双乙酸钠的应用研究进展

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双乙酸钠，简称SDA，分子式为NaH(CH3COO)2，无水物相对分子质量为142.09Da，白色吸湿性晶体，略有醋酸气味，易溶于水(1g/ml)和乙醇，150℃分解，熔点为96℃。1982年SDA被美国FDA承认并通过GRAS资格，同年美国联邦政府按人类直接食用的食品添加剂的产品类别为其颁发注册号。1987年联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)批准SDA在食品中作防腐剂使用，并制定了SDA的质量标准(FAO/WHO，1987)，现行1994版。1988年德国禁用丙酸及其盐作面包及食品的防腐剂，推荐用SDA作防腐抑菌剂。1989年我国正式批准SDA作为食品防腐剂使用，国家标准GB 2760-89，1996年修订为GB 2760-1996，是我国正式批准使用的26种食品、14种饲料的防霉防腐剂之一。
    SDA具有高效防霉、防腐、保鲜、增加营养价值等功效，应用安全性极高。作为防霉保鲜剂，SDA具有较强的杀菌能力，适用于所有粮食作物、混配饲料及其原料；其防霉效果优于同剂量的丙酸钙，而价格比丙酸钙低；它还与山梨酸及其盐类有很好的协同防霉作用。作为饲料酸化剂和营养配料，SDA可增加动物对饲料的适口性，调节肠胃中pH值，促进有益微生物的增殖；使饲料中蛋白质等营养物质的利用率增加，降低饲料消耗，提高奶牛的产奶量、牛奶的乳脂率；还能提高育肥猪的增重速度和瘦肉率，母猪的产仔数、蛋鸡的产蛋率、鱼的生产性能等；并能防止仔猪腹泻，控制和治疗火鸡的出血性肠炎，防治鱼类的细菌性疾病和净化水质。
1 SDA的作用机理
自然状态下，SDA会缓慢地释放出小分子有机酸——乙酸。乙酸分子与类脂化合物的相溶性较好，当乙酸透过细胞壁(不解离的乙酸比离子化的乙酸能更有效地渗透霉菌组织的细胞壁)，以干扰细胞间酶的相互作用，使细胞内蛋白质变性，从而起到抗菌作用。使用SDA既保持了乙酸的杀菌性能，又不致因酸性太大而导致饲料适口性变差。故SDA能防止贮藏的食品和饮料发霉、腐败，从而具有防腐、保鲜效果。
乙酸是参与动物能量代谢的重要物质。乙酸在消化道被吸收，由血液输送到代谢组织的细胞浆中，在乙酰辅酶A合成酶催化下转化成能量代谢的重要“枢纽”物质——乙酰辅酶A。它是糖、脂肪酸、氨基酸分解代谢进入呼吸链的活性物质形式，上述物质之间还可以通过它相互转化。因此，SDA有促进动物机体物质代谢的作用。乙酸是反刍动物合成脂肪的主要前体物质。由于反刍动物ATP-柠檬酸裂解酶活性很低，只能由葡萄糖提供有限数量的乙酰辅酶A用于合成脂肪酸，然而反刍动物脂肪组织中乙酰辅酶A合成酶活性非常高，可迅速把乙酸转化为乙酰辅酶A，进而转变为脂肪酸及脂肪。因此饲喂SDA可以提高乳脂率。
    SDA对人和动物具有非常爽快的醋酸味，与某些甜味剂可以配伍成适口性极好的饲料调味剂。由于SDA在消化道中可解离出H+离子，故还可作饲料酸化剂，调节胃肠中pH值，激活胃蛋白酶，抑制有害微生物增长，有助于正常菌群的增殖，提高动物的抗病能力和生产性能。
2 SDA的特性
2.1　营养性
能够增加饲料的营养价值是SDA的独有特性。在动物生产中，添加SDA的饲料可以降低料肉比，提高猪的瘦肉率和牛奶乳脂率，从而提高饲料报酬。SDA用于牧草青贮防腐，可提高牧草中蛋白质的利用率。
2.2　适口性
