畜牧人
標(biāo)題: 根據(jù)功能來選擇最佳的飼料酸化劑 [打印本頁]
作者: 泛華生物 時(shí)間: 2014-7-24 08:54
標(biāo)題: 根據(jù)功能來選擇最佳的飼料酸化劑
近年來,酸化劑作為高效、無污染、無殘留的飼料添加劑,與益生素、酶制劑、香味劑等并列為新型的綠色飼料添加劑,飼料酸化劑的應(yīng)用也日益普遍。目前,酸化劑已被廣泛應(yīng)用于仔豬飼料、家禽飼料、青貯飼料等領(lǐng)域,效果顯著,但仍存在一些問題,如有些酸化劑使用效果還不穩(wěn)定、添加劑量大、成本高、制成預(yù)混料不方便、飼料中的一些堿性物質(zhì)常中和一部分添加的酸、在胃中吸收速度過快、抑制胃酸分泌和胃功能的正常發(fā)育、易吸濕結(jié)塊、腐蝕加工機(jī)械、運(yùn)輸設(shè)備等。
目前國內(nèi)外市場上的酸化劑產(chǎn)品很多,根據(jù)不同的分類方法可以分為:有機(jī)酸和無機(jī)酸、單一酸和復(fù)合酸。其中復(fù)合酸可能是復(fù)合有機(jī)酸或者是有機(jī)與無機(jī)復(fù)合酸。有機(jī)酸可以分為大分子有機(jī)酸(乳酸CH3CH(OH)COOH,分子量90;檸檬酸C3H4-OH-(COOH)3,分子量192;延胡索酸COOHCH=CHCOOH,分子量116;山梨酸CH3CH=CHCH=CHCOOH,分子量112)和小分子有機(jī)酸(甲酸CH2O2,分子量46;乙酸C2H4O2,分子量60;丙酸C3H6O2,分子量74;丁酸CH3(CH2)2COOH,分子量88)。無機(jī)酸主要正磷酸。酸化劑產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣,不僅與其活性成分及含量有非常密切的關(guān)系,也受到生產(chǎn)工藝等因素的很大影響。如何從眾多同類產(chǎn)品中選擇好的酸化劑,是令飼料生產(chǎn)和動(dòng)物生產(chǎn)者頭疼的問題。
要選擇好的酸化劑產(chǎn)品,首先要對(duì)酸化劑所應(yīng)該具有的功能有比較清楚的認(rèn)識(shí),另外也要對(duì)各種產(chǎn)品有比較清楚客觀的認(rèn)識(shí),這樣才能有的放矢。
1. 酸化劑應(yīng)該具有的功能
1) 降低飼料pH值和酸結(jié)合力,促進(jìn)胃內(nèi)酶原活化
飼料及原料酸結(jié)合力的定義為使100g飼料(原料)pH值降至4.0時(shí)所需鹽酸的毫摩爾數(shù),也有人把它定義為使1kg飼料pH值降低至3.0時(shí)所需鹽酸的毫克量。而對(duì)所有仔幼動(dòng)物來說,為100g飼料的pH值降低至動(dòng)物胃內(nèi)最適范圍的鹽酸毫克當(dāng)量。酸結(jié)合力越高的飼料,在胃內(nèi)結(jié)合的游離酸就越多,造成的胃內(nèi)pH升高也越多。眾所周知,胃內(nèi)一些重要的酶原如胃蛋白酶原需要胃酸來激活后才具有催化活性。酸結(jié)合力高的飼料就會(huì)影響酶原的激活,導(dǎo)致胃內(nèi)消化酶活性低,影響飼料中營養(yǎng)特別是蛋白質(zhì)的消化。另外,當(dāng)胃內(nèi)pH較高時(shí),胃內(nèi)酸度達(dá)不到滅菌要求,飼料中附著的大腸桿菌等微生物進(jìn)入小腸,能夠在小腸中繁殖(Sissons等1989)。并且,未消化的胃內(nèi)容物為大腸桿菌生長提供了良好的培養(yǎng)基條件。
