酸化剂在畜禽生产中的应用综述
亢涛 赵胜军
摘要：饲料行业的蓬勃发展对饲料提出了高效、绿色、环保的要求，也就对饲料添加剂有了更高的要求，而酸化剂就是应运而出的新型绿色添加剂，目前在饲料养殖中广泛使用。就其分类、作用原理、实践效果及应用影响因素进行了综述。
关键词：酸化剂；饲料添加剂；畜禽
中图分类号：S816 文献标识码：A 文章编号：1007-273X（2019）04-0013-03
初生动物不具备完善的消化结构，胃部分泌能力不足，消化道内的正常酸碱值无法保障，这直接影响了酶活和菌群功能的发挥，因此需要外源供给饲料或添加剂辅助调节其消化道内环境[1]。酸化剂不仅可提升动物的生长性能，更能提高动物的免疫力、减少疾病的发生[2]。Roth等[3]将以有机酸为基础的酸化剂添加在肉鸡饲料中以验证其替代抗生素的效果，而在畜禽饲料中添加无机酸和有机酸以及复合酸化剂有辅助提高动物消化功能、促进动物肠道健康，降低各种应激反应带来的损伤等作用[4]。
1 酸化剂的分类
1.1 无机酸化剂
无机酸化剂一般包括有H3PO4、HCl及H2SO4。因其酸性较强且生产普遍，易于推广使用。已有试验表明，H2SO4基本无效。HCl在使用中会因为日粮的不同电解状况而影响其效果。H3PO4有酸化效果，还是矿物元素磷元素的补充剂，因其性价比较高，得以在实际生产中大范围应用[5]。总之，无机酸较有机酸具備更好的酸化性与低价优势。无机酸的缺陷在于添加量的难于把握，浓度低则无法见效，浓度高则损伤加工机械。
1.2 有机酸化剂
常见的有机酸化剂有甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、山梨酸、延胡索酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸等[6]。有机酸化剂虽有腐蚀设备、价格较高等缺点，但因其良好的适口性，且在机体三羧酸循环中发挥一定的作用[7]，对初生动物的生长发育有促进作用，故饲料企业通常会优先考虑有机酸化剂。
1.3 复合酸化剂
单独使用有机类或者无机类酸化剂都会存在这样或那样的优缺点，反应原理的不同使得配合使用能够达到协作互补的效果。人为地将两种单一的酸化剂配制为复合酸化剂，能够达到酸碱度迅速控制，优良的缓冲能力以及更高性价比的效果[8]，同时更好地弱化了对设备机械的损伤。进一步优化配合比例形成复合酸化剂是大势所趋，而泌乳牛中异味酸酸化剂的出现并应用是最好的印证[9]。复合型酸化剂一般表现为粉末性状，添加量为1.0～1.5 kg/t饲料[10]。大多数酸化剂是用白碳黑做载体，吸附无机酸或有机酸制成的，白碳黑本身没有营养价值。而安徽五粮泰生物工程股份有限公司生产的酸化剂是将饲料原料直接进行酶解和发酵制成的复合有机酸，其载体是发酵饲料原料，有很高营养价值。这是酸化剂制备的一项突破性工艺技术创新。
2 酸化剂的作用机理
2.1 提高消化酶的活性
研究表明，不同酶有不同的最佳酸碱环境，其中胃蛋白酶最佳pH范围是2.0～3.5。酸碱度超出3.6，其活性下降明显，超出6.0后，胃蛋白酶将无法发挥正常功能，而酸化剂的介入能够维持胃内酸环境，进而促使胃蛋白酶的正常运作，加快蛋白质的分解[11]。在此基础上，又会产生一系列的代偿效应，即蛋白质代谢促使胰蛋白酶加快分泌，最后提升机体整体蛋白质消化能力[12]。
2.2 改善胃肠道微生物区系
