有机酸对肠道内源菌的影响及作用机理

■冀凤杰 周汉林

（中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，海南儋州 571737）

有机酸添加剂通常包括柠檬酸、甲酸、丙酸等及其盐类，均为动物常规新陈代谢时所需要的物质，对动物的健康负面作用很小。反刍动物的饲料一般会添加甲酸、丙酸及其盐类于青贮饲料中，而苹果酸、和天门冬氨酸等及其盐类对促进消化吸收也具有积极作用。

有机酸是仔猪饲料中有效的饲料添加剂。有机酸与仔猪肠道内源菌群联合作用，对仔猪健康和生产性能是非常有益的，并提升养殖效益。本文将讨论有机酸与动物肠道内源菌的相互影响及作用机理。

1 动物肠道菌群特点

动物出生时的胃肠道通常被认为是无菌的（尽管有越来越多的证据来挑战这一点）。在母猪分娩时的微生物和环境微生物会定植于出生后仔猪的胃肠道。初始定植的微生物由病原体、致病菌、有益微生物等组成，这些微生物在建立肠道菌群中扮演重要的角色。

宿主和肠道菌群之间的关系是十分复杂的，但是对宿主健康和繁殖却有重要影响。据估计，动物体内有10倍于宿主细胞的细菌，且大部分都存在肠道中，鉴于这些细胞的数目和代谢活性，部分业内人士认为，肠道微生物具有许多重要功能，如肠道发育、口服耐受等，微生物促进免疫系统区分并适当地对肠道内正常和外来微生物进行响应。此外，肠道内源微生物产生的抗菌化合物（例如有机酸），通过定植在黏膜表面使进入胃肠道的潜在病原体建立了一个定植屏障。试验证明肠道微生物能发挥有益作用已经被明确证实，如果饲养的动物缺乏微生物的环境（无菌），会表现出肠道发育迟缓和疾病易感性的特征。

2 有机酸对畜禽动物生长发育的影响及作用

2.1 有机酸对反刍动物的作用

反刍动物一般饲喂青贮饲料偏多，青贮饲料的质量会对动物的生产性能和体质产生更为直接的作用。有试验指出，反刍动物青贮饲料中如果加入适量的有机酸，会在一定程度上提高饲料的品质，并能增强机体对饲料营养的吸收，进而促进动物生产。其中比较常见的L-天门冬氨酸盐能够对瘤胃发酵产生作用，原因是瘤胃内的新月型单胞菌对乳酸盐的利用起到一定的作用。

有研究指出，在肉牛或奶牛日粮中加入一定量的苹果酸盐，牛亚临床瘤胃酸中毒发生的概率会有所降低。如果加入不同种类的有机酸及其盐类(如苹果酸钠和延胡索酸二钠等)，还可以增加瘤胃中一些酸的含量（如总挥发性脂肪酸含量），并且使瘤胃的pH值有所增加；还可增强反刍动物对日粮的消化。有研究指出，如果在动物体外进行连续培养，其过程中加入苹果酸盐，结果表明能加快微生物蛋白的合成速度。由以上结论可得出，不同的有机酸及其盐类均起到有益的作用，在动物瘤胃调控功能时，可以当作一种非常好的添加剂。

2.2 有机酸能有效降低仔猪发病和改善健康状况

一般情况下，以玉米、豆粕为主的饲粮饲喂仔猪时，需要消耗大量的胃酸，有益菌通常在酸性环境中生存，而病原菌易在中性偏碱性环境中生存。胃肠道的pH值一般偏高，通过使用酸化剂能降低有害微生物繁殖，提高营养物质的消化吸收，抗毒素也显著下降。

目前，仔猪一般在保育舍就已经使用酸化剂。考虑到仔猪的内源性酶分泌不足，消化日粮所必需的酶是在产后数周才开始合成的，此时，由于消化系统发育不完善，仔猪消化道和消化腺的容积与重量及其细微结构也未发育完全，其体内的内源性酶主要消化母乳中的乳糖、简单的脂肪、蛋白质等物质。同时，断奶前仔猪主食以母乳为主，其胃肠道的环境相对稳定。一般情况下，仔猪开始分泌少量盐酸，20日龄后会随日粮的增加而不断提高，此时的仔猪分泌的胃酸量偏少，缺乏游离盐酸。母乳中的乳糖可由胃内乳酸菌转化为乳酸，而断奶后由于突然改变饲料来源，导致胃酸分泌不足往往使胃液的pH值上升，影响仔猪日粮的消化吸收。

