饲用富马酸的应用研究进展

唐茂妍

（上海正正生物技术有限公司，上海　200433）

饲用富马酸的应用研究进展

唐茂妍

（上海正正生物技术有限公司，上海200433）

富马酸是最早应用到畜禽养殖中的有机酸之一，随着饲用酸化剂的使用越来越广泛，对于富马酸在饲料和养殖中的应用研究也越来越深入。文章综述了富马酸的理化特性、生物学特性及其在畜禽饲料中的应用研究进展。

富马酸；饲用酸化剂；pH；抑菌作用

1　富马酸的特性

1.1富马酸的理化特性

富马酸也叫延胡索酸，最早是从延胡索中发现，1832年鉴定并命名为延胡索酸。自然界中的富马酸存在于延胡索属、牛肝菌属、地衣及冰岛海苔中。富马酸通常为白色结晶粉末，有水果酸味，是最简单的不饱和二元羧酸。富马酸微溶于冷水、乙醚、苯，易溶于热水，溶于乙醇。富马酸不易吸湿，对氧化和温度变化也不敏感，可与其他生物活性物质相溶。

1.2富马酸的生物学特性

富马酸的作用与其生物学特性密切相关。研究表明，富马酸参与了机体内3大营养物质的一系列关键反应，是三羧酸循环中的必需组分。富马酸分子含能与葡萄糖相同，但其产能途径比葡萄糖短，在应激和危急状态下，可紧急合成ATP。此外，富马酸还是鸟氨酸循环中的副产物，在紧急情况时，能使天冬氨酸和谷氨酸盐参与能量合成。富马酸通过脲循环和三羧酸循环参与转氨作用，而在丁二酸盐不足时，则是丙二酸盐组的直接发动者。这些过程保证了机体能有效应对外界的不良环境，因而在畜牧业生产中富马酸常被用作抗应激剂。

富马酸无毒，一般动物对富马酸的半数致死量都较高，富马酸1次内服的半数致死量大白鼠为6 000 mg·kg-1体重，鸡为10 000 mg·kg-1体重。在大白鼠、豚鼠、家兔和狗上的试验表明，日粮内长期添加富马酸5%不会引起动物临床变化和机体的结构机能破坏。

2　富马酸对畜禽养殖的影响

富马酸是较早应用于饲料和养殖中的有机酸之一，随着抗生素滥用造成的人和动物的耐药性的产生及人们对于食品安全的重视，越来越多替代抗生素的产品被重点研究，富马酸作为一种绿色无污染添加剂在畜牧生产中的重要作用也逐步显现，对其在动物生产中的促生长作用的研究也成为热点。现有的关于富马酸对畜禽生产性能的影响主要集中在对消化道微生物菌群、消化道发酵产物、食糜pH和生长性能等方面[1-12]。

2.1富马酸对畜禽生产性能的影响

近十几年来，众多研究者以单一富马酸、富马酸与其他添加剂组合作为研究对象，分别确定了其对猪、禽等动物的影响。结果表明，富马酸对畜禽生长有正面效应，也有少数试验认为单一富马酸对多数所选定的畜禽生长指标无显著影响，究其原因，发现酸化剂的添加量、动物品种和日粮类型是造成这一差异的主要原因。

以肉鸡为试验对象，沙尔山别克等试验表明，AA肉鸡日粮中添加富马酸0.25%和0.50%后可不同程度改善肉鸡体增重、料肉比和成活率，但对于肉鸡屠宰性能没有影响[13]。在12日龄雌性黄羽肉鸡日粮中添加以富马酸、乳酸为主的酸化剂和益生菌组合产品，结果试验组显著提高了日增重，采食量比对照组降低11.64%，料肉比降低0.36。同时，试验组鸡舍空气质量改善，鸡粪便干燥，鸡舍无明显刺激性气味[14]。而王冉等研究表明，日粮中添加富马酸0.125%对肉鸡体重和料肉比无显著影响（P＞0.05）[15]。朱宇旌等向肉鸡日粮中添加富马酸0.1%，发现只对较差生长环境中的肉鸡采食量有降低作用，其他检测指标如体重、日增重和料重比无显著变化（P＞0.05）[16]。Pirgozliev等则得出完全相反的结论，在14～30日龄罗斯肉公鸡日粮（小麦型）中添加富马酸0.5%、1.0%和1.5%后，与对照组相比，加酸组肉鸡采食量和日增重显著降低，并且富马酸1.0%组最低（P＜0.05）[17]。

以断奶仔猪为试验对象发现，无抗日粮中添加富马酸1.5%可显著降低断奶仔猪腹泻发生率和死亡率，日增重和饲料效率都得到显著改善（P＜0.05）[18]。仔猪日粮中添加富马酸2%可提高断奶后3周仔猪的采食量（518和466 g·d-1）、日增重（339和280 g·d-1），并且改善了饲料转化率（1.55和1.70）[19]。在断奶PIC仔猪基础日粮中添加以富马酸为主的复合酸化剂，仔猪日增重、采食量和料肉比均与抗生素组无显著差异（P＞0.05），表明该复合酸可作为抗生素（硫酸抗敌素）的替代产品使用[20]。张旭晖等研究了以富马酸为主要酸的复合酸产品对断奶仔猪生产性能的影响，发现添加酸化剂显著提高了断奶仔猪平均日增重，显著降低了腹泻率（P＜0.05）[21]。

