付亞楠

摘 要：本文是《日糧中添加有機(jī)酸對豬消化道的影響（綜述）》的第三部分，主要介紹有機(jī)酸的使用方法和單體有機(jī)酸在動物營養(yǎng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：有機(jī)酸；礦物質(zhì)；微生物；豬

2 有機(jī)酸的使用方法

2.1 有機(jī)酸對豬的有益作用

有機(jī)酸的抗微生物活性各不相同，主要取決于濃度和pH。例如，乳酸在降低胃內(nèi)pH和大腸桿菌方面更有效，而其他酸類（如甲酸和丙酸）對沙門氏菌、大腸菌群、梭狀芽孢桿菌以及真菌和酵母菌具有更廣泛的活性，且無特異性。一些報(bào)道指出，有機(jī)酸可以減少仔豬腸道內(nèi)大腸桿菌的數(shù)量以及仔豬腹瀉，還可以控制斷奶后腹瀉。

2.2 微生物對酸的適應(yīng)性

對酸性環(huán)境的耐受性被認(rèn)為是許多微生物重要的生存策略。解讀這一現(xiàn)象的最新進(jìn)展包括識別涉及特定耐受機(jī)制的調(diào)控基因和結(jié)構(gòu)基因。統(tǒng)一的概念是，被環(huán)境包圍的微生物會感知到環(huán)境的惡化而經(jīng)歷程序化分子響應(yīng)，通過這種響應(yīng)合成特定的應(yīng)激誘導(dǎo)蛋白。這些蛋白質(zhì)的作用可能是防止或修復(fù)應(yīng)激引起的大分子損傷。一些應(yīng)激蛋白由一系列應(yīng)激條件誘導(dǎo)生成，而另一些則由特定的應(yīng)激誘導(dǎo)。據(jù)報(bào)道，腸道菌群對酸應(yīng)激的反應(yīng)與其致病性之間有相關(guān)性。Kwon和Ricke認(rèn)為，宿主動物胃腸道內(nèi)或者飼料原料中的短鏈脂肪酸（Short Chain Fatty Acids，SCFA）可能會增強(qiáng)鼠傷寒沙門氏菌的毒性，這是由于鼠傷寒沙門氏菌的耐酸性增加了。對鏈球菌突變體酸適應(yīng)機(jī)制的研究表明，與pH為7時細(xì)菌的生長相比，pH為5可導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞膜脂肪酸的組成發(fā)生顯著變化。這些專家認(rèn)為，在低pH下生長的細(xì)胞，其不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸比例的變化表明，細(xì)胞膜脂肪酸組成的變化與酸適應(yīng)反應(yīng)直接相關(guān)。

3 單體有機(jī)酸在動物營養(yǎng)中的應(yīng)用

3.1 檸檬酸

檸檬酸是一種無色晶體，具有令人愉快的酸味。與其他酸相比，檸檬酸的抗菌性較弱。在對照日糧中添加1.5%的檸檬酸，對斷奶仔豬胃、空腸、盲腸以及結(jié)腸末端的pH和揮發(fā)性脂肪酸（Volatile Fatty Acids，VFA）或非揮發(fā)性脂肪酸（Non-Volatile Fatty Acids，NVFA）的濃度、微生物群落（總厭氧菌、乳酸桿菌、梭狀芽孢桿菌和大腸桿菌）的含量沒有顯著影響。此外，添加1.5%的檸檬酸，不影響仔豬斷奶后大腸桿菌感染引起腹瀉的嚴(yán)重程度或發(fā)生率。

3.2 丙酸

丙酸是一種油性液體，有令人不快的酸臭氣味。它是由制造奶酪的丙酸桿菌產(chǎn)生的，也是細(xì)菌發(fā)酵的主要終端產(chǎn)物之一。在一項(xiàng)添加0.3%和1%水平露保衛(wèi)（產(chǎn)品含有53.5%的丙酸）的仔豬試驗(yàn)中，露保衛(wèi)對胃和小腸內(nèi)的pH、乳酸濃度和SCFA濃度沒有影響，但是1%水平的露保衛(wèi)可以減少胃內(nèi)大腸桿菌的數(shù)量，而0.3%水平的則不行。Sutton等研究了添加0.25%露保衛(wèi)或0.3%的丙酸鈉，對8周齡仔豬胃、十二指腸、盲腸和結(jié)腸食糜中SCFA濃度以及乳酸桿菌和大腸桿菌數(shù)量的影響。添加有機(jī)酸對以上觀測指標(biāo)都沒有顯著影響。Mathew等在對照日糧中添加0.25%、0.5%和1%的露保衛(wèi)，測定了8周齡和12周齡仔豬胃、十二指腸、盲腸和結(jié)腸中的pH以及大腸桿菌和乳酸桿菌數(shù)。在8周齡仔豬中未觀察到添加丙酸產(chǎn)品的影響，但是與對照日糧相比，12周齡仔豬飼喂露保衛(wèi)表現(xiàn)出了更高的十二指腸大腸桿菌計(jì)數(shù)。歐洲食品安全局報(bào)道，肉雞日糧添加丙酸的最大安全限量為10 g/kg，豬為30 g/kg。飲水中相應(yīng)的安全濃度分別為4 g/L和10 g/L。他們指出，在歐盟丙酸、丙酸鈉和丙酸鈣已被批準(zhǔn)可在食品中使用。

