王冰
(湖南百宜飼料科技有限公司,長沙 410128)
飼用酸化劑在仔豬生產(chǎn)中的研究進(jìn)展
王冰
(湖南百宜飼料科技有限公司,長沙410128)
飼用酸化劑是一種無抗藥性、無殘留、無毒害的新型環(huán)保綠色飼料添加劑,文章綜述飼用酸化劑的種類、作用機(jī)理以及在仔豬生產(chǎn)中的應(yīng)用。
酸化劑;作用機(jī)理;仔豬生產(chǎn)
飼用酸化劑是一種無抗藥性、無殘留、無毒害的新型環(huán)保綠色飼料添加劑,研究表明,動物的日糧中添加一定量的飼用酸化劑有利于其飼料轉(zhuǎn)化效率和生產(chǎn)性能的提高,但也有部分研究表明,添加飼用酸化劑對幼齡動物作用不明顯[1-7]。這可能與仔豬的生長階段、日糧的水平、飼用酸化劑的種類、添加量等因素有關(guān)。
目前市場上使用的飼用酸化劑種類繁多,主要有無機(jī)酸、有機(jī)酸、復(fù)合酸化劑及酸鹽。無機(jī)酸主要以磷酸使用較為廣泛。有機(jī)酸只能通過降低胃腸道中的pH來達(dá)到降低細(xì)菌數(shù)量的作用,如富馬酸、檸檬酸、蘋果酸、乳酸。有機(jī)酸不但能降低胃腸道pH,且對革蘭氏陰性菌具有抑制作用,可以破壞細(xì)菌細(xì)胞壁,干擾細(xì)菌酶的合成,如甲酸、乙酸、丙酸和山梨酸等[8]。復(fù)合酸化劑及酸鹽可降低單一酸的成本,具有良好的緩沖效果,可迅速降低pH,保持最佳的生物學(xué)性能及高性價比。目前市場上出現(xiàn)較多的是乳酸型復(fù)合酸化劑和磷酸型復(fù)合酸化劑。
2.1降低日糧系酸力,促進(jìn)胃蛋白酶的分泌
飼料原料和添加劑的系酸力見附表。由附表可知,適當(dāng)?shù)娜占Z系酸力(19.5~23.0 mmol·100g-1)可改善仔豬腸道酸堿度,有利于蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素的吸收代謝、提高飼料轉(zhuǎn)化率,降低腹瀉率[9]。研究表明,斷奶仔豬的胃酸分泌不足,同時斷奶仔豬的日糧會在一定程度上中和胃酸,影響蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的消化代謝,進(jìn)而出現(xiàn)營養(yǎng)性腹瀉。系酸力是飼料結(jié)合酸的能力,一般定義為100 g飼料或原料的pH達(dá)到4.0時所消耗鹽酸的毫摩爾數(shù),系酸力還受到飼料中各組分相互作用的影響。
附表 飼料原料及添加劑的系酸力
胃蛋白酶的活性在pH 2.0~3.5時最高,>4.0最弱,>6.0無活性,如果飼料的系酸力較高,導(dǎo)致飼料附著的大腸桿菌等有害致病菌進(jìn)入小腸,在未消化的內(nèi)容物營養(yǎng)物質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行繁殖。
飼用酸化劑必須具備的一個重要功能是降低飼料系酸力,激活胃蛋白酶原促進(jìn)胃蛋白酶分泌。飼用酸化劑降低飼料中酸的結(jié)合能力(飼料系酸力)主要取決于飼料日糧的組成、酸的種類、相對分子質(zhì)量、解離度及復(fù)配比例。一般無機(jī)酸的解離度較高,可以迅速降低胃腸道中的pH,但無機(jī)酸因會使胃中pH急劇下降,導(dǎo)致胃黏膜損傷,影響胃酸分泌,日糧中電解質(zhì)失衡,影響飼料的適口性;而有機(jī)酸的解離度較低,降低胃腸道中pH需要的時間較長,作用時間較長,但有機(jī)酸的解離會受到相對分子質(zhì)量的影響。單位質(zhì)量的有機(jī)酸,相對分子質(zhì)量越小在一定的pH下會解離出更多的氫離子,有些大分子有機(jī)酸(多元酸)在理論上可以進(jìn)行幾級解離(即電離幾個氫離子),但實(shí)際上解離度較小,一般只進(jìn)行一級解離。因此,降低飼料系酸力,小分子有機(jī)酸優(yōu)于大分子有機(jī)酸和無機(jī)酸效果。
