件，从而破坏了仔猪胃肠道内微生物区系的平衡，导致仔猪发生腹泻。

2.2 断奶仔猪日粮酸化的重要性

断奶仔猪特殊的消化生理特点及日粮酸度特性是日粮酸化的重要理论基础。高pH的日粮能吸附仔猪胃内的游离盐酸，中和胃内酸度，破坏机体内环境的酸碱平衡和电解质平衡，加剧仔猪因胃酸不足而造成的消化功能障碍。国内外研究者一致认为，日粮系酸力是影响胃内酸度和游离盐酸含量的主要因素之一，日粮系酸力越高，吸附的游离盐酸就越多，中和胃内酸度的能力就越强[9,13]。有不少研究表明，日粮添加适量的酸化剂能有效降低日粮系酸力，改善断奶仔猪胃内酸度，提高日粮消化率，促进仔猪生长[14-16]；同时，也有研究表明，断奶仔猪的日粮系酸力以20 mmol/100 g对仔猪生长效果较好，但不宜超过30 mmol/100 g[15-16]。这是因为日粮系酸力水平对酸化剂效果的发挥影响很大，酸化剂添加到日粮中后首先会被日粮中高系酸力的原料结合掉一部分，而真正在断奶仔猪胃肠道内发挥作用的酸化剂是经日粮结合后剩余的部分[17-18]。因此，日粮酸化不仅要降低高系酸力的原料用量，也要添加适量的酸化剂，也就是说在配制日粮时需要根据所用酸化剂类型和日粮系酸力，来确定酸化剂的适宜添加量，将日粮系酸力调至仔猪的最佳生长范围，以保证酸化剂添加后能发挥出最佳效果。唐湘方[16]等对我国6个省份18个大型饲料企业的断奶仔猪日粮pH和系酸力值进行了调研，结果表明我国常用的仔猪日粮pH（范围在5.47～6.95）和系酸力（范围在27.83～60.24 mmol/100 g）普遍偏高，并不适于断奶仔猪的消化生理需要，如表1所示。

表1 国内断奶仔猪日粮pH及系酸力[16]

2.3 日粮系酸力模型的建立

断奶仔猪日粮系酸力的高低由所用饲料原料的系酸力决定，二者呈正相关。刑启银和刘庆华[19]研究发现，在测定饲料原料的系酸力后，按比例相加预估日粮的系酸力，其结果要高于实测值。Lu等[20]同样研究发现，所有日粮系酸力的预估值均高于实测值，且二者高度相关，由于日粮系酸力的实测值与预估值的比率在92%～97%，建议在实际生产中直接用日粮系酸力的预估值来表示日粮系酸力。丁洪涛等[21]从饲料原料的配比及其系酸力着手，研究其对断奶仔猪日粮系酸力的影响规律，建立饲料原料配比（xi）、原料系酸力（ai）与日粮系酸力（Y）之间的数学模型。

（Y为日粮系酸力，a1至a7、x1至x7分别表示玉米、豆粕、鱼粉、麦麸、乳清粉、磷酸氢钙、石粉在日粮中的配比及各自的系酸力）

上式即为断奶仔猪日粮系酸力模型，该模型在相应范围内（豆粕10%～30%，鱼 粉≤10%，麦麸≤10%，乳清粉≤16%，磷酸氢钙≤2%，石粉≤2%，玉米作为替代其他6种原料配比的改变量）其计算的预估值与实测值基本一致，可以以此为依据适当调节断奶仔猪日粮的饲料原料配比，配制出系酸力适于断奶仔猪的消化生理需要的日粮。另外，焦小丽和柳玉凤[22]的研究指出，不同动物性蛋白饲料原料的系酸力结果差异较大，在断奶仔猪日粮配制时，要充分考虑其对日粮系酸力的影响。矿物质饲料原料系酸力普遍较高，尤以石粉的系酸力最高，作为猪饲料中主要的钙源，也要考虑其用量或其他可替代矿物质饲料原料。表2列出了部分常见饲料原料的系酸力测定结果。

表2 常见饲料原料的系酸力mmol/100 g

3 不同系酸力日粮在断奶仔猪上的应用效果

目前，行业内关于日粮系酸力在断奶仔猪上的应用研究还不是很多，主要技术手段是通过在日粮中添加复合酸化剂和改变日粮中原料配比来降低日粮系酸力，提高仔猪胃内酸度，改善其胃肠道各项生理功能（如消化酶活性、游离盐酸含量、微生物菌群活力等），促进仔猪对日粮营养物质的消化、吸收和利用，从而提高仔猪生长性能。