常见的动物体内病原菌类最佳酸碱环境范围在中性稍碱，低于4.0会出现大量死亡，但此时有益菌类例如乳酸菌却能大量增殖[13]。因此，加入酸化剂能够确保肠道内微生态的结构平衡趋于有利一面，例如酸化剂加入后动物粪便中大肠杆菌减少，乳酸杆菌以及双歧杆菌增加[14]。饲料中添加酸化剂对于改善动物胃肠道微生态环境大有脾益。
2.3 促进矿物质和维生素的吸收
部分酸类本身就是机体能量代谢的中间产物，通过外源添加进入体内后可直接参与代谢过程。典型的有柠檬酸可以参与到三羧酸循环的代谢过程中，乳酸在机体内可直接分解代谢，同时也是糖异生过程中的产物。因此，酸化剂的参与不仅仅是提供了酸化环境，更能加快机体对各种元素的吸收。再者，部分矿物元素易受到碱性环境的中和形成不溶盐，造成机体无法摄入足够的矿物元素。此时酸化剂的介入在形成酸性环境的同时更能够络合矿物元素加快被机体所吸收，如延胡索酸、柠檬酸和钙、铁、锌、铜、镁等元素络合后更利于机体的吸收[15]。
2.4 提高营养物质消化率
Partanen等[16]研究表明酸能弱化糖异生损伤机体的缺陷，饲料中加入酸化剂可增强动物机体整体的消化吸收能力。食糜携带少量酸类到达小肠段，促使其释放更多抑胃素，减少胃部活动，让蛋白质在胃部分解得更彻底[17，18]。刺激食欲增加了动物的采食量，增加了肠道与日粮营养物质的接触时间以及消化效率，从而提升了动物机体的消化吸收能力。
2.5 改善饲料适口性
饲料中添加适量的酸化剂，能有效地提高饲料的采食性。味蕾偏食酸化剂形成的微酸型饲料，更能增加唾液、消化酶的分泌量，且在遮挡中和饲料中的不利气味方面也有重要体现[18]。丙酸及丙酸钙除了有酸化剂的功能，更能阻止饲料霉菌增殖，起到防止饲料霉变作用的同时增加可采食性。
2.6 提高抗应激能力，增强免疫功能
部分酸类对于机体抗应激以及免疫力的提升有较大帮助。延胡索酸参与并释放ATP时间较葡萄糖途径更少，这使得动物体受到应激时对能量的需求可以得到很好的供应，表现出更好的防御能力[18]。延胡索酸添加可防止雏鸡各种应激所造成的机体免疫空虚，而其镇静功能除了舒缓神经中枢，更能减弱机体热应激造成的损伤。李建平等[19]发现饲料中加入柠檬酸能明显增强断奶仔猪清除自由基以及抗氧化的速度。
3 酸化剂在畜禽上的应用
我国是人口大国，决定了我们是肉类需求大国，所以也必须是动物养殖大国。而过多的追求规模化，也阻碍了我国畜牧经济的发展，尤其在动物营养方面，仍然过多地依赖抗生素来促生长或解决其他问题[20]。借鉴欧盟成熟的养殖经验，动物养殖应该更多地通过营养配方手段来解决问题，而非药物。自2019年国家农业农村部提出2020年全面禁用抗生素以来，药物性添加剂行业面临生存抉择，而突破口应该就在功能性添加剂上，功能性营养添加剂的推广和应用应该是未来的主流趋势，酸化剂属于内源性的调节性因素，理应加大应用。
3.1 酸化剂在猪上的应用
自20世纪60年代有研究显示饲料中乳酸的添加可提升机体生长性能以来，科研邻域对酸化剂的研究已由加酸解决腹泻发展到增加饲料转化效率，这对酸化剂的发展和复合酸化剂的出现提供了动力基础。Le Thanh等[21]研究表明日粮加入酸化剂能促进仔猪生长发育，并对营养物质消化率有提升作用，且对其免疫细胞数量有一定影响。Tsiloyiannis等[22]将240头断奶仔猪随机分成8组，2组为抗生素添加组，6组为延胡索酸、乳酸、蚁酸、苹果酸、柠檬酸以及反丁烯酸添加组，数据显示6组酸化剂对断奶仔猪的生长性能等各方面提升均优于2组抗生素添加组。在断奶后仔猪饲料中加入乳酸及柠檬酸，降低了仔猪断奶后水肿病的发病概率[23]。胡光超等[24]研究表明饲料中添加3 g/kg酸化剂复方制剂，降低了哺乳母猪的子宫炎发生率，同时降低母猪便秘发生率59.17%。究其原因，可能是因为复合型酸化剂改善了哺乳母猪的肠道菌群结构，提升了营养物质消化率，从而达到降低便秘，提高生产性能的效果[25]。