2.2維持腸道微生態(tài)菌群的平衡,有利于腸道健康
研究表明,大腸桿菌、沙門氏菌和梭狀芽孢桿菌在腸道內(nèi)生長的最適pH分別為6.0~8.0、6.8~7.2、6.0~7.5,而乳酸桿菌生長的最適pH為5.4~6.4[10]。無機(jī)酸可通過降低腸道pH,抑制有害菌的生長。而小分子有機(jī)酸是以分子形式通過細(xì)菌細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部后進(jìn)行解離產(chǎn)生氫離子和羥基負(fù)離子。解離的氫離子會降低細(xì)菌內(nèi)環(huán)境的pH,細(xì)菌需要通過H+-ATP泵將氫離子轉(zhuǎn)移到膜外來維持胞內(nèi)的酸堿平衡,因而消耗能量;羥基負(fù)離子可抑制細(xì)菌細(xì)胞核DNA和蛋白質(zhì)合成,進(jìn)而達(dá)到殺菌和抑菌的效果。延胡索酸0.2%~0.4%可殺滅葡萄球菌、鏈球菌,添加0.4%時可殺死大腸桿菌,但對乳酸菌無抑制作用。添加富馬酸0.125%可使肉雞空腸大腸桿菌的數(shù)量降低10.03%,乳酸桿菌的含量增加19.33%。甲酸具有抗菌作用,丙酸有防霉作用,兩者對沙門氏菌、芽孢桿菌具有較強(qiáng)的抑制作用,乳酸可抑制某些病毒和革蘭氏陰性菌的生長。
2.3可促進(jìn)消化吸收
飼用酸化劑不僅可以降低日糧系酸力,還可激活胃蛋白酶原促進(jìn)胃蛋白酶的分泌,進(jìn)而提高蛋白質(zhì)的消化吸收,此外還有利于維生素的吸收利用。苯甲酸0.5%可以提高仔豬日增重6.06%,能量表觀利用率提高4.46%。生長育肥豬日糧中添加甲酸鹽0.65%,粗蛋白質(zhì)利用率提高3.62%,賴氨酸利用率提高2.38%。檸檬酸可改善斷奶仔豬對礦物質(zhì)的利用率,檸檬酸是抗氧化劑的增效劑,能保護(hù)飼料中維生素A、C的穩(wěn)定性,并能促進(jìn)維生素A、D在小腸中的吸收。
3.1對生產(chǎn)性能和血清生化指標(biāo)的影響
日糧中添加飼用酸化劑在一定程度能提高斷奶仔豬的生產(chǎn)性能、降低腹瀉率,但還受到飼用酸化劑的種類、添加水平、日糧系酸力及仔豬的生長階段的影響。李建平等在玉米-膨化大豆-豆粕型日糧中分別添加黃霉素(10~25 ppm)0.02%、檸檬酸1.5%、磷酸0.3%、復(fù)合酸1%等量替代基礎(chǔ)日糧中的玉米分別飼喂斷奶仔豬,發(fā)現(xiàn)28~42日齡,添加抗生素和復(fù)合酸組能顯著提高仔豬的日增重(P<0.05),降低料重比,有效降低腹瀉率,磷酸0.3%組的腹瀉率顯著降低(P<0.05),但各組的采食量均無顯著差異(P>0.05);43~56日齡,復(fù)合酸組能顯著提高仔豬的日增重(P<0.05),但添加抗生素和飼用酸化劑對仔豬采食量、料重比、腹瀉率均無顯著影響(P>0.05)。檸檬酸組的效果不是很明顯,可能是因?yàn)闄幟仕崾侨人嵫h(huán)中的中間體,供能途徑短,在胃中極易被吸收酸化作用無法到達(dá)小腸[11]。