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酸化剂在猪生产中的应用

2021-11-23赵学峰王然刘晓辉郇秀荣

中国动物保健 2021年5期
关键词:有机酸酸化仔猪

赵学峰,王然,刘晓辉,郇秀荣

(1.山东省畜产品质量安全中心济南 250102;2.山东安池农牧科技集团有限公司 济南 250022)

早在上世纪60 年代,国外就开始研究饲料酸化剂。20 世纪90年代,饲料酸化剂在动物饲料中得到了广泛的应用。饲料酸化剂是一种无残留、无耐药性、无毒性的环境友好型饲料添加剂。动物进食后,可以调节动物消化道的pH 值,为消化酶的活化创造适宜的环境,抑制消化道有害微生物的增殖,从而减少致病菌的感染,达到满足营养需求和预防疾病的目的[1]。

1 常见酸化剂的种类及特性

1.1 单一成分酸化剂

含有一种成分酸,如延胡索酸、乳酸等。目前使用单一酸制剂的并不多,效果较好的主要有柠檬酸、延胡索酸和甲酸等。由于商业原因,欧洲国家普遍使用延胡索酸,而我国则用柠檬酸较多。一些无机酸中磷酸的效果较小且结果不稳定,并有强烈刺激性气味,导致饲料适口性差;硫酸和盐酸基本无效,且对饲养动物、生产设备及工人都有很大的危害,影响动物体内矿物质的代谢,产生钙的负平衡,最终对动物骨骼发育造成影响。

总之,无机酸具备更好的酸化性,而且价格较低,但缺陷在于添加量难于把握,浓度低则效果差,浓度高则易损伤加工机械。目前,饲料工业基本不再使用单一无机酸作为酸化剂[2]。有机酸化剂虽然也会腐蚀设备,且价格较高,但其适口性更好,并在体内参与三羧酸循环[3],对初生动物的生长发育具有促进作用,故饲料企业一般会优先考虑有机酸化剂。

1.2 复合成分酸化剂

是指将两种或两种以上的单一酸化剂按比例复配成复合酸化剂,可以快速控制pH 值,优化缓冲容量,甚至具有较高性价比的效果,更好地减少对设备和机械的损坏[4]。例如,高浓度的乳酸能有效增强醋酸对大肠杆菌的毒性。不同的酸对不同的微生物有不同的作用,单一的酸化剂不能有效控制多种病原微生物,对这类细菌可能有明显的抗菌作用,只需少量即可,但对其他致病菌的抗菌作用较弱,需大剂量添加。协同有机酸可以避免上述问题,通过有机酸的协同作用,即使用量很小,也能对大多数病原微生物达到良好的杀菌抑菌效果。因此,按比例混合不同的酸化剂,具有较好的酸化能力和防病效果。

2 酸化剂的应用及机理简析

2.1 提高消化率,减少仔猪不良腹泻

提高胃肠道一系列消化酶的活性,减少消化不良型腹泻胃蛋白酶的最适pH 范围为2.0~3.5。当pH 值超过3.6 时,胃蛋白酶活性显著降低。当pH 值超过6.0 时,胃蛋白酶不能正常工作。成年猪胃内正常的酸性环境一般是有保证的。但由于消化系统发育不成熟,胃酸分泌严重不足,仔猪胃内pH 值远高于胃蛋白酶活性的适宜pH 值。因此,如果仔猪胃蛋白酶活性得不到充分利用,饲料蛋白的消化率就会降低,从而引起仔猪腹泻等一系列消化系统疾病。同时,到达肠道的食糜酸度也影响胰蛋白酶、淀粉酶、羧肽酶、脂肪酶、糜蛋白酶、麦芽糖酶和乳糖酶的分泌和活性。使用酸化剂可以维持胃内正常的酸性环境,从而保证胃蛋白酶的正常运转,促进蛋白质的分解[5]。

稳定胃肠道微生物平衡胃肠道内的大多数有害菌均是在中性偏碱性pH 时适宜生长繁殖,如大肠杆菌适宜的pH 值为6.0~8.0,链球菌为6.0~7.5,葡萄球菌为6.8~7.5,梭状芽孢杆菌为6.0~7.5,而乳酸杆菌、双歧杆菌等有益菌大多在pH 小于5 的环境中生长繁殖[6]。而乳酸菌的代谢产物乳酸、H2O2也对大肠杆菌等有抑制、杀灭作用,因此,酸化剂可以减少病原菌感染,帮助动物形成一个健康的肠道,减少腹泻。

2.2 改善饲料适口性,提高采食量

味蕾偏食微酸型饲料,且酸化剂能掩盖饲料中的不利气味[7],因此可以提高采食量。酸亦能促进唾液、消化酶的分泌量,促进消化,减轻小肠负担。

2.3 促进矿物质和维生素的吸收

部分矿物元素在碱性环境中容易形成不溶盐,造成机体摄入量降低,此时应用酸化剂在形成酸性环境的同时更能够络合部分矿物元素,加快其被机体所吸收,如延胡索酸、柠檬酸和钙、铜、铁、锌、镁等元素络合后更利于机体的吸收[8],使微量元素的吸收率提高30%左右,使仔猪体内微量和常量元素的储存量增加13%~43%,同时降低了铜的氧化催化的活性。