在食品中SDA不仅可起防腐剂作用，还起优良螯合剂作用，可延长食品保存期；同时改善、维持食品风味。饲料中SDA的酸味掩盖了添加的合成药物及多种微量元素的不适气味，使许多畜禽更喜爱食用含SDA的混合饲料，从而提高采食量和日增重，大大提高投入产出比。
2.3　高效性
在新收割的粮食或饲料中添加0.15%～0.75%的SDA溶液，就能有效防止霉变。SDA的防腐效果优于目前广泛使用的丙酸盐类、山梨酸类，而其添加量比丙酸盐的低，价格却只有丙酸盐的2/3(目前市场价：丙酸盐约15 000元/t；SDA约10 000元/t)。SDA与山梨酸及其盐、与PM防霉防腐剂均有很好的协同防霉作用(李侯根，1994)；当它与山梨酸以7：3比例复配时，能显著提高SDA的防霉能力，比单独使用时效果提高6.3倍(梁亮等，1998)。刘治雄等(1997)以SDA为主要成分，并加入配料和填充剂，组成增效双乙酸钠，添加0.1%用量时的防霉效果优于同剂量的富马酸二甲酯，且防霉成本较低。
2.4　安全性
    SDA的毒性很低，小鼠口服LD50为3.31g/kg；大鼠口服LD50为4.96g/kg；每人每天允许摄入量(ADI)为0～15mg/kg。SDA在体内最终代谢产物为二氧化碳和水，无残留，无任何毒副作用，没有致癌、致病因素；同时适量摄入醋酸还有益于人、畜健康，被列为国际开发利用的一种食品及饲料使用的营养型防霉保鲜添加剂。因此，SDA是一种环境友好的产品，将成为首选的食品、粮食和饲料防霉剂。
3 作防霉保鲜剂在粮食、食品及饲料中的应用
3.1 作粮食防霉剂
由于新收获的谷物含水分一般都在20%～30%左右，为了防止长期储存时产生霉变，以往都是采用人工晾晒或烘干方法，将其含水量降低到安全水分12%～14%以下。然而人工晾晒需要繁重的体力劳动，并受到天气和场地的制约。烘干方法需要耗费大量的能源，在当今世界普遍面临能源短缺的情况下难于推广应用。还有采用辐射、紫外杀菌等方法，由于其高成本等多种原因，至今尚难用于量大面广的粮食谷物的防霉保鲜。因此，使用化学防霉保鲜剂对高含水量的粮食谷物进行防霉保鲜，便成为当今世界上工业发达国家竞相开发的一项新技术。SDA是粮食的优良防霉保鲜剂，用它对含有高水分的谷物、大米、小麦、玉米、花生等粮食直接进行喷洒处理，可延长贮存期4个月左右。尤其是在贮存玉米上，效果更为明显。SDA防霉剂随时间的延长可渗透到谷粒内，提高防霉效果；使用粉状SDA防霉效果优于溶液使用形式。当SDA使用量为防霉处理对象量0.5%～0.75%时，即可达到理想的防霉效果；通过SDA与山梨酸的复配可明显提高防霉能力。因此，SDA对于收割期内减少谷物腐烂变质具有十分重要的作用。
在含水量21.5%的谷物中添加0.1%～0.8%的SDA，谷物的贮存期由原来的90d增至208d。由双乙酸钠77.6%、山梨酸钠20%及防结块剂2.4%组成的霉菌生长抑制剂，添加0.5%～1%在相对水分17%～30%的谷物中，在温度21～27℃、相对湿度70%～85%下贮存90d而未见霉菌形成。在含水量为22.8%的玉米中分别添加0.6%的丙酸钙、SDA和SDA复合物，在相对湿度65%～86%、温度27～30℃条件下，从开始到第42d，每克试样的霉菌总个数分别是：未添加任何防霉剂的空白试验组由原来的230个增加到1.5×107个；添加SDA复合物组由原来230个减少到50个，在第76d时仍未检出；添加单一SDA组由230个减少到50个(在第21d时)；添加丙酸钙组由原来230个减少到100个。由此可见，上述的几种防霉剂都有显著的抑菌效果，但其中以SDA复合物的最好，SDA次之，再次是丙酸钙。