3.2 酸化剂在家禽上的应用
延胡索酸及柠檬酸广泛应用于家禽饲料。有研究者将酸化剂用于处理感染沙门氏菌雏鸡，结果表明其可大幅减弱沙门氏菌对鸡各个组织器官的损耗，且能减少机体炎性反应的发生。徐刚[26]研究报道了酸化剂与益生菌结合使用降低肉鸡料重比可达8.57%，所以将酸化剂与微生態制剂联合使用将会是提升蛋鸡营养的突破口。雏鸡饲料中添加300 g/t的酸化剂，结果表明其饲料利用率、干物质消化率和氮滞留都上升，且肺泡的损伤大幅缓解[27]。
4 影响酸化剂利用效果的因素
4.1 添加种类及剂量
不同酸化剂理化性质和生态学特征均不同，这也导致了酸化剂的效果也不同。其中延胡索酸对葡萄球菌、链球菌、大肠杆菌等具备灭活性，但对乳酸菌无作用；甲酸、丙酸对沙门氏菌、真菌、梭状杆菌、芽孢杆菌属及革兰氏阳性菌等具备较强弱化作用；山梨酸能有效抑制酵母菌及霉菌的生长，而对有益微生物生长无妨碍[28]。而且不同的动物或者同种动物在不同生长阶段对酸化剂的需求是不一样的[29]。因此，生产实践中，充分考虑饲料、动物、环境等各方面因素综合考虑酸化剂的选择大有必要。
4.2 饲料原料的酸结合力
除了机体肠道自身形成酸碱环境，饲料就是外源性影响机体内酸碱环境的最大因素，而酸化效果强弱和饲料原料的酸结合能力息息相关。酸结合力不同，能够在动物体内发挥作用的酸含量就大不一样，谷物的酸结合力相较于矿物质、高蛋白质原料弱，这就意味着当谷物占比过大时就需要更多的酸化剂添加。饲料中酸化剂的效果很大程度上会被饲料原料的酸结合力所影响[30]。因此，在添加酸化剂的时候应该充分考虑饲料原料的酸结合能力再作添加。
4.3 最适宜的动物生长阶段
大量报道显示，动物幼龄时使用有机酸化剂效果更好，成熟动物使用效果就差强人意。这主要是因为初生阶段的动物往往肠道发育不健全，而且消化系统相关酶活性不足以消化饲料中营养物质[31]，这就需要外源提供各种功能性的添加剂来辅助其消化吸收，此时提供酸化剂就能够最大程度地发挥出酸化效果。但当动物发育成熟后，其自身胃酸分泌足够消化饲料[32]，再做酸化剂的添加只能起到预酸化的效果，所以对外源性的添加剂剂量需求量就会下降。因此，根据动物生长阶段动态调整酸化剂剂量，才能达到以更小的成本获得最大化效果的目的。
4.4 酸化剂及其他的协同作用
酸化剂单一添加最大效果就是酸化效果，但酸化剂与其他添加剂合用则会有不一样的效果体现。研究发现，酸化剂与抗生素、益生素、酶制剂、Cu、Zn等存在相互影响，配合使用可能有更强的酸化效果。报道显示，酸化剂加抗生素应用于断奶仔猪饲料，可以优化仔猪肠道微生物区系、提高仔猪免疫力，并且作用效果远超仅使用酸化剂或抗生素[33]；而酸化剂与益生素合用可以显著降低肉鸡的胸肌滴水损失并显著提高腿肌率[34]；李洁云等[35]研究发现酸化剂与益生菌联合使用能够达到不影响断奶仔猪的生产性能的同时改善其腹泻率。这充分说明酸化剂与其他功能型添加剂的联合使用能够带来优化的效果，其中具体影响机制还有待研究。
5 小结
酸化剂作为一种新型绿色饲料添加剂，不仅具有无毒、无残留、无副作用，在体内迅速参与代谢.对环境无污染等优点，而且在动物饲料中广泛应用，有着明显提升动物生长性能及饲料利用率的效果。但是，酸化剂还存在许多问题，如吸收快、释放快、腐蚀机械、效果不稳定、价格高等。所以，寻找到应对各种缺点的复配方案，以联合使用的协同作用弥补缺点的同时发挥出不再单一的营养功能，同时针对动物不同生长阶段以及不同养殖情况进一步深入研究酸化剂，将会全面推进酸化剂在畜禽生产上的应用。