研究表明,除了礦物原料外,飼料原料的酸結(jié)合力與它的蛋白含量有很高的正相關(guān)(R2>0.8),也就是說,蛋白含量高的原料一般來說它的酸結(jié)合力也高。這對(duì)于幼齡動(dòng)物及高生產(chǎn)性能動(dòng)物來說影響很大,因?yàn)檫@些動(dòng)物的飼料中必須含較高蛋白以滿足機(jī)體需要。幼齡動(dòng)物胃內(nèi)泌酸力往往不足,很容易受到具有很高的酸結(jié)合能力的高蛋白飼料沖擊,從而影響了動(dòng)物的消化生理功能,進(jìn)而導(dǎo)致以采食量低和腹瀉為主要特征的綜合癥,嚴(yán)重影響了動(dòng)物生產(chǎn)性能。另外,礦物原料,特別是鈣源和磷源原料的酸結(jié)合力非常高。蛋雞料中因?yàn)楹}原料的大量使用而具有很高的酸結(jié)合力,嚴(yán)重影響的蛋雞對(duì)飼料的消化。
飼料酸化劑必須具有的一個(gè)主要功能就是降低飼料pH值和酸結(jié)合力,以提高消化酶活性或激活一些重要的酶。酸化劑降低pH值和酸結(jié)合力的能力取決于所用的酸的解離度和分子量。無機(jī)酸具有很高的解離度,而且速度快,所以能夠快速降低飼料及胃內(nèi)pH值。而有機(jī)酸的解離度比較低,所以降低pH值的能力比無機(jī)酸低,但解離速度慢,所以作用時(shí)間更長。
雖然無機(jī)酸具有較強(qiáng)的酸性及較低的添加成本,但研究和實(shí)際應(yīng)用表明無機(jī)酸的作用效果并不如有機(jī)酸。一方面,胃內(nèi)pH值得急劇降低會(huì)破壞胃粘膜功能甚至灼傷胃粘膜,抑制胃酸分泌和胃功能的正常發(fā)育;另一方面,無機(jī)酸可能給飼料帶來不良味道,降低了飼料的適口性;另外,無機(jī)酸還可能破壞日糧的電解質(zhì)平衡,引起采食量下降,從而嚴(yán)重影響飼料報(bào)酬及動(dòng)物生長。
大分子有機(jī)酸如檸檬酸、乳酸、延胡索酸等,因?yàn)榉肿恿勘容^大,單位重量酸分子所能解離出的氫離子就少。所以它們在降低pH值和飼料酸結(jié)合力方面的效力就比小分子有機(jī)酸更低。有些大分子有機(jī)酸是所謂的多元酸,即理論上一個(gè)酸分子能解離出幾個(gè)氫離子,但多元酸的二級(jí)以上的解離是非常困難的,通常解離度非常小,所以實(shí)際上飼料中的有機(jī)酸只能進(jìn)行一級(jí)解離。
因此,從降低飼料pH值和酸結(jié)合力的目的來說,小分子有機(jī)酸作用效果比無機(jī)酸和大分子有機(jī)酸更好。
2)酸化劑應(yīng)促進(jìn)腸道微生態(tài)平衡,預(yù)防動(dòng)物腸道病原微生物疾病。
平衡穩(wěn)定的微生態(tài)環(huán)境對(duì)防止動(dòng)物疾病很重要。幾種病原菌生長的適宜pH值都中性偏堿,如大腸桿菌適宜pH值為6.0-8.0,鏈球菌為6.0-7.5,葡萄球菌為6.8-7.5,梭狀芽孢桿菌為6.0-7.5,而乳酸桿菌等適宜于酸性環(huán)境生殖。因此,酸化劑通過降低胃腸道pH值可抑制有害微生物繁殖,減少營養(yǎng)物的消耗和細(xì)菌毒素的產(chǎn)生,同時(shí)促進(jìn)有益菌的增殖。
除了降低腸道pH值外,有機(jī)酸還有另一種殺滅病原菌的作用機(jī)理。有機(jī)酸進(jìn)入動(dòng)物胃腸道內(nèi)后有一部分解離產(chǎn)生氫離子,從而降低pH值,而另外一部分則不解離而是以分子形式存在。只有這部分以分子形式存在的有機(jī)酸能通過細(xì)菌的細(xì)胞膜而進(jìn)入到細(xì)菌內(nèi)部。在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)pH值為中性,所以有機(jī)酸分子會(huì)在此解離產(chǎn)生氫陽離子和羧根負(fù)離子。氫陽離子會(huì)降低細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)pH值,而細(xì)菌要維持正常的生命就必須將細(xì)胞內(nèi)pH值保持在7.0左右,因此細(xì)菌細(xì)胞要通過H+-ATP泵將氫陽離子排到細(xì)胞外,這個(gè)過程消耗大量的能量(ATP),從而使得細(xì)菌失去活力。