王杰等在玉米-豆粕型日糧中分別添加復(fù)合飼用酸化劑A1、A2、A3和A4(主要成分包括檸檬酸、延胡索酸、磷酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸)0.2%,A1、A2中磷酸含量較高,A3、A4中乳酸含量較高,4種復(fù)合酸磷酸含量范圍40%~50%,且1%水溶液的pH均為1.83±0.1,飼喂28日齡斷奶仔豬,試驗(yàn)期21 d,結(jié)果表明,A1和A3組試驗(yàn)豬的生產(chǎn)性能顯著提高,腹瀉率降低,A1組血液中血糖濃度、尿素氮濃度顯著降低,總蛋白濃度顯著升高(P<0.05)[12]。李娜等在斷奶仔豬的日糧(玉米-豆粕型)中添加飼用酸化劑0.4%,試驗(yàn)1組為磷酸和檸檬酸組,試驗(yàn)2組為磷酸和延胡索酸組,對照組不添加復(fù)合飼用酸化劑,用沸石粉替代飼用酸化劑,和對照組相比,試驗(yàn)組的系酸力分別降低了12.2%、18.9%;兩個試驗(yàn)組均在一定程度上提高仔豬生產(chǎn)性能和飼料的轉(zhuǎn)化率,其中試驗(yàn)2組料重比和蛋白質(zhì)的消化率顯著高于對照組(P<0.05)[13]。周厚富等在玉米-豆粕型斷奶仔豬日糧中添加飼用酸化劑(試驗(yàn)組1:基礎(chǔ)日糧+磷酸型復(fù)合飼用酸化劑0.15%;試驗(yàn)組2:基礎(chǔ)日糧+乳酸型復(fù)合飼用酸化劑0.15%;試驗(yàn)組3:基礎(chǔ)日糧+磷酸型復(fù)合飼用酸化劑0.075%+乳酸型復(fù)合飼用酸化劑0.075%;對照組),結(jié)果表明,日糧中添加乳酸型復(fù)合飼用酸化劑0.15%能大幅提高斷奶仔豬的日增重和飼料轉(zhuǎn)化率,降低腹瀉率[14]。
3.2對腹瀉率的影響
仔豬腹瀉是影響豬群健康和養(yǎng)殖場效益的關(guān)鍵因素。仔豬因消化酶系發(fā)育不健全,胃酸分泌不足,蛋白質(zhì)消化不完全易引發(fā)營養(yǎng)性腹瀉。日糧中添加一定量的酸化劑,有利于提高蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素的消化率,降低腹瀉率。孟宏社等在斷奶仔豬日糧中分別添加復(fù)合酸(含正磷酸、富馬酸、苯甲酸等無機(jī)和有機(jī)酸)0.5%、益生素(枯草芽孢桿菌、乳酸桿菌等)1.5%、復(fù)合酸0.5%+益生素1.5%,結(jié)果表明,飼用酸化劑和益生素均可顯著降低仔豬的腹瀉率(P<0.05)[15]。李宗明在斷奶仔豬的日糧中添加檸檬酸為主的復(fù)合飼用酸化劑0.15%、延胡索酸0.3%、以乳酸為主的復(fù)合飼用酸化劑0.3%,結(jié)果表明,檸檬酸為主的復(fù)合飼用酸化劑0.15%組和延胡索酸0.3%組比對照組腹瀉率降低50%,而以乳酸為主的復(fù)合飼用酸化劑0.3%比對照組降低75%[16]。喬棟等添加不同梯度的復(fù)合飼用酸化劑(磷酸、乳酸、檸檬酸、富馬酸)在斷奶仔豬的日糧中,結(jié)果表明,添加量為0.2%,有利于降低仔豬腹瀉率和提高生產(chǎn)性能[17]。
3.3對腸道的影響
研究表明,幼齡動物胃腸道pH能顯著抑制胃蛋白酶的活化及活性,但胃腸中pH為2.0~3.5時,胃蛋白酶能夠被迅速激活,而當(dāng)胃腸中pH為4.0時,胃蛋白酶活化速度較慢,而當(dāng)胃腸中pH>6.0時,胃蛋白酶將失去活性。添加復(fù)合飼用酸化劑0.3%(以磷酸為主)于斷奶仔豬的日糧中,發(fā)現(xiàn)可提高仔豬血液的酸堿平衡能力、增加小腸絨毛高度,降低隱窩深度[9]。郭雪峰等將康體酸(甲酸、丙酸、賴氨酸等總有機(jī)酸含量50%)0.8%和乳味酸(乳酸、富馬酸、丙酸、檸檬酸、甲酸等)0.8%分別添加在斷奶仔豬的日糧中,發(fā)現(xiàn)和對照組相比,添加復(fù)合飼用酸化劑兩組,胃和十二指腸的pH顯著降低(P<0.05)[18]。陳寶江等選擇平均初始體重為7.5 kg斷奶仔豬,分別在其基礎(chǔ)日糧中添加飼用酸化劑(有機(jī)酸和無機(jī)酸復(fù)合的飼用酸化劑)0.2%、0.4%,試驗(yàn)期30 d,結(jié)果表明,日糧中添加飼用酸化劑有利于仔豬腸道pH的下降,進(jìn)而促進(jìn)厭氧菌的生長,提高丁酸合成,促進(jìn)腸絨毛的生長,有利于營養(yǎng)物質(zhì)的代謝吸收[19]。
