酸化剂

酸化剂的应用与研究王银东博士广州市智特奇饲料科技有限公司GuangZhouWisdomFeedTechnologyCo.,Ltd内容一、使用酸化剂的原因二、酸化剂的分类及性质三、酸化剂的功能作用四、影响使用效果的因素五、存在的问题六、酸化剂在养殖业中的应用七、“酸健肥”产品介绍八、酸化剂的应用前景仔幼有胃动物都存在胃内泌酸力不足,饲料酸度又是影响仔幼有胃动物胃内pH值的主要外源因素.由于饲料进入动物消化道后与胃内的一些酸性物质结合,降低了胃内的酸度。从而使得胃内难以维持最适的pH值范围和足够的胃蛋白酶活性，影响消化生理功能,进而导致采食量低和腹泻为主要特征的综合症,严重影响了动物的生产性能.一、为什么要使用酸化剂生长快，代谢旺盛消化系统发育尚未完善消化道产酸不足消化酶分泌量不足消化道病原微生物群占优势对寒冷的适应性差免疫系统尚未完善,抗病力低断奶仔猪的生理特点胃酸的两大功能1、维持胃肠道的酸性环境2、维持消化酶的正常功能胃酸不足的危害1、加速病原菌的生长2、加快胃的排空为了降低饲料的酸结合力,减少其对胃内酸度的影响,同时也弥补泌酸力的不足,从而使得胃内保持正常的酸度,生产上常在饲料中加入酸化剂来调节饲料的酸结合力。早在1963年的自然杂志上就报道过在仔猪饲料中添加乳酸可减少粪便中大肠埃希氏杆菌,提高动物的增重速度。其后，关于酸化剂的研究进一步扩大。自20世纪90年代以来,人们在进一步研究酸化剂的机制和应用效果的同时，对酸化剂与其他因素的相互作用及开发复合酸化剂进行了研究。如今，酸化剂已被广泛用于仔猪饲料中，成为当代畜牧业的研究热点之一。酸化剂作为一种饲料添加剂，在饲料行业及养殖业中的使用已相当普遍。研究概况二、酸化剂的分类及性质单一型和复合型1、单一酸化剂：柠檬酸乳酸延胡索酸(富马酸)甲酸乙酸丙酸无机酸有机酸硫酸盐酸磷酸单一型无机酸硫酸，很强的脱水性，并伴随着放出大量的热，对微生物有很强的破坏作用；盐酸也是一种强酸，对机体组织有很强的刺激性和腐蚀性。添加硫酸或盐酸会影响动物体内的矿物质代谢，产生钙的负平衡，对动物骨骼发育造成影响。强腐蚀性对饲养动物、人体、设备都带来很大的危害。这两种不作考虑对象。磷酸，磷酸的酸性强，腐蚀性比硫酸和盐酸小，对动物、人体和设备都比较安全。适口性较差，过量使用磷酸会引起饲料中钙和磷比例失衡，部分磷酸没有被充分利用就排出体外，造成环境污染。1、乳酸:C3H6O3，分子量为90.08，无色或浅黄色粘稠液体，能与水、醇、甘油混溶，微溶于乙醚，不溶于氯仿和二硫化碳。乳酸是糖酵解的最终产物之一，可作为特殊情况下能量的来源，在复合型酸化剂中作为主成分使用得较多。2、柠檬酸:C6H8O7，分子量192.13，无色半透明结晶或白色颗粒，或白色结晶性粉末，有柠檬酸味。在水中溶解度很高，能被生物体直接吸收代谢。柠檬酸对减少胃、结肠、直肠里的大肠杆菌非常有效。单一型有机酸3、延胡索酸，也称富马酸:C4H4O4，分子量为116.07，延胡索酸为白色结晶粉末，有特异酸味，微溶于水。延胡索酸是三羧酸循环一种必需物质，在应激和危急状态下用于ATP的紧急合成。4、甲酸:HCOOH，分子量为46.03，外观为无色透明液体，具有强烈刺激性臭味，腐蚀性很强。甲酸被动物采食后能在体内氧化，不会造成矿物质平衡失调，是目前使用较多的一种有机酸，一般不作单独使用。甲酸钙，效果良好。6、乙酸又名醋酸:CH3COOH，分子量为60.05，乙酸是一种较弱的有机酸，作用功能与甲酸相近。7、丙酸:CH3CH2COOH，分子量为74.08，外观为无色透明液体，极易溶于水，易溶于乙醇、乙醚、三氯甲烷或酸溶液中。丙酸也是一种有腐蚀性的有机酸，具有特异气味，其抑菌作用效果最好，主要作为饲料防霉剂的原料，也可以配合其它酸用作酸化剂。2、复合酸化剂酸化剂的的类型目前根据实验支持较多的还是复合型酸化剂，在饲料中添加量一般在0.2-0.5左右。复合型酸化剂克服了单一型酸化剂功能单一、添加量大、腐蚀性强等缺点。其通常由多种成分复配而成，如果各成分调配得好，其相互间能起到很好的协同增效作用，可以极大提高产品的作用功能，所以复合型酸化剂的作用功能一般都比单一型的要优越，成为饲料酸化剂发展的趋势。全酸复合酸化剂全酸复合型酸化剂有多种酸复配而成，能具有更广的抑菌和调菌区系，任何一种酸对有害菌群的抑制和对有益菌种的激活都需要在一定的pH值下进行，由几种可在不同pH值范围起作用的酸复合在一起，从而拓宽了抑菌和调菌的区系。磷酸型乳酸型磷酸为主，少量其它的无机酸或有机酸乳酸为主，少量其它的无机酸或有机酸酸盐复合型酸化剂是由有机酸及有机酸盐经科学配比复配而成的新一代复合型饲料酸化剂。通过有机酸盐的形式把部分有机酸暂时转化为有机酸盐，从而避免由于酸化剂刚进入胃肠时因浓度过高导致酸度下降程度过大；另一方面，当动物通过一段时间的消化后，胃肠酸化剂浓度相对下降，酸度回升时，有机酸盐通过水解方式又转化成有机酸，使得胃肠内能长时间保持一个稳定的消化环境。单一型和复合型比较单一型复合型组成一种组成以一种为主，辅加少量其它酸添加量1-3%0.2-0.5%腐蚀性强弱作用范围窄广，协同作用效果一般好三、酸化剂的功能作用1、降低日粮和胃内pH值，提高酶的活性胃蛋白酶的适宜pH值为2.0-3.5;大于3.6时，活性显著降低；大于6.0时，失活。动物饲料中添加酸化剂可使胃内pH值下降，从而激活胃蛋白酶，促进蛋白质分解，而此分解可刺激十二指肠分泌较多的胰蛋白酶，从而使蛋白质完全分解吸收。胃内pH值降低可提高多种消化酶活性。Tdchier和Shwits等报道，在日粮中添加延胡索酸，可提高天门冬氨酸转移酶、丙氨酸转移酶和琥珀脱氨酶的活性。侯永清等研究表明，添加柠檬酸和磷酸可提高小肠内胰蛋白酶和淀粉酶活性。2改善胃肠道微生态环境几种主要病原菌生长的适宜pH值都在中性左右，如大