另一方面,羧根負(fù)離子可以抑制細(xì)菌細(xì)胞核內(nèi)的DNA和蛋白質(zhì)的合成過程使得細(xì)菌不能繁殖下一代(Stratford &Anslow, 1998 ;Russel & Diez-Gonzales, 1998 ;Roe et al., 1998)。因此酸化劑的直接殺菌效果取決于酸的解離程度,解離程度越低的酸殺菌效果越強(qiáng),解離程度越高的酸直接殺菌效果越差。一般來說,無機(jī)酸(如磷酸)的解離程度很高,因此其直接的殺菌作用差;有機(jī)酸解離程度低,殺菌效果則相對(duì)較強(qiáng)。而有機(jī)酸當(dāng)中不同的有機(jī)酸的殺菌作用也存在差異,其中檸檬酸、乳酸因解離程度比其它有機(jī)酸高而殺菌效果較差,甲酸、乙酸、丙酸的殺菌效果較好。因此甲酸、乙酸、丙酸是比較理想的具有殺菌作用的有機(jī)酸。另外酸化劑的作用還取決于酸的濃度和分子數(shù),濃度越高,分子數(shù)越多,其作用效果越好,因此大分子有機(jī)酸的殺菌效果比較差。
無機(jī)酸通過降低腸道pH可以抑制部分細(xì)菌生長,但是因?yàn)闊o機(jī)酸解離速度快,其作用難以到達(dá)腸道后段,所以無機(jī)酸的實(shí)際抑菌效果不好。而大分子有機(jī)酸因?yàn)榉肿虞^大,難以進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部,所以大分子有機(jī)酸的抑菌效果也不如小分子有機(jī)酸。
此外,研究表明,由小分子有機(jī)酸組成的復(fù)合有機(jī)酸具有比單項(xiàng)小分子有機(jī)酸更強(qiáng)的抑菌作用。Rössler(1997)測試了甲酸、乙酸、丙酸、延胡索酸、檸檬酸和乳酸的對(duì)大腸桿菌的最低抑菌濃度,發(fā)現(xiàn)甲酸的有效抑菌濃度最低,即抑菌效果最好,其次是丙酸、乙酸和延胡索酸,而乳酸和檸檬酸抑菌效果最差。他們還發(fā)現(xiàn),甲酸與丙酸的復(fù)合物抑菌能力是甲酸或丙酸單酸的2-4倍。
3)促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)消化
上文已經(jīng)提到,飼料酸化劑能促進(jìn)酶原特別是胃蛋白酶原的激活,從而提高蛋白質(zhì)的消化。另外,酸化劑能與一些礦物質(zhì)元素結(jié)合為易被吸收利用的絡(luò)合物,促進(jìn)這些元素在體內(nèi)的吸收和存留。同時(shí)還可防止礦物質(zhì)在堿性環(huán)境中形成不易吸收的不溶性鹽,影響礦物質(zhì)吸收的作用,也有利于維生素(如VA,VD)的吸收。在肉雞日糧中添加丙酸可使跗骨的彈性、抗壓強(qiáng)度及骨鈣含量均有提高,且骨鈣含量與日糧中丙酸添加量呈正相關(guān)。
4) 其它
添加有機(jī)酸或無機(jī)酸可減慢食物在胃中的排空速度,因而增加了蛋白質(zhì)在胃中的停留時(shí)間,提高了蛋白質(zhì)的消化率。此外,一些有機(jī)酸化劑的酸味是動(dòng)物喜愛的味覺之一,可誘發(fā)味蕾興奮,提高采食量,同時(shí)也可以掩蓋飼料中某些不良味覺反應(yīng),提高飼料適口性。
有些觀點(diǎn)認(rèn)為有機(jī)酸可以直接參與體內(nèi)代謝,為動(dòng)物提供能量。確實(shí)有些有機(jī)酸是能量轉(zhuǎn)換過程中的重要中間產(chǎn)物,理論上它們可以參與到三羧循環(huán)中并最終為動(dòng)物提供能量。但是,因?yàn)橥庠吹乃峄瘎┛偭亢苌伲覂r(jià)格貴,所以把有機(jī)酸當(dāng)作能量來源來利用顯然在經(jīng)濟(jì)上不合算。