在大吨量的试验中，添加SDA复合物0.55%，在自然条件下其防霉保鲜期达到120d以上。在含水量为18.0%的玉米面中，分别添加0.35%的丙酸钙、SDA和SDA的复合物，在相对湿度为65%～86%、温度27～30℃条件下，从开始到第42d时每克试样含有的霉菌总个数为：空白组由原来2.2×104个减少到4 000个；添加SDA复合物组由原来2.2×104个减少到1 300个；添加单一SDA组由原来2.2×104个减少到1 700个；添加丙酸钙组由原来2.2×104个减少到2 400个。其防霉效果由大到小的顺序是：SDA复合物＞SDA＞丙酸钙。在大吨位含水量为20.8%的玉米面中，加入0.3%的SDA复合物，在自然条件下的防霉保存期达到了120d以上（陈瑞祯，1998）。
3.2 作食品保鲜剂
山梨酸钾是国际公认的高效、安全的食品防腐剂，但由于价格昂贵，我国食品中较少使用。SDA是山梨酸钾、苯甲酸钠、丙酸钙等防腐剂的理想替代品（沈勇根等，2003），被广泛用于烘烤食品、调味品、酱菜、雪菜、榨菜、肉食品、果汁饮料等加工食品之中。在面包中添加0.2%～0.4%的SDA，可使面包保存期延长而不改变其风味；在生面团中加入0.2%的SDA，可使面团在37℃时的保存时间由3h延长至72h。在肉类、土豆糊中添加SDA 0.01%～0.04%，可使保存期延长2星期以上。在脂肪和油中加入0.1%、在软糖中加入0.1%、在肉汁和调味汁中加0.25%、在小吃食品中加入0.05%的SDA，都收到良好的防腐保鲜效果。在啤酒行业中SDA可用于大麦芽的防霉保鲜。豆腐干、豆腐乳、豆豉中加入0.1%～0.3%的SDA，可使其保存期延长1个月。在豆瓣酱中加入0.1%～0.3%的SDA可防止产品胀袋、变质，且口感明显好于添加苯甲酸钠和山梨酸钾的样品。张建华等(2003)在酱油中添加0.05%～0.1%SDA，可代替苯甲酸钠和山梨酸钾起到抑菌、防腐效果，且口感更好。在泡菜腌制过程中，加入0.3%的SDA，可使泡菜不再生花、味道好、色泽更鲜美；在制作新鲜果汁、果酱中加入0.2%SDA，可使其保鲜期延长至10ｄ以上。
郝教敏等(2001)对羊肉干添加防腐剂，进行真空包装均可明显抑制细菌繁殖，延长贮藏期，SDA防腐效果好于山梨酸钾，是替代其它防腐剂的理想产品。孙京新等(2002)对南京盐水鸭熟后分割，用壳聚糖(0.03%)、SDA(0.3%)溶液处理，真空包装(0.08MPa)，微波照射(2 450MHz)放在室温(25℃)环境中贮藏，其货架寿命（12d）明显大于对照组(1～2d)。闫革华等(2002)用不同浓度的双乙酸钠溶液喷淋牛肉，真空包装，于0～4℃条件下冷藏，通过测定牛肉第0、4、8、12、16、20、24d的细菌总数、挥发性盐基氮及pH值来评定SDA保鲜效果。实验结果表明：0.6%的SDA溶液对肉中微生物生长繁殖的抑制作用最为显著，且在保持肉品色泽方面效果最为明显。刘德忠(2000)在香肠、腊肉中加入0.05%～0.2%的SDA，可防其霉变，达到色鲜、味美、质嫩的效果，保存期可延长2个月。SDA对鱼类有特别的保鲜效果，用其10%水溶液浸过的鱼，放入塑料袋内，在室温下(25～35℃)放置15ｄ，色鲜如初。
3.3 作饲料防霉剂
    SDA及其复合物作为饲料的化学防霉剂，也是一种高效、安全、低成本的防霉保鲜剂，适用于所有植物混配饲料及其原材料的防霉保鲜，尤其是青贮饲料的贮存保鲜。SDA及其复合物能有效地抑制饲料发生霉变，延长保存期，同时可显著地增强禽畜对饲料的适口性，提高对饲料中粗蛋白的利用率。