参考文献：
[1] MCDONALD P，EDWARDS R A，GREENHALGH J F D. Animal nutrition[M].New York：Press of Longman，1988.
[2] 冷向军，王康宁，杨 凤，等.酸化剂对仔猪生长和体内酸碱平衡的影响[J].动物营养学报，2003，15（2）：49-53.
[3] ROTH N，MAYRHOFER S，GIERUS M，et al. Effect of an organic acids based feed additive and enrofloxacin on the prevalence of antibiotic-resistant E. coli in cecum of broilers[J]. Poultry science，2017，96（11）：4053-4060.
[4] GRECCO H A T，AMORIM A B，SALEH M A D，et al. Evaluation of growth performance and gastro-intestinal parameters on the response of weaned piglets to dietary organic acids[J].Anais da academia brasileira de ciências，2018，90（1）：401-414.
[5] 郑海明.饲料酸化剂在防治动物疾病中的应用前景[J].福建畜牧兽医，2001，23（4）：51-52.
[6] 吴剑平，商 军.高效液相色谱法同时对复合有机酸化剂中7种成分的含量测定[J].畜牧与饲料科学，2009，30（9）：65-69.
[7] 陆 辉，左伟勇.动物生物化学[M].北京：化学工业出版社， 2015.
[8] 劉 虎，方热军.复合酸化剂的生理功能及其组合应用[J].饲料博览，2015（3）：39-43.
[9] 任 莹，赵胜军.异位酸影响反刍动物瘤胃代谢的研究进展[J].饲料研究，2008（2）：10-12.
[10] 刘胜军，丁宝川，耿忠诚.复合有机酸化剂对断奶仔猪生长性能的影响[J].四川畜牧兽医，2003，30（2）：26.
[11] 李 鹏，武书庚，张海军，等.复合酸化剂对断奶仔猪生长性能、胃肠道酸度及消化酶活性的影响[J].养猪，2009（1）：5-8.
[12] 郭 鹏，卢 建，李 军，等.复合酸化剂对肉仔鸡消化道pH值和消化酶活性的影响[J].饲料工业，2011，32（11）：32-35.
[13] OLUKOSI O A，SANDS J S，ADEOLA O. Supplementation of carbohydrases or phytase individually or in combination to diets for weanling and growing-finishing pigs[J].Journal of animal science，2007，85（7）：1702-1711.
[14] 陈代文，张克英，余 冰，等.仔猪饲粮添加酸化剂及黄霉素对生产性能、消化道pH和微生物数量的影响[J].中国畜牧杂志，2004（4）：16-19.
[15] 李建沅，姜建阳.酸化剂的生物学功能及其在断奶仔猪中的应用[J].饲料博览，2014（6）：43-44.