2.酸化劑的種類和及其優(yōu)缺點(diǎn)
1)無機(jī)酸化劑
無機(jī)酸化劑包括鹽酸、硫酸和磷酸,在生產(chǎn)中使用的主要是磷酸。其優(yōu)點(diǎn)是具有較強(qiáng)的酸性及較低的添加成本。無機(jī)酸的解離速度快,使動(dòng)物食道和胃內(nèi)pH值急劇下降,可能灼傷食道和胃,抑制胃酸分泌和胃功能的正常發(fā)育。而且無機(jī)酸的降pH值作用只能到達(dá)胃,而不能到達(dá)腸道后段,所以無機(jī)酸通過降低pH值來抑制有害菌的作用非常有限。另外,無機(jī)酸還可能破壞日糧的電解質(zhì)平衡,引起采食量下降,從而嚴(yán)重影響飼料報(bào)酬及動(dòng)物生長。
2)有機(jī)酸化劑
有機(jī)酸化劑價(jià)格較高,但風(fēng)味良好,并具有較強(qiáng)的抑菌作用,在促進(jìn)仔豬生長性能方面效果較好。對(duì)有機(jī)酸作用機(jī)理進(jìn)行深入的探討后,人們把有機(jī)酸分成了兩類:①只能通過降低胃腸道環(huán)境的pH值來達(dá)到間接降低有害病菌數(shù)量的作用,如富馬酸、檸檬酸、蘋果酸、乳酸等大分子有機(jī)酸。這類有機(jī)酸只能在胃中發(fā)揮其作用,不能降低小腸中的pH值;而且因?yàn)榉肿恿勘容^大,單位重量的酸分子釋放的氫離子比較少,所以它們的降pH作用也比小分子有機(jī)酸差。②不但能降低環(huán)境中的pH值,而且對(duì)革蘭氏陰性菌有抑制作用,因?yàn)樗鼈兛梢云茐募?xì)菌細(xì)胞膜干擾細(xì)菌酶的合成,進(jìn)而影響病菌DNA的復(fù)制,最后產(chǎn)生抗革蘭氏陰性菌的作用。這類有機(jī)酸有甲酸、乙酸、丙酸等小分子有機(jī)酸。
3)復(fù)合酸化劑
復(fù)合酸化劑是利用各種特定的有機(jī)酸和無機(jī)酸復(fù)合而成。復(fù)合型酸化劑克服了單一型酸化劑功能單一、添加量大、腐蝕性強(qiáng)等缺點(diǎn)。優(yōu)質(zhì)的復(fù)合酸化劑各成分相互間能起到很好的協(xié)同增效作用,可以極大提高產(chǎn)品的作用功能,不僅能降低胃腸道pH值,而且具有良好的抑菌殺菌效果,所以復(fù)合型酸化劑的作用功能一般都比單一型的要優(yōu)越。現(xiàn)在已逐步取代單一型酸化劑,成為飼料酸化劑發(fā)展的趨勢。
3.使用有機(jī)酸鹽和載體保護(hù)飼料營養(yǎng)成分、設(shè)備和工人
雖然酸化劑對(duì)飼料有酸化作用,但直接添加的酸可能腐蝕飼料生產(chǎn)設(shè)備、破壞飼料中的營養(yǎng)成分特別是維生素和礦物質(zhì)、損害動(dòng)物食道和胃。如果操作不當(dāng),還可能造成人身傷害。而且直接添加的酸在食道和胃內(nèi)開始迅速解離,作用時(shí)間非常短暫,還可能抑制胃酸分泌和胃功能的正常發(fā)育。而病原微生物主要位于腸道后段,所以直接添加的酸化劑并不能起到抑菌作用。
而使用有機(jī)酸的弱堿鹽,則可以很大程度上減小這些不利因素。研究表明,有機(jī)酸弱堿鹽具有與有機(jī)酸相當(dāng)?shù)囊志饔谩A硗猓捎镁哂芯忈尮δ艿妮d體,既防止酸與設(shè)備及飼料中的營養(yǎng)成分發(fā)生反應(yīng),又讓酸在胃和腸道內(nèi)緩慢釋放,使其作用一直持續(xù)到腸道后段,起到良好的抑菌效果。
作者: 學(xué)無止境2013 時(shí)間: 2015-1-20 14:28
不錯(cuò),學(xué)習(xí)了,謝謝分享
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