3.3 富馬酸

在斷奶仔豬日糧中添加1.5%的富馬酸，對其整個胃腸道內(nèi)的pH、VFA濃度以及微生物群落（總厭氧菌數(shù)、乳酸桿菌數(shù)、梭狀芽孢桿菌數(shù)和大腸桿菌數(shù)）均沒有影響。當(dāng)對照日糧中添加1.5%的富馬酸時，其胃和空腸中富馬酸的濃度有所升高。該酸對胃腸道內(nèi)乳酸桿菌或大腸桿菌的密度沒有影響。Sutton等在對照日糧中添加0.3%的富馬酸鈉，未觀察到其對胃腸道內(nèi)SCFA的濃度以及乳酸桿菌或大腸桿菌的密度有顯著性影響。該作者還觀察到，1%的富馬酸降低了對8周齡仔豬胃內(nèi)大腸桿菌計(jì)數(shù)的影響，但是與對照日糧相比，其增加了對盲腸中VFA的影響。研究沒有發(fā)現(xiàn)富馬酸對胃腸道中的VFA濃度和乳酸桿菌計(jì)數(shù)以及十二指腸、盲腸和結(jié)腸中大腸桿菌有影響。研究表明，1.8%的富馬酸對10周齡仔豬十二指腸、空腸、回腸、盲腸和結(jié)腸中的乳酸桿菌有顯著的降低作用；對十二指腸、空腸和回腸中的真細(xì)菌有顯著的降低作用；對十二指腸和空腸中的腸球菌以及空腸中的大腸桿菌有顯著的降低作用。Gabert和Sauer給安裝回腸瘺管的斷奶仔豬飼喂含1.5%或3%的富馬酸以及1.5%富馬酸鈉的日糧，發(fā)現(xiàn)其對回腸食糜的pH沒有影響。與飼喂對照日糧的動物相比，飼喂試驗(yàn)日糧的動物擁有更高的總SCFA濃度。

3.4 乳酸

這種酸是一些飼料的天然成分，也可以由許多細(xì)菌（乳酸菌、鏈球菌和雙歧桿菌等）產(chǎn)生。在8周齡仔豬中添加濃度為0.8%的乳酸，與對照日糧相比，可以有效減少斷奶仔豬十二指腸和空腸中的大腸桿菌水平。Thompson和Lawrence給安裝胃瘺管的仔豬提供添加1%乳酸的飲水，觀測到較低的胃內(nèi)pH。此外，乳酸可以延緩產(chǎn)腸毒素大腸桿菌的增殖，并降低動物的死亡率。與正常哺乳的仔豬相比，母乳中添加1%的乳酸，會降低2周齡斷奶仔豬胃和十二指腸中大腸桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量。仔豬日糧中添加0.7%、1.4%或2.8%的乳酸，也表現(xiàn)出胃腸道特征的變化。在豬的日糧中添加乳酸，可以使胃腸道pH降低，還可以降低小腸中乳酸桿菌的密度（1.4%的乳酸），但可以使盲腸和結(jié)腸中乳酸桿菌密度更高（0.7%的乳酸）。