[16] PARTANEN K，SILJANDER-RASI H，SUOMI K. Dietary preferences of weaned piglets offered diets containing organic acids[J].Agricultural & foodence in finland，2002，11（2）：107-119.
[17] 饶 辉.影响断奶仔猪胃肠道pH值及胃蛋白酶活性的因素[J].猪业科学，2008（6）：58-60.
[18] 连凯霞，蒋国政，李继昌.复合酸化剂对饲料的防霉及酸化作用[J].中国饲料，2013（13）：8-10.
[19] 李建平，单安山，徐奇友.不同类型酸化剂对早期断奶仔猪胃酸分泌、免疫功能和抗氧化机能的影响[J].东北农业大学学报，2009，40（4）：69-73.
[20] 刘长全，杨蕗闻.中国生猪产业发展面临的宏观因素分析[J].中国畜牧业，2015（24）：32-35.
[21] LE THANH B V，HTOO J K，WANG L F，et al. Effects of prebiotic or organic acid supplementation on growth performance， nutrient digestibility， and plasma cytokines of weaned pigs housed under poor sanitary conditions[J].Journal of animal science，2017，95（2）：138.
[22] TSILOYIANNIS V K，KYRIAKIS S C，VLEMMAS J，et al. The effect of organic acids on the control of porcine post-weaning diarrhoea[J].Research in veterinary science，2001，70（3）：287-293.
[23] TSILOYIANNIS V K，KYRIAKIS S C，VLEMMAS J，et al. The effect of organic acids on the control of post-weaning oedema disease of piglets[J].Research in veterinary science，2001，70（3）：281-285.
[24] 胡光超.博落回提取物-酸化剂复方制剂对哺乳母猪生产性能的影响[J].当代畜牧，2017（7）：23.
[25] 张婧婧，刘庚寿，李 伟，等.不同剂型酸化剂对哺乳母猪生产性能、初乳成分和肠道菌群结构的影响[J].动物营养学报，2017，29（6）：2064-2070.
[26] 徐 刚.肉仔鸡用四种绿色饲料添加剂的应用效果及其组合效应研究[D].陕西杨凌：西北农林科技大学，2007.
[27] 姜 南.四种绿色饲料添加剂和金霉素对肉仔鸡免疫功能及其生产性能的影响[D].哈尔滨：东北农业大学，2015.
[28] KIL D Y，PIAO L G，LONG H F，et al. Effects of organic or inorganic acid supplementation on growth performance，nutrient digestibility and white blood cell counts in weanling pigs[J].Asian australasian journal of animal sciences，2006，19（2）：252-261.
[29] 皮 宇，孙丽莎，陈 青，等.饲用酸化剂的作用机理及其在畜禽生产中的应用[J].饲料博览，2014（3）：26-31.
[30] 刘 虎，方热军.复合酸化剂的生理功能及其组合应用[J].饲料博览，2015（3）：39-43.
[31] 付大波，程时军，肖 飞，等.外源消化酶在幼龄动物中的应用[J].饲料博览，2010（7）：18-20.
[32] 黄卫东，沈 峰.新生动物肠道的生长发育及乳源性生长因子的影响[J].兽药与饲料添加剂，2005，10（3）：20-21.
[33] 晏家友，贾 刚，王康宁.缓释复合酸化剂与抗生素联合使用对断奶仔猪肠道微生物及肠黏膜抗体的影响[J].猪业科学，2009，26（9）：88-91.
[34] 黄冠庆，曹要玲，黄晓亮.酸化剂和益生素联用对肉仔鸡屠宰性能及肉品质的影响[J].湖北农业科学，2013，52（6）：1378-1380.
[35] 李洁云，彭 翔，张俊平，等.益生菌、酸化剂、精油、酶制剂的组合和抗生素对断奶仔猪生长性能和腹泻率影响的比较试验[J].中国饲料，2015（15）：12-14.
