有机酸在饲料中的应用

卢艳敏 刘海鹏

（衡水学院生命科学学院 河北 衡水 053000）

抗生素作为促生长饲料添加剂在动物养殖中发挥了极其重要的作用，极大地促进了畜牧业的发展。但由于抗生素的滥用，导致细菌的耐药性、药物残留、动物免疫力下降等问题日益严重，给环境、人类健康和动物养殖业造成了严重的威胁，且随着人们消费观念的转变，对食品的要求越来越高，因此，许多国家和地区都已禁止抗生素作为饲料添加剂。广大科研工作者致力于研究和开发绿色饲料添加剂来替代抗生素。有机酸可以通过降低胃肠道pH值，抑制有害微生物繁殖，促进有益菌的增殖；提高消化酶活性和营养物质的消化率；可以改善动物生长性能，增强免疫力；因此有机酸作为抗生素的替代物受到广泛的重视。

1 有机酸概述

有机酸是指一些具有酸性的有机化合物，广泛分布于自然界，是动物组织和中草药的天然成分。最常见的有机酸是羧酸，其酸性来源于羧基(-COOH)，可分为单一酸和复合酸(2种或2种以上的有机酸复合而成)。有机酸包括柠檬酸、延胡索酸(富马酸)、乳酸、甲酸(蚁酸)、山梨酸等，其中使用较广泛的是柠檬酸、延胡索酸。市场上许多有机酸是以盐的形式存在，固体，气味小，不易挥发，腐蚀性较小，因此在饲料生产中使用方便。有机酸既可以去除饲料中的微生物，也可以作为饲料添加到饲料和水中。

2 有机酸的作用机制

2.1 降低胃肠道pH值，提高消化酶的活性，促进营养物质的消化。当动物摄入有机酸后，胃液pH值降低，导致胃滞留量增加，蛋白质水解酶活性增强，从而使蛋白质分子被有效地水解，有利于氨基酸的消化、吸收和存留[1]。Thaela等(1998)在断奶仔猪日粮中添加2.5%乳酸，可以提高胰液的体积和蛋白质含量，促进胰蛋白酶和糜蛋白酶的分泌。然而，添加乳酸对动物肠道中碳酸氢盐含量没有影响。因此，刺激胰腺分泌不是由日粮和胃液pH降低引起的，而是酸的直接作用所致[2]。有机酸可以降低微生物的代谢活性，提高脂肪消化率，改善能量消化率；抑制细菌的生长，减少菌体蛋白的形成，降低氨基酸的损耗，促进动物对氮的吸收；还可以提高植酸酶的活性，降低食糜的缓冲能力，从而促进钙、磷的吸收，减少其排泄量，减轻了环境污染。有机酸可以影响肠黏膜的生理机能，保证绒毛的完整性。

2.2 抑制有害菌，促进有益菌的生长繁殖，改变胃肠道内微生物区系。有机酸是脂溶性的，它的非解离形式是其发挥抗菌作用的基本形式。有机酸能够被动地通过微生物细胞壁扩散，破坏细菌的正常生理活动，有机酸一旦进入细胞，会在更碱性的环境中释放质子，导致细胞内pH值的降低，抑制重要的微生物酶和营养运输系统的作用，从而抑制细菌的繁殖[3]。此外，酸水解产生的RCOO-会干扰DNA和蛋白质的合成，使机体处于压力之下，因而无法快速复制。

有机酸可以促进胃中乳酸菌等有益菌的生长，抑制大肠杆菌等有害菌的生长和增殖。Knarreborg等(2002年)研究了六种有机酸对仔猪胃肠道近端大肠菌的抑菌活性，发现它们之间有显著差异，抗菌活性依次为苯甲酸＞富马酸＞乳酸＞丁酸＞甲酸＞丙酸，这些有机酸可以促进有益菌的生长，抑制致病菌的生长，从而改变致病菌和有益菌的数量，促进胃肠道健康[4]。有机酸及其盐类导致胃液pH值降低，限制胃中病原菌的存活，进而阻止病原菌进入肠道。日粮中添加有机酸及其盐类还会降低饲料的缓冲能力，从而抑制饲料原料、商品料和胃肠道中有害微生物的增殖和定植[1]。有机酸也可以作为饲料保存剂保护饲料免受细菌和真菌的破坏。

3 有机酸在鸡日粮中的应用

有机酸能抑制不耐酸细菌如大肠杆菌、沙门氏菌、产气荚膜梭菌等的生长，保持家禽胃肠道的健康，从而改善其生长性能[5]，有机酸可以降低胃内pH值，提高胃蛋白酶活性，促进蛋白质的消化，提高氮、磷和矿物质的消化率[6]。

