柠檬酸在断奶仔猪饲粮中应用的研究进展

2020-12-21李洪民喻礼怀

中国畜牧杂志 2020年12期

李洪民，董丽，喻礼怀

（扬州大学动物科学与技术学院，江苏扬州 225009）

仔猪一般在出生3 周后断奶，而断奶仔猪自身的免疫系统不完善，抵抗疾病能力差，免疫力低下[1]。仔猪断奶会导致肠绒毛萎缩，隐窝变深增生，吸收机能下降，消化道屏障受损，胃内酸性降低、碱性增强，仔猪的消化能力降低[2]。仔猪断奶1 周后极易出现应激反应，出现腹泻及生长性能降低。使用抗生素可以有效改善仔猪的免疫系统，降低仔猪的断奶应激，但使用抗生素会导致动物产品中药物沉积和耐药细菌的出现，寻找抗生素替代品已经成为研究热点。动物消化酶活性，改善动物肠道微生态平衡，增强抗氧化能力。柠檬酸是一种优质的天然酸化剂，在自然界分布范围广，提取方法多样，由于其钙盐容易在冷水中形成沉淀，因此常利用柠檬酸钙的这种特性来提取柠檬酸[3]。柠檬酸为有机酸，在化工业、化妆品、食品添加剂、医药以及杀菌剂中均有应用。柠檬酸也常作为饲粮酸化剂用于提高饲粮风味，另外研究发现柠檬酸还对动物的生长性能、免疫性能以及抗氧化性能发挥着重要的作用[4]。仔猪可通过自身糖酵解以及丙酮酸分解代谢合成柠檬酸，也可以在饲粮中直接获取柠檬酸，之后柠檬酸进入线粒体，经过三羧酸循环在仔猪体内积累排出，其代谢过程如图1[5～6]。本文综述了柠檬酸在断奶仔猪生产中应用效果及其作用机理，为柠檬酸在养猪生产中的应用提供理论依据。

图1 柠檬酸在仔猪体内的代谢过程

1 柠檬酸对于断奶仔猪的影响

1.1 柠檬酸对断奶仔猪生长性能的影响断奶仔猪的生长力强，代谢机能旺盛，提高采食量和饲粮转化率对断奶仔猪生长性能的提高最为重要。Broz 等[7]研究发现，在基础日粮中添加0.5%、1.0% 或2.0% 柠檬酸对断奶仔猪的生长速度和日采食量没有明显影响，但均可显著改善饲料转化率。陈丽媛[8]研究发现，添加10%柠檬酸与其他有机酸和植物精油的复配物可以显著提高断奶仔猪的日采食量和日增重。除此之外，柠檬酸能够促进胃肠道的消化功能，这也是增进断奶仔猪采食量重要的原因。吴秋玉等[9]研究表明，将35%柠檬酸、30%乳酸、16%苯甲酸与其他载体物质复合使用可显著增加断奶仔猪的日粮消化率。柠檬酸代谢产物无污染无残留，酸度高。温萍等[10]研究显示，添加1% 柠檬酸对断奶仔猪的生长性能影响不大，但当添加2%柠檬酸时，胃肠道pH 降低，消化功能增强，饲粮利用率升高。曹山川等[11]研究发现，基础日粮中添加柠檬酸可提升断奶仔猪的肠道消化吸收能力。柠檬酸除了可提高饲料转化率之外，还有助于断奶仔猪对矿物质的吸收，增强断奶仔猪骨骼的生长发育[12]。高俊杰等[13]研究表明，在断奶仔猪日粮中添加植酸酶（500 U/kg）和柠檬酸0.5% 显著提升了断奶仔猪对于植酸磷的消化率，提高了断奶仔猪对钙、磷的吸收率。

1.2 柠檬酸对断奶仔猪抗氧化功能的影响断奶期间，仔猪抗应激能力较弱，极易出现断奶应激导致仔猪腹泻，从而影响其发育。氧化应激是导致断奶仔猪腹泻的原因之一。Yang 等[14]研究发现，将柠檬酸与其他有机酸和精油混合可以显著降低断奶仔猪的腹泻率。郭骥[15]使用柠檬酸、延胡索酸和乳酸组成复合型酸化剂将其饲喂母猪，发现酸化剂组泌乳21 d 母猪乳清中的丙二醛（MDA）显著降低，超氧化物歧化酶（SOD）与谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性显著提升。刘文辉[16]将柠檬酸与其他酸化剂用嵌入式包被技术组合成复合酸化剂，发现其可以显著提高断仔猪血清中的SOD、GSH-Px 活性，可减少脂质过氧化物的产生，提高断奶仔猪的抗氧化性能。李建平[17]在仔猪饲粮中添加1.5%的柠檬酸，发现其可以显著提高断奶仔猪的SOD 活性和总抗氧化能力（T-AOC），并且在断奶2 周内添加柠檬酸效果要优于在断奶2 周后添加。综上，柠檬酸常与精油和复合有机酸共同添加，增强断奶仔猪的抗氧化能力，降低仔猪的腹泻率。