飼用酸化劑在仔豬的日糧中已作為一種常規(guī)的飼料添加劑廣泛使用,但對其作用機(jī)理還不是很清楚。不同飼用酸化劑調(diào)節(jié)飼料系酸力后,對其適口性有一定影響;單一飼用酸化劑使用,要使日糧的系酸力降到理想值,易造成動物“酸中毒”,同時對生產(chǎn)設(shè)備也有一定的腐蝕性;日糧中石粉、礦物質(zhì)、高脂肪等系酸力較高物質(zhì)比例也影響飼用酸化劑添加量;試驗(yàn)選擇的樣品數(shù)較少;復(fù)合飼用酸化劑的效果優(yōu)于單一酸的使用效果,但其目前的評估方法是以磷酸計(jì)或以乳酸計(jì)。
根據(jù)仔豬日糧的系酸力計(jì)算所需要最少添加總酸的量(即需要的氫離子),達(dá)到降低日糧系酸力、激活胃蛋白酶源和促進(jìn)胃蛋白酶的分泌以及在胃腸道有抑菌、殺菌效果,如何選擇飼用酸化劑的復(fù)配,復(fù)配酸的種類和比例、加工工藝(包被壁材、工藝等)以及驗(yàn)證已達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的方法都鮮有報道。為達(dá)到飼用酸化劑在日糧中理想效果,選擇有機(jī)酸復(fù)配、有機(jī)酸與無機(jī)酸復(fù)配,再增加一定特殊工藝,導(dǎo)致飼用酸化劑的成本比較高。因此,飼用酸化劑的選擇需要根據(jù)日糧組成、動物品種、日齡、生理特點(diǎn)、飼用酸化劑的種類、添加比例及科學(xué)合理的加工工藝進(jìn)行選擇,達(dá)到既可以提高日糧系酸力能力,激活胃蛋白酶原,又可高效殺滅病原菌,維持仔豬的腸道健康,為其替代抗生素及促進(jìn)畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
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Research Progress on Forage Acidification Agent in Piglets Production
WANG Bing
(Hunan Baiyi Feed Science and Technology Co.,Ltd.,Changsha 410128,China)
Feed acidification agent is a new environmentally,friendly,non drug resistant,no residue,non-toxic green feed additives.This paper reviewed the types and mechanism of forage acidification agent and its application in piglets production.
forage acidification agent;mechanism;piglets production
S828;S816.7
A
1001-0084(2016)08-0033-04
2016-07-06
王冰(1987-),女,陜西渭南人,碩士,主要從事飼料的研究與開發(fā)。