pH值是动物体内消化环境的重要因素之一。动物胃中pH值为2.0~2.5、小肠内pH值为5~7,这个酸性环境是饲料组分在体内被充分消化吸收、有益菌群合理生长、病原微生物受到有效抑制的必要条件,保证这些条件即可达到提高动物生长性能和饲料利用率、增强机体抗病能力的目的。 然而幼龄动物消化系统的发育尚未完善,胃酸分泌不足,消化酶活性低下,胃肠道pH值高于酶活性和有益微生物生长的适宜范围。饲料酸化剂作为一种可以降低消化道中pH值的物质为动物提供最适消化道环境,以满足营养及防病需要的新型生长促进剂而在畜禽饲料中得到应用。如今,酸化剂已成为继抗生素之后与益生素、酶制剂等并列的重要添加剂,虽然短期内取消抗生素及抗菌药物在配合饲料中的使用尚不可能,但以酸化剂代替部分药物类添加剂是大有可为的。 1 常用酸化剂的种类及特性 1.1 单一型有机酸化剂 有机酸化剂主要有柠檬酸、延胡索酸、乳酸、甲酸、丙酸等。不同的有机酸各有其特点,但国内使用最广泛的而且效果最好的是柠檬酸和延胡索酸。 柠檬酸最初是从柠檬中提取的,故此得名,现在工业上所用的柠檬酸都是黑曲霉发酵生产的。柠檬酸为一种无色晶体,易溶于水及乙醇,具有良好的热稳定性和与金属离子的配位性。延胡索酸为白色结晶粉末,对氧化和温度的变化反应稳定。 在以往的生产实践中,人们往往偏好于使用有机酸,主要是因为有机酸具有良好的风味,并可以直接进入体内三羧酸循环。但是,有机酸可能会腐蚀饲料厂或养殖场的设备,而且价格较贵,添加比例过高还会影响适口性或导致维生素的损失。近年来,人们又开始研究中性有机盐的酸化作用,而且取得了一定进展。 1.2 单一型无机酸化剂 无机酸化剂主要包括硫酸、盐酸和磷酸等。硫酸和盐酸都是强酸,对机体组织有很强的刺激性和腐蚀性。在青贮料中添加硫酸或盐酸的稀释液后,可使青贮料迅速下沉,有利于青贮料的压实,同时杀死细菌,抑制杂菌,增加乳酸含量,降低pH值。但添加硫酸或盐酸会影响动物体内的矿物质代谢,产生钙的负平衡现象,对动物骨骼发育造成影响。强酸的强腐蚀性对饲养动物、设备及工人身体都带来很大的危害,现在这两种无机酸基本已被淘汰。 饲料中添加磷酸可以使饲料的pH值很快下降。磷酸的腐蚀性比硫酸和盐酸小,对动物、设备和人体都比较安全。但过量地使用磷酸同样会引起饲料中钙和磷比例失衡,部分磷酸没有被充分利用就排出体外,造成环境污染。 1.3 全酸复合型酸化剂 全酸复合型酸化剂一般指那些以某一种酸作为主要有效成分,再配合其它的一种或几种酸来达到协同作用的复合型酸化剂。全酸复合型酸化剂由具有更广的抑菌和调菌区系,任何一种酸对有害菌群的抑制和对有益菌种的激活都需要在一定的pH值下进行,由几种可在不同pH值范围起作用的酸复配在一起,从而拓宽了抑菌和调菌的区系。复合型酸化剂在饲料中添加量比单一型的要小,作用效果更显着,在动物体内残留更少。 虽然全酸复合型酸化剂在加工技术和作用性能方面要比单一型的提高很多,但随着饲料行业和养殖业的进一步发展,这种全部由酸复配而成的酸化剂已在多方面不能满足行业的需求,因为全酸复合型酸化剂主要以酸的形式存在,产品的缓冲能力低下,易造成胃肠道中的酸度不稳定。当饲料刚进入胃内时,由于酸化剂含量相对较高,使得胃内pH值相应较低,当通过一段时间的消化后,酸化剂浓度下降,胃内pH值又恢复到原来较高的水平,难以持续保持一个理想的消化环境。 1.4 酸盐复合型酸化剂 酸盐复合型酸化剂是由有机酸及有机酸盐复配而成的一种饲料酸化剂。这种新一代复合型饲料酸化剂,在配方技术上更趋于科学合理,作用功能上克服了全酸复合型酸化剂的不足,产品作用更全面,功能更优越。 酸盐复合型酸化剂有较高的缓冲能力,避免动物胃肠道酸度产生过大波动。通过有机酸盐的形式把部分有机酸暂时转化为有机酸盐,从而避免由于酸化剂刚进入胃肠时因浓度过高导致pH值下降程度过大;另一方面,当动物通过一段时间的消化后,胃肠酸化剂浓度相对下降,pH值回升时,有机酸盐通过水解方式又转化成有机酸,使得胃肠内能长时间保持一个稳定的酸性消化环境。 2 饲料酸化剂的作用机理 2.1 降低饲料pH值,使胃内pH值下降,提高消化酶的活性 Weerden等在饲料中添加1.5%的甲酸钙使饲料pH值降低了0.5,添加1%甲酸钙和0.5%丙酸使饲料pH值下降0.7;Burnell研究表明,当饲料中添加1%和1.5%的柠檬酸时,pH值降低0.18和0.34;Risley等在仔猪日粮中添加1.5%的柠檬酸和1.5%的延胡索酸,日粮pH值由6.42分别降低到4.92和4.70,胃内容物pH值由4.07分别降到3.82和3.87。可见,酸化剂能够在一定程度上降低胃内容物的pH值。 每一种酶都有其适宜的pH值环境,胃蛋白酶的适宜pH值为2.0~3.5。当pH值大于3.6时,活性显着降低;当pH值大于6.0时,胃蛋白酶失活。动物饲料中添加酸可使胃内pH值下降,从而激活胃蛋白酶,促进蛋白质分解,而蛋白质的分解又可刺激十二指肠分泌较多的胰蛋白酶,使蛋白质完全分解吸收。 早期断奶仔猪,胃酸分泌不足,而仔猪饲料的pH值又多在5.8~6.5之间,常使仔猪胃内的pH值高于胃蛋白酶的适宜活性范围,影响仔猪对饲料的消化吸收。在仔猪饲料中添加有机酸,可以改善仔猪的生长性能。Kirchgessner的试验结果统计表明,使用1.5%~2.0%的延胡索酸可提高仔猪平均日增重9%,采食量提高5.2%,饲料利用率提高4.4%。Giesting等研究了断奶仔猪日粮中添加盐酸和硫酸的效果,结果导致试验仔猪采食量骤减,日增重和饲料利用率严重下降,这可能是无机酸影响了饲料的适口性和电解质平衡。 |