1.3 柠檬酸对断奶仔猪免疫功能的影响断奶仔猪抗体浓度较低，免疫器官发育不完全，导致其自身的免疫功能较差。李建平等[18]研究发现，日粮中添加1% 柠檬酸和0.5%五味子可以显著提高断奶仔猪的体液免疫功能，并且柠檬酸与五味子的作用效果优于单独添加五味子。肠道为断奶仔猪重要的黏膜免疫器官，肠道微生物可以调节炎症反应，维持机体健康，影响断奶仔猪的肠道形态，调节断奶仔猪的免疫功能以及新陈代谢[19]。Upadhaya 等[20]将含有13% 柠檬酸的有机酸复合物（0.2%）添加到断奶仔猪日粮中，发现其可以提高断奶仔猪肠道微生物的数量。Yang 等[14]给予仔猪植物精油和有机酸混合基础日粮（1 kg/t），试验得出肉桂酸和柠檬酸的混合物在体外破坏了病原体的结构，改善了断奶仔猪肠道中的微生物系统，提高了断奶仔猪的免疫力。柠檬酸可以通过与精油和有机酸复合物共同添加，提高断奶仔猪的免疫功能。

2 柠檬酸对断奶仔猪的影响机理

2.1 柠檬酸调节断奶仔猪消化机能的作用机理柠檬酸主要通过2 方面提高断奶仔猪的消化机能：①柠檬酸等酸化剂可以降低断奶仔猪消化道内的pH，可以有效降低大肠杆菌的增殖，维持肠道微生物稳态，降低仔猪腹泻率[21]。日粮酸化可以通过创造胃蛋白酶消化的最适pH，进而提高断奶仔猪的消化率，减轻断奶仔猪的早期断奶应激[22～23]。②柠檬酸可以改善饲粮中矿物质的利用。卢广林[24]在肉鸡低钙低磷日粮中添加柠檬酸、植酸酶和碳水化合物酶，发现柠檬酸可以促进植酸和矿物质之间的解离，改善营养物质的消化率。此外，Boling等[25]试验发现柠檬酸可以提高植酸酶的活性，提高植酸的溶解度，但在猪中柠檬酸的促进效果比雏鸡小得多。综上，柠檬酸主要通过降低断奶仔猪胃肠道内的pH，改善肠道内的微生物区系，并提高断奶仔猪对营养物质的消化和吸收能力，提高断奶仔猪的消化机能。

2.2 柠檬酸调节断奶仔猪抗氧化功能的作用机理有机酸可以改善仔猪肠道菌群，降低脂质代谢，影响细胞中氧化应激基因的表达[26-28]。柠檬酸同样具有抗氧化特性，在断奶仔猪的日粮中添加柠檬酸可以有效降低断奶仔猪腹泻，提高抗氧化酶活性，增强断奶仔猪抗氧化能力。但单一添加柠檬酸对动物组织的抗氧化性能影响较差[29-30]，大部分研究将柠檬酸作为辅助物质，与其他物质共同添加。李建平等[17]研究发现，将1%柠檬酸与0.5%五味子结合可以通过降低血清以及组织中的MDA 含量，并且增加肝脏、血清以及心脏的抗氧化酶活性来增强机体的抗氧化能力，表明添加柠檬酸与五味子的混合物可以明显提高组织细胞膜的稳定性，降低脂质过氧化性，进而提高断奶仔猪的抗氧化能力。柠檬酸对断奶仔猪抗氧化功能的研究较少，柠檬酸与其他物质的互作机理尚不清楚，仍需进一步研究。

2.3 柠檬酸调节断奶仔猪免疫功能的作用机理柠檬酸可以通过提高断奶仔猪体液中的抗体含量，提高肠道微生物的数量，维持肠道微生物系统稳态来提高断奶仔猪的免疫功能。张玲玲[31]通过体外试验发现当柠檬酸和植物精油比例为3:1 时，抑菌效果最为显著；动物试验中，在基础日粮基础上添加1 kg/t 含有柠檬酸的有机酸和植物精油微囊缓释试剂，可以显著提高断奶仔猪的异戊酸浓度、T-SOD 浓度、补体C4 浓度。Lee 等[32]将含有0.6%柠檬酸的有机酸混合物加入断奶仔猪日粮中，发现其对派伊尔氏淋巴结和肠系膜淋巴结淋巴细胞增殖具有协同作用，可以增强断奶仔猪的免疫调节作用。蒋志等[33]在基础日粮中添加0.08%复合有机酸（采用植物氢化脂肪作为外壳包被柠檬酸等），发现可以增加断奶仔猪血清中的免疫球蛋白G 含量，并且可以改善断奶仔猪肠道的微生物群结构，增强断奶仔猪的免疫功能。同时，仔猪肠道免疫系统在预防仔猪腹泻，提高断奶仔猪的免疫功能方面起着重要作用。Yang 等[14]和Upadhaya 等[20]研究发现，肉桂酸和柠檬酸的混合物在体外破坏了病原体的结构，显著改善断奶仔猪肠道的微生物区系，降低仔猪腹泻，提高断奶仔猪的免疫功能。可见，柠檬酸与其他有机酸一起添加到饲粮中，有助于提高断奶仔猪血清中的免疫球蛋白含量，破坏病原体结构，提高断奶仔猪的免疫功能。