在青贮饲料中添加SDA能有效抑制霉菌生长，保证青贮料品质稳定。通常的青贮饲料中加入0.1%～1.5%的SDA，可有效地抑制饲料的霉变，使青贮饲料贮存期延长3个月以上。在青贮饲料中添加0.2%～0.4%的SDA，可使青贮饲料在pH值为4.08时延长贮存期3周以上。在青贮黑麦草中添加0.2%的SDA进行防霉试验，经5个月贮存后，试验组的霉菌总数只有对照组的1/10，而且在开启使用周期内基本不发霉，且喂饲奶牛适口性好。据加拿大专利报导，将含SDA 50份、乳清粉35.3份、CaCO3 8.2份、膨润土5.0份、矿物质或椰子油1.0份、防结块剂0.5份的3磅混合物加到1t鲜草中使其发酵，可使粗蛋白的利用率提高11%，奶牛日产奶量增加4～5磅。
在含水量为12.2%的仔猪全价饲料中，分别添加0.15%的 SDA、SDA复合物、丙酸钙三种防霉剂进行防霉处理。在相对湿度50%～80%、气温21～38℃、模拟仓储式分袋堆垛储存的条件下，经过65d的贮存期，结果表明，SDA及其复合物均有显著的抑霉效果，而添加丙酸钙的饲料在第35d时即有明显的结块和菌丝。试验前后，添加SDA及其复合物对饲料的pH值无明显影响。在含水量为17%的蛋鸡饲料中，分别添加0.35%的SDA、SDA复合物和丙酸钙进行防霉处理，在相对温度65%～86%、温度27～30℃的条件下贮存，并随时测定每克试样中含有的活霉菌总数。结果是：未加防霉剂的空白试样，由开始的2.0×104个增加到第42d的6.0×105个；添加丙酸钙组由开始的2.0×104个减少到第7d的5 300个，而第 42d却增加到1.8×105个；添加SDA组由开始的2.0×104个减少到第 42d的1 700个，在第76d时减少到110个。由此可见，上述防霉剂都有显著的抑菌效果，但三者之中以SDA复合物效果最佳；SDA次之；丙酸钙最差。
    SDA与丙酸钙、苯甲酸钠、山梨酸钠等混合使用具有增效作用，并更加稳定。添加SDA及其复合物明显优于丙酸钙对饲料的防霉性能；尤其是含SDA、丙酸钙、苯甲酸及填充料的复合防霉剂，具有添加量小、成本低、流动性好、防霉效果显著的优点。SDA在饲料及食品中的添加量一般为0.1%～0.8%。
4 作营养添加剂在动物养殖中的应用
4.1 牛日粮中的应用
    SDA可提高奶牛的采食量、产奶量及牛奶的乳脂率。牛奶中50%的脂肪酸是由乙酸合成的，SDA进入牛体后，增加了体内乙酸的含量，有利于牛奶中短链脂肪酸的合成；同时SDA还可改善瘤胃内pH值，更有利于瘤胃内有益微生物的生长繁殖，促进各种营养物质的分解、消化和吸收，使蛋白质等营养物质利用率增加。沈福平等(1993)报道，奶牛精料中添加0.05%～0.07%的SDA，提高了3.7%～4.9%的乳脂率。哈尔阿力等(1997)在基础日粮中添加SDA 150g饲喂奶牛，乳脂率较对照组提高0.15个百分点。林治文等(1992)用SDA 186g/(头·d)饲喂奶牛，平均日产奶量比对照组提高2.01kg，每产1 kg奶所耗的NND、CP、Ca、P分别降低7%、2.2%、8.1%和1%。黄玉德等(1997)在奶牛日粮中分别添加SDA 0.1%、0.2%、0.3%，40d试期内产奶量分别比对照组提高6.2%、7.2%、7.9%，添加0.3%SDA组的乳脂率比对照组提高8.4%，平均日增收7.73元。吴柱月等(1993)报道，用混有SDA 150g/(头·d)的饲料饲喂黑白花奶牛，使产奶量提高1.87%，乳脂率提高18.6%。吴坚新(1992)报道，给挤奶水牛饲料添加SDA 150g/（头·d），产奶量提高14.81%，乳脂率提高9.78%。石传林等(2001)研究了在青贮玉米秸中添加SDA对青贮饲料品质的影响，并进行了饲喂泌乳牛的对比试验。结果表明，添加SDA的青贮玉米秸质地松软、颜色黄绿、腐烂少，试验组产奶量提高8.5%、乳脂率提高3.2%。