关于富马酸对饲料养分消化率的研究较少，Giesting等发现在24日龄断奶仔猪日粮中添加富马酸2%，对干物质和氮的回肠表观消化率没有显著影响（P＞0.05）[22]；Blank等研究发现，富马酸可降低14日龄断奶仔猪回肠粗蛋白质、总能和大部分氨基酸的消化率，其中以2%添加量最佳。然而如果提高饲料系酸力，相同添加量的富马酸则对回肠粗蛋白质、总能和氨基酸的消化率无影响。研究表明，不论饲料系酸力如何，添加富马酸对仔猪粪消化率都无影响[23]。

2.2富马酸对消化道食糜pH的影响

多数研究者认为酸化剂的主要作用之一就是降低食糜pH，从而提高消化酶活性，促进饲料养分的消化。但实际饲养实验结果表明，同样的酸化剂对动物消化道食糜pH的改变程度有差异，有的还截然相反。Risley等研究表明，21日龄断奶仔猪基础日粮中添加富马酸或柠檬酸1.5%都对断奶前2 d和断奶后0、3、7、14、21 d时胃、空肠、盲肠、结肠的pH、Cl-浓度和挥发性脂肪酸及微生物菌群无影响[24]。朱宇旌等向肉鸡日粮中添加富马酸0.1%后，不论鸡生长于何种环境中，其消化道不同部位（腺胃、肌胃、十二指肠、空肠、回肠和盲肠）食糜pH与对照组均无显著性差异（P＞0.05）；与抗生素对照组相比，富马酸组的腹泻率和腹泻指数及死亡率无差异（P＞0.05）[16]。

2.3富马酸对消化道发酵产物的影响

研究表明，富马酸在降低断奶仔猪胃肠道中微生物数量的同时，也可降低发酵产物的浓度[11]。Blank等试验证明，在低缓冲力的仔猪日粮中添加富马酸可降低回肠食糜中的乳酸、氨、亚精胺和脂多糖的含量；而高缓冲力日粮中添加富马酸对回肠发酵产物无影响，并且试验表明在仔猪断奶后的前3～4周内日粮中富马酸可降低胃肠道微生物的浓度和代谢活性，但是这种调控作用与日粮缓冲力和富马酸的添加量有关[25]。

也有研究表明，富马酸对动物消化道不同部位中乳酸和短链脂肪酸的浓度无影响[24]。Ksaprowicz-Potocka等研究表明，28日龄断奶仔猪日粮中添加富马酸10 g·kg-1对十二指肠、回肠、盲肠食糜有机酸含量无影响，并且对回肠食糜和粪端微生物数量也无影响[26]。

2.4富马酸对消化道微生物的影响

消化道菌群失衡很容易引起有害菌的过度繁殖和生长，从而造成动物腹泻下痢[27-28]。大肠杆菌和沙门氏菌是畜禽消化道中最常见的致病菌，因此经常以大肠杆菌、沙门氏菌作为酸化剂作用效果的指标。如同富马酸对动物生长性能的影响一样，富马酸对动物消化道微生物的影响结果也并不一致。

断奶仔猪日粮中添加以富马酸为主要酸的复合酸产品后，发现有机酸组对大肠杆菌、产气荚膜梭菌、金色葡萄球菌均有抑制作用，但对乳酸杆菌数量无显著影响[21]。朱宇旌等向肉鸡日粮中添加不同形式酸化剂产品，分别检测了在良好环境（禽舍喷洒有害气体吸附剂）和较差环境中（未喷洒有害气体吸附剂）生长的鸡只消化道菌群情况，发现日粮中添加富马酸0.1%只降低了在良好环境中生长的鸡只盲肠大肠杆菌数量，消化道其他部位的微生物数量不论鸡只生长环境如何，均未见显著差异（P＞0.05）[16]。

吴秋珏等在1990—2007年的试验结果表明，富马酸对消化道微生物菌群有显著影响（P＜0.05）[29]。多数试验表明富马酸可显著降低消化道不同部位不同微生物的数量。但也有结果表明，即使日粮中添加富马酸1.5%，也并不能改变消化道微生物菌群的数量。

3　富马酸的应用前景

随着人们对于天然食品添加剂及医药等无公害无污染关注度的提升，使得以可再生资源为原料，利用微生物发酵法生产富马酸的研究成为热点。李霜等从菌种改造、淀粉基原料发酵、纤维质原料发酵以及非钙盐中和等工艺角度总结了发酵法制备富马酸的关键技术[30]。根霉菌被认为是最佳的富马酸生产菌，利用根霉菌发酵有几个技术难点阻碍了富马酸发酵法的产业化应用：根霉菌形态发育机制不明，发酵过程控制难；根霉菌缺乏遗传操作工具，菌株定向改造难度大；富马酸及其主要衍生物L-苹果酸、L-天冬氨酸的生产缺乏系统性、工艺繁琐、成本高。如果发酵法制备富马酸的技术难点被克服，则会促进富马酸在养殖业中的大量应用，同时也为降低部分抗生素在养殖业中的使用量提供了可能性。

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Research on Application of Fumaric Acid in Animal Feed

TANG Maoyan

（Shanghai Zhengzheng Science and Technology Co.,Ltd.,Shanghai 200433,China）

Fumaric acid is one of the earliest applied to the organic acid in livestock and poultry breeding. With the increasingly wide use of feed acidification agent,the application of fumaric acid in feed and aquaculture is becoming more and more deeply.The article summarized the physical and biochemical characteristics,and the appli⁃cation of fumaric acid in animal feed was also discussed.

fumaric acid;feed acidifier;pH;antibacterial activity

S816.8；S816.7

A

1001-0084（2015）12-0008-04

2015-11-03

唐茂妍（1976-），女，山东烟台人，博士，主要从事酸化剂的定量应用研究。