肉鸡日粮中添加甲酸可以显著改善饲料转化率，提高蛋白消化系数；降低肉鸡砂囊、十二指肠、空肠、回肠的pH值，降低盲肠内容物梭状芽胞杆菌和沙门氏菌含量[7]。

有机酸通过降低微生物与宿主对养分的竞争和内源氮的流失来提高蛋白与能量的消化率，降低亚临床感染的发生率和免疫介质的分泌，并且肠道酸化刺激胰蛋白酶的分泌和活性，优化幼体动物养分的消化和吸收，使氨基酸更适合体内蛋白质的沉积，从而提高胴体的瘦肉率。Adil等(2010)研究发现，有机酸可以促进胰液的分泌，胰液中具有高浓度的胰蛋白酶原、胰凝乳蛋白酶原A、胰凝乳蛋白酶原B、羧肽酶原A、羧肽酶原B，从而提高蛋白质的消化率[8]。

Ghazalah等(2011年)研究发现，肉鸡日粮中甲酸添加量为0.25%、0.5%、1%时，可以提高体增重，改善饲料转化率，甲酸添加量在0.5%时效果最佳；可以显著降低胃肠道不同部分的pH值，包括胃、十二指肠、空肠、回肠；日粮中添加0.5%的延胡索酸或0.5%的甲酸可以提高能量和营养素的消化率，包括粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和无氮浸出[9]。Brzoska等(2013年)研究结果表明，肉仔鸡日粮中有机酸(0.3%～0.9%)具有促进生长、降低死亡率的作用[10]。Ao(2009)报道，肉鸡日粮中添加2%的柠檬酸，能够提高干物质、粗蛋白和中性洗涤纤维的存留[11]。Hassan等(2010年)发现，日粮中添加有机酸混合物(富马酸、甲酸钙、丙酸钙、山梨酸钾、丁酸钙、乳酸钙和氢化植物油)在减少肠道大肠杆菌和沙门氏菌方面优于抗生素生长促进剂(恩拉霉素)[12]。将有机酸添加到饮用水中，有助于降低水体和肉鸡腺胃中病原体的水平，调节肠道微生物菌群[13]。

有机酸可以刺激家禽的自然免疫反应，鸟类免疫力的提高与有机酸对病原体的抑制作用有关[9]。日粮中添加有机酸可以改善体液免疫与淋巴免疫，Chowdhury(2008年)等研究结果发现，肉鸡日粮中添加柠檬酸，能够提高盲肠扁桃体和回肠中淋巴细胞的密度[14]，Haque等(2010年)发现，日粮中添加0.5%的柠檬酸，增加了淋巴器官中淋巴细胞的密度[15]。

4 有机酸在猪日粮中的应用

日粮中添加有机酸提高了断奶仔猪的平均日增重，效果优于抗生素组(硫酸粘杆菌素、诺西肽和喹乙醇)；同时提高了钙、磷和粗蛋白的消化率，且粪便中乳酸杆菌增多；增加了十二指肠、空肠绒毛高度，提高了盲肠中丁酸的浓度，结肠中戊酸的浓度[16]。

生长猪日粮中添加甲酸和柠檬酸可以显著降低粪便中沙门氏菌的浓度，显著增加了平均日增重[17]。断奶仔猪日粮中添加2 g/kg的有机酸混合物(延胡索酸、乳酸、甲酸钙、磷酸等)，能够改善日增重和饲料转化率，降低腹泻率和粪便中大肠杆菌的数量[17]。有机酸还可以降低饲料的缓冲能力，抑制不良微生物在饲料原料、日粮和动物胃肠道中的增殖，改善日粮中营养物质的消化吸收。断奶仔猪日粮中添加柠檬酸和山梨酸的混合物，改善了生产性能，维持了肠道健康[18]。

5 结语

有机酸作为饲料添加剂可以降低胃肠道pH值，调节肠道菌群，提高消化酶的活性，促进营养物质的消化与吸收，提高机体的免疫力，改善饲料的适口性，促进畜禽生长。随着抗生素的禁用，有机酸作为抗生素的替代品受到广泛的关注。但有机酸的效果不稳定，成本相对较高限制了其在动物养殖中的应用。因此开发和研制性能稳定且成本较低的有机酸及其盐类饲料添加剂，对我国畜牧业的发展具有重要意义。

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