用SDA饲喂黑白花奶牛的试验表明：在青贮饲料中添加0.1%～0.2%的SDA，试验组每头奶牛每天的产奶量比对照组增加2.02kg，产奶量提高10.2%；而且发现在饲喂20～40d后，试验组牛奶的乳脂率比对照组增加了0.2%，含脂率提高了6个百分点，添加SDA使牛奶品质有所提高。据测算：添加SDA饲喂奶牛，由于奶牛的产奶量提高而使每头奶牛每天可增加收入1.25元。奶牛日粮中添加0.3%的SDA，产奶量比对照组提高12.8%、乳脂率提高4.3%、奶料比提高12.4%(田希文等，2001)。宋志祥等（1998）在奶牛日粮中添加SDA 40g，产奶量比对照组提高9.05%～15.17%，若添加30g或50g，产奶量与对照组差异不显著。
4.2 在鸡鸭日粮中的应用
    SDA可提高鸡的抗病能力和成活率，增加日粮的营养价值，促进增重，提高饲料利用率和产蛋率，降低料重比，增加饲养效益。杜学谦等(1993)在蛋雏鸡饲料中添加0.5%的SDA，提高了8周龄末雏鸡饲料利用率2.34%，20周龄末成活率提高9.01%；在蛋鸡饲料中添加0.5%，提高产蛋率4.94%，每只鸡日耗料量降低0.4g，料蛋比提高7.6%；在肉鸡饲料中添加，仔鸡0～8周龄成活率提高6.2%，平均体重提高4.8%，耗料降低4.3%。吴培群等(1997)在肉仔鸡日粮中添加SDA 0.5%、0.3%，经42d饲养，增重较对照组提高27.5%，且鸡的肉质鲜美。黄玉德等(1997)用SDA添加在日粮中饲喂AA肉仔鸡，前期添加0.1%，后期添加0.2%～0.3%，增重比对照组提高7%左右，料重比降低0.4，相近出笼体重的饲喂期由56d减少为49d，并有效地防治了大肠杆菌和病原微生物所致的疾患。试期内每只试鸡比对照组增收2.40元。杨晓红等(1998)在育成鸡和产蛋鸡日粮中添加0.1%～0.2%的SDA，对防治鸡腹泻有明显效果，并能促进育成鸡的生长，提高产蛋鸡的产蛋量。刘云香等(1999)在不含酸化剂及防霉剂饲料中分别添加SDA 0.1%、0.2%饲喂蛋鸡，产蛋率较对照组提高6.1%、7.3%，料蛋比较对照组降低3.1%、6.1%。
赵智华等（2004）以樱桃谷肉鸭为研究对象，分别添加0.2%(B组)、0.4%(C组)的SDA。结果表明，日粮中添加SDA对肉鸭日增重、瘦肉率有显著影响，对肉鸭的饲料转化率有极显著影响，对肉鸭的成活率和屠宰率、皮脂率无显著影响，B组日增重比对照组(A组)提高了8.65%，比C组提高了5.45%；B组料肉比较A组降低了11.52%，较C组降低了3.29%；B组的成活率与A组、C组间差异不显著。
4.3 在猪日粮中的应用
    SDA可提高猪的增重速度，降低料重比，增加瘦肉率，防治仔猪腹泻。添加量一般为0.1%～0.2%。上海化工研究院在试验组饲料中添加SDA 0.3%饲喂育肥猪，结果发现猪食欲旺盛，毛色亮泽，瘦肉率比对照提高2%，膘厚比对照组降低0.2cm，生长速度明显高于对照组，但对增重效果不明显(葛政华，1994)。在饲料中添加0.2%～0.3%的SDA饲喂母猪，可使年产子数由2次提高到3次。任培桃等(1998)在猪日粮中添加SDA，可提高仔猪增重9.21%～12.20%，降低料重比0.25～0.32，并能有效防治仔猪腹泻。在不含酸化剂和防霉剂的仔猪料中，分别加入0.1%、0.2%的SDA，与对照组相比，日增重分别提高4.5%、5.3%，料肉比分别降低6.1%、7.9%，日采食量降低，且发病明显降低(刘云香等，1999)。