2.4 酸化剂可以防霉、防腐和抗氧化

在饲料中添加酸化剂可以抑制微生物的生长繁殖,减少饲料腐败,从而保持饲料营养。富马酸等有机酸也具有抗氧化作用,柠檬酸也可作为抗氧化剂的增效剂。添加富马酸的预混料6 个月后VA 和VC 的稳定性高于未添加富马酸的对照组。大量报道表明,有机酸化剂在幼龄动物中效果较好,因此酸化剂在哺乳仔猪中得到了广泛应用。而近几年的研究,人们又把目光放在了母猪身上。之前就有试验证明,母猪日粮中添2%苯甲酸可以提高有机物、粗纤维、粗脂肪和粗蛋白质的消化率[9]。胡光超等[10]表明,在饲料中添加3g/kg 复合酸化剂,可降低哺乳期母猪子宫内膜炎的发生率,降低母猪便秘的发生率59.17%。这可能是因为酸化剂改善了泌乳母猪肠道菌群结构,提高了养分的消化率,从而达到减少便秘、提高生产性能的效果[11]。彭艳和谢飞[12]的试验表明,日粮中添加4kg/t 复合酸酸剂后,其采食量增加了12.3%(P<0.05),同时饲料系酸力降低9.8%(P<0.05)。所以酸化剂可以提高母猪的采食量;改善胃肠菌群,从而减轻炎性反应;提高饲料养分利用率,并提高奶水的免疫水平。

3 酸化剂的选择

通常情况下,饲料企业多选择固体酸化剂,而多数养殖场则使用液体酸化剂,用于保健和消毒。

3.1 固体酸化剂

1)从工艺上,包膜缓释型酸化剂效果更好。普通酸化剂,不管是复合磷酸型还是复合有机酸型,在与其他物质混合、贮存过程中,会与石粉等碱性物质发生化学反应,出现胀气,甚至色变,养分损失等现象。这时,酸化剂最多也只能起到轻微的降低饲料碱储值的作用,酸化效果是不显著的。包膜缓释型酸化剂与石粉等物质直接混合后,不会产生化学反应,保证绝大部分酸都能与饲料一起到达仔猪胃部,少量可到达小肠道。在胃肠道内,酸化剂内含的促H+解离因子可使食盐等氯化物溶解电离,产生盐酸,从而真正起到补充胃酸的作用。

2)从基础物质上,包膜缓释型酸化剂比有机酸钙型酸化剂效果更好:①包膜缓释型酸化剂的酸化作用不仅表现在表面的降低饲料系酸力上,而且最主要的是在胃内通过使食盐等氯化物溶解、电离,产生盐酸,弥补胃酸不足。而有机酸钙类产品完全不具备此作用;②酸化剂在进入到胃肠道后,在水的作用下,会与石粉反应,产生CO2,一方面可以在胃内分散、搅拌营养物质,促进其的消化;另外可以与水结合,形成酸性碳酸水,解离后产生碳酸氢根与氢离子。碳酸氢根有较好的体液缓冲调节作用(饲料中使用小苏打的主要目的也就是进行体液调节,对抗应激),氢离子有酸化作用,而有机酸钙本质则是将有机酸与碳酸钙在体外就进行了化学反应,其进入猪只体内后,再没有这些作用;③酸对微生物的繁殖生长、饲料氧化也有优良的抑制作用,因此饲料保质期延长了;而有机酸钙,除丙酸钙、山梨酸钙对霉菌有良好的抑制作用外,其他有机酸钙如甲酸钙在固态时,根本没有抑制微生物的活性和抗氧化功效;④适口性,有机酸钙由于溶解度提高,在口腔易溶化,苦涩味明显,导致猪只不爱吃,适口性可能会受到影响。而有机酸微酸味、碳酸钙(石粉)与磷酸氢钙基本无味,因此不会对猪只采食量产生不良影响。总而言之,好的酸化剂的功效是多方面的,而有机酸钙产品功效则仅限于降低饲料系酸力。

3)从组合上,磷酸与有机酸复合制成的酸化剂效果更好。在用量较低的情况下,相同用量的复合无机酸型(磷酸型)酸化剂酸化效果要优于有机型(乳酸型)酸化剂。但在较高用量时有机型酸更具优势,一方面能促进消化道中有益菌的生长,抑制病原菌的繁殖;另一方面可直接参与体内三羧酸循环,提供能量,对抗应激。同时适口性较无机酸要好,缺点是添加量大,成本偏高。目前国内外大多数的试验已证实:由磷酸与有机酸复合制成的饲料酸化剂,其添加量小、效果优良,成本低。这种类型的酸化剂是目前应用最为广泛的酸化剂,特别是断奶后2 周以前使用,其效果还要优于有机酸型酸化剂。

3.2 液体酸化剂

有效的液体酸化剂能将饮用水的pH 值降至3.6~4.1。大多数有害微生物不能在这个pH 范围内生存,这可以有效地减少大肠杆菌、弯曲杆菌和沙门氏菌的数量。同时,还应含有螯合铜,因为铜可以去除饮用水管中的顽固霉菌,从而降低真菌毒素对仔猪生长的影响。否则,会在水箱和水管壁上形成较厚的生物膜,影响饮用水的水质。

另外,由于水的硬度不同以及饲料本身碱性物质的影响,如果酸化剂用量不足,pH 值会迅速上升,无法达到酸化饮用水的效果。它不仅能抑制病原微生物的生长繁殖,而且为病原菌的繁殖提供了环境。因此,有必要使用具有相当稳定缓冲体系的复杂有机酸。

4 小结

酸化剂作为一种绿色饲料添加剂,无污染、无残留、无毒副作用,能显著提高动物的生长性能和饲料利用率。但酸化剂仍存在释放快、腐蚀性大、效果不稳定、价格昂贵等缺点。因此,在饲料酸化剂的应用中,配合优化方案,针对各种不足,弥补不足,同时,针对不同的生长阶段和不同的养殖环境做进一步深入的研究,促进其在畜禽生产中发挥更大的作用。

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