3.5 甲酸

甲酸是一種無色透明狀液體，帶有刺激性氣味。Bolduan等研究了添加0.35%或1.2%的甲酸對仔豬的影響，觀察到添加0.35%的甲酸，其胃內(nèi)pH較低，但對胃腸道內(nèi)SCFA的濃度沒有影響。Roth等給斷奶仔豬飼喂添加0.6%、1.2%、1.8%或2.4%甲酸的日糧，并對其胃、小腸、盲腸和結(jié)腸中的食糜進(jìn)行了分析。添加甲酸導(dǎo)致斷奶仔豬小腸、盲腸和結(jié)腸內(nèi)容物pH升高。此外，與飼喂對照日糧的仔豬相比，飼喂試驗(yàn)日糧的仔豬小腸中乳酸的濃度和結(jié)腸中SCFA的濃度更低。在一個相似的仔豬試驗(yàn)中觀察到，與飼喂對照日糧的豬相比，飼喂試驗(yàn)日糧的仔豬十二指腸中的大腸桿菌數(shù)更高（1.8%甲酸）；盲腸和結(jié)腸中乳酸桿菌和大腸桿菌的數(shù)量更低；盲腸中真細(xì)菌數(shù)更低。

Maribo等在仔豬日糧中添加了0.7%或1.4%的甲酸，添加1.4%的甲酸可以降低仔豬胃、盲腸和結(jié)腸內(nèi)的pH，降低小腸中的乳酸濃度，增加結(jié)腸內(nèi)的乳酸濃度。補(bǔ)充甲酸的仔豬，其胃中的甲酸濃度、小腸中的乙酸濃度以及盲腸和結(jié)腸中乙酸和丙酸濃度更高。此外，作者還發(fā)現(xiàn)小腸末端和盲腸的乳酸桿菌數(shù)更少，胃中大腸桿菌計(jì)數(shù)更低（0.7%甲酸），胃腸道中的酵母菌計(jì)數(shù)更低。在斷奶仔豬日糧中添加濃度為1.8%的二甲酸鉀，對胃腸道pH沒有顯著影響，但可以增加胃和小腸中甲酸的濃度。同時發(fā)現(xiàn)胃腸道內(nèi)總厭氧菌、乳酸菌和酵母菌數(shù)量減少。而大腸桿菌的腸道計(jì)數(shù)有所降低，但是沒有顯著性。使用劑量為1.2%的同種產(chǎn)品，觀察到其對生長育肥豬十二指腸、空腸和回腸中的大腸桿菌數(shù)量的影響有所降低。另一方面，有試驗(yàn)觀察到，給仔豬飼喂0.9%或1.8%二甲酸鉀的日糧，會降低其十二指腸食糜的pH，且可以持續(xù)到飼喂后65 h；還觀察到仔豬胃內(nèi)pH降低、胃內(nèi)大腸桿菌和鏈球菌數(shù)量降低以及結(jié)腸中大腸桿菌減少。同時其對胃腸道內(nèi)任何部分的乳酸桿菌都沒有影響。

3.6 苯甲酸

雖然這種酸沒有被批準(zhǔn)作為添加劑或者防腐劑，但是日糧中添加苯甲酸可以顯著降低胃腸道內(nèi)乳酸菌、乳酸桿菌和酵母菌的數(shù)量。胃內(nèi)可以檢測到大量的苯甲酸，小腸中的量則較少，這說明苯甲酸的代謝速度不如其他有機(jī)酸快。

4 結(jié)論

隨著畜產(chǎn)品需求的增加，現(xiàn)代畜牧企業(yè)就像是消費(fèi)者對動物產(chǎn)品的擔(dān)憂與人類健康之間的一場博弈。有機(jī)酸和有機(jī)酸鹽被證實(shí)是斷奶仔豬、育肥豬和妊娠母豬的潛在生長促進(jìn)劑。它們還可以與其他添加劑一起安全有效的使用，因此可以更好地被飼料制造商、動物生產(chǎn)商和公眾接受。有機(jī)酸的主要作用方式是通過它們的抗菌作用，其抗菌作用的大小取決于單體酸或酸鹽的化學(xué)特性。一些研究表明，有機(jī)酸具有很強(qiáng)的殺菌作用，但不會顯著降低胃腸道的pH。有機(jī)酸尤其是丁酸鹽和丙酸鹽也通過刺激胰腺酶的分泌起作用。但是，有機(jī)酸化劑的作用方式仍有待于進(jìn)一步理解，特別是它們在胃腸道不同部分的作用仍不清楚?？偠灾?，有機(jī)酸可以刺激胰腺酶的分泌、降低胃內(nèi)pH和抑制病原菌，可以作為胃腸道中間代謝的能量來源，可以通過螯合過程改善礦物質(zhì)的利用，可以提高表觀總消化道消化率以及提高生長性能?！酢?/p>

（續(xù)完）

原題名：A review of the effects of dietary organic acids fed to swine （英文）

原作者：Mocherla V A N Suiryanrayna和J V Ramana