黄玉德等（1998）在日粮中添加SDA 0.1%、0.2%，对照组增重平均提高9.21%、12.20%；而添加0.3%时与对照组无显著性差异，因此认为在仔猪日粮中以添加0.2%的SDA为宜，超过0.3%则无增重提高效应。而廖晓松等（1999）在断乳仔猪饲料中添加SDA 0.5%，日增重比对照组提高了5.8%；饲料转化率提高7.0%，饲料成本降低了5.0%；显著降低了断乳仔猪的腹泻率。
4.4 在鱼饲料中的应用
在水产养殖中使用SDA，能提高鱼对饵料的适口性、采食量，提高饲料的利用率；同时有防治鱼类的细菌性疾病和净化水质等作用，对提高鱼的生产性能效果明显。SDA在鱼饲料中的添加量一般为0.1%～0.3%，添加0.3%较佳。黄玉德等(1998)在鲤鱼饲料中分别添加SDA 0.1%、0.2%、0.3%，制粒粒径5.0mm，在50d试期内，增重分别比对照组提高了6.15%、13.30%、15.11%；添加0.3%SDA组的增重效果较佳，饵料系数较对照组降低0.27。刘云香等(1999)在鱼饲料中分别添加SDA 0.1%、0.2%、0.3%，增重较对照组分别提高11.7%、18.4%、23.2%；饲料系数分别降低了0.24、0.28、0.29。
5 SDA的开发前景
    SDA的用途广泛，是替代山梨酸钾、苯甲酸钠、丙酸钙等防霉剂的理想产品，是我国当前重点开发的精细化工产品之一。饲料添加剂是各国化工领域的发展重点和新的经济增长点，世界饲料添加剂生产发展迅速，年均增长率6.9%，美国和西欧增长更快，它在世界饲料添加剂销售总额中分别占约33%和28%。我国对饲料添加剂的开发、生产和应用工作虽有很大进展，但与发达国家却依然有很大差距。我国粮食、饲料的化学防霉剂领域正处于起步阶段，SDA在1994年才研制成功并投放市场，目前我国有30余家企业生产SDA，年生产能力1.5万吨左右，但是生产规模普遍偏小，一般为年生产能力300t。我国粮食总产量约达5亿万吨，若其中有10%的粮食按1kg/t用SDA处理，需用约5万吨；混配饲料近1亿万吨，若其中30%的混配饲料用SDA，按1kg/t进行防腐保鲜处理，需要消耗3万吨。因此，SDA市场潜力大，具有广阔的发展前景。SDA的生产技术简单，所需设备不复杂，生产成本较低，投资少、附加值高，利润高。建设一套年生产能力300t的乙酸-烧碱法SDA生产装置，总投资额约为55万元，年销售额为300万元，年利税125万元，产品总成本为6 000元/t左右，具有很好的经济效益。
SDA具有价格低、用量少、原料足、无毒副作用及省略粮食晾晒、增加饲料营养价值的优点，完全适合在粮食、饲料上应用，是最佳的粮食及饲料防霉剂。特别是粮食防霉剂，我国几乎是空白，这使SDA产品的推广应用具有更大发展空间。当稳定好这两个市场领域之后，再向食品保鲜剂拓展。乙酸和烧碱反应法及乙酸和纯碱反应法是较好的生产方法，应进一步加以发展和完善。同时，加大SDA与其它品种的复合剂型防霉保鲜、抗氧化产品的应用研究与开发，混合协同效果更好、成本更低是SDA的突出优点。
综上所述，SDA作为一种高效的粮食、食品、饲料防霉剂和优质的畜牧水产饲料添加剂，具有良好的使用效果。随着人们对SDA这一新产品特性及优点认识程度的深入，其将具有广阔的发展前景。

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