随着养殖业的发展，生猪过量用药和疫苗使用缺乏规范而使得生猪疾病越来越复杂，也演变得越来越严重，普通的酸化剂在提高仔猪的生长速度及改善健康方面还缺乏一定的效果，有些仔猪在使用酸化剂后会出现生长速度减慢或者停滞，部分仔猪胃溃疡病变越来越严重也与酸化剂有很大关系。如果酸化剂不进行包被处理直接进入胃中，由于酸度过大，反而会抑制胃酸的分泌，不但没有效果，反而刺激胃而造成伤害。目前，使用经特殊工艺包被的有机酸对于提高健康和生长速度有很大优势。试验证明，使用包被酸化剂会降低对仔猪胃的伤害，减少胃底溃疡。包被酸化剂一般在胃中释放约20%，有60%在小肠溶解释放，在大肠甚至盲肠中释放约20%。

2.3 有机酸对肉鸡具有促进生长的作用

代谢有机酸主要包括短链有机酸和短链酮酸等，在动物机体新陈代谢过程中可以起着至关重要的作用。有研究指出，代谢有机酸对家禽也具有促生长的作用，代谢有机酸可以提高肉鸡消化道内酶的活性，能够促进空肠绒毛的生长。同时，使用1 000 mg/kg的代谢有机酸可以降低料肉比，提高饲料的使用效率，对于提高肉鸡日增重具有显著作用。

3 有机酸可以调控对宿主有益的肠道微生物

益生菌一般需要定植在动物机体的肠道上才能产生效果，在动物出生后使用抗生素、改变饲粮、肠道感染等，都会影响肠道菌群的组成，有机酸产品可以协同/调控已经在肠道中存活并且定植的微生物的价值。

包括早期定植的特定微生物在内，许多其他因素（例如，饲粮组成）也影响肠道菌群的组成，这可能会导致不同农场，甚至是同一农场、不同个体之间的肠道菌群组成出现显著差异。因此，使用饲料添加剂来改善动物肠道健康，比较理想的是寻求现有的、相对稳定的内源微生物，而不是试图彻底改变或者取代。这正是有机酸类产品使用的微妙之处。微生物个体差异对有机酸具有不同敏感性，能够影响耐酸的微生物，促进有益菌的生长，抑制不耐酸的有害菌繁殖。适量使用有机酸调控现有的内源肠道菌群，而不是试图在肠道环境中建立外来菌株（特定农场环境中的微生物或者有兴趣的特殊菌株，例如益生菌），是更有效的改善肠道健康的方式。

一般而言，大肠杆菌等致病菌在pH值为6.0～7.0的肠道内比较适宜，能促进有益微生物生长，如果降低到pH值为4时基本失活。作为肠道内有益的乳酸菌最适生长环境的pH值为3.0～4.5，仔猪肠道内的乳酸菌若在适宜的环境下会大批量繁殖，能有效地降低其胃肠道的pH值。仔猪乳酸菌的增多能有效提升仔猪日粮的消化吸收，抑制有害菌的大量繁殖；同时，仔猪腹泻的发病率和死亡率也出现下降。仔猪的抗病率也大大提高，仔猪生长后期的呼吸道疾病也大幅下降。

试验证明，采用PCR方法测定肉鸡回肠微生物，证明添加有机酸可以增加肠道有益菌（如乳酸菌）的数量。据报道，有机酸混合物（甲酸和丙酸）添加到饮水中，可以促进回肠隐窝中乳酸菌数量增加，比对照组或者抗生素（杆菌肽）处理组都高（P＜0.05）。

4 小结

动物出生后无菌肠道被广大微生物定植，其群落由特定的内源微生物和环境微生物组成，并且克服了肠道的固有排斥反应。改善肠道健康最有效的办法是通过积极影响肠道内源微生物菌群，抑制有害菌促进有益菌。使用有机酸，特别是包被后的有机酸，对于促进有益菌的生长，抑制有害菌的繁殖，提升动物的生长速度，降低发病率，提高动物的健康等具有重要作用。