张宏福等[25]通过在基础日粮中添加适量的柠檬酸调控日粮系酸力水平（40、30、20、10 mmol/100 g）并研究其对断奶仔猪生长性能的影响，结果发现，随着日粮系酸力水平的降低，断奶仔猪的日增重、相对生长率、饲料耗料增重比和腹泻率均有所改善，但当日粮系酸力水平降至10 mmol/100 g时，断奶仔猪的生长性能没有明显的改善效果，反而有不利影响，可能是日粮系酸力过低破坏了机体电解质平衡，引起机体营养代谢紊乱，从而影响了生长性能。刘庚寿等[26]系统研究了不同系酸力日粮对断奶仔猪生长性能的影响（见表3），结果表明，当日粮系酸力从27 mmol/100 g逐渐降至19.5 mmol/100 g时，与对照组相比，各试验组断奶仔猪的平均日增重分别提高15.27%、14.16%和11.55%；当日粮系酸力降至15 mmol/100 g时，断奶仔猪的平均日采食量和料重比最高，而平均日增重最低；日粮系酸力在27～19.5 mmol/100 g的范围内变化时，料重比逐渐降低，分别比对照组降低5.10%、13.50%和12.80%；由此得出，日粮系酸力在19.5～23.0 mmol/100 g范围时，断奶仔猪的综合生产性能表现最佳。秦圣涛[18]做了类似研究（见表4），结果表明，降低日粮系酸力可以不同程度地提高断奶仔猪的平均日采食量（10.01%～29.56%）、平均日增重（13.54%～31.25%）和成活率（6.12%～11.23%），降低断奶仔猪的料重比（4.94%～10.49%）和腹泻率（45.91%～84.09%），且得出日粮最佳系酸力范围为 20～25 mmol/100 g。另外，也有研究报道，降低日粮系酸力可以适当提高断奶仔猪的平均日增重和饲料转化率，但无显著性作用[27]。

表3 不同系酸力日粮对断奶仔猪生产性能和腹泻的影响[26]

表4 不同系酸力日粮对断奶仔猪生产性能的影响[18]

造成以上结论不太一致的原因可能与断奶仔猪日粮的最佳系酸力范围有关，最佳系酸力范围的大小和动物营养生理密切相关，如果日粮系酸力调控水平在最佳系酸力范围内，则可以改善断奶仔猪的生产性能，促进仔猪生长发育，一旦日粮系酸力超出此范围，则会使断奶仔猪的生长发育受阻，生产性能下降。

4 小结和展望

当前无抗时代下，养猪业需要着重解决断奶仔猪腹泻问题，这就要求动物营养师在设计日粮配方时必须从断奶仔猪消化生理特点、原料选择与质量控制、抗生素替代物筛选组合、饲料加工工艺优化、饲料成品处理、饲喂方式和精准营养等方面进行系统的、全面的考量。首先，日粮不应造成断奶仔猪出现营养性腹泻，而最直接、最有效的方法就是日粮中添加适量复合酸化剂，降低日粮系酸力。

日粮系酸力的研究是一个多学科的交叉领域，涉及动物营养与饲料学、动物生理学、动物生物化学和微生物学等。实际上，对断奶仔猪日粮系酸力的研究也是为新型高效专用型酸化剂产品的开发及其合理应用提供研究方向。因此，未来对日粮系酸力的研究，还需要从以下几方面着手：1）调查不同季节不同地区的饲料原料系酸力，建立常见饲料原料系酸力的系统数据库；2）研究不同系酸力水平的基础日粮对断奶仔猪的影响，以便确定断奶仔猪日粮的最佳系酸力范围；3）研究日粮系酸力与酸化剂的种类和添加量的关系，确定酸化剂在断奶仔猪日粮中的添加标准，建立酸化剂对断奶仔猪日粮系酸力的调控模型；4）根据断奶仔猪日粮的最佳系酸力范围及其对断奶仔猪的影响结果，进一步研究日粮中原料配比和酸化剂间的交互作用，从而确定最适合断奶仔猪的日粮原料配比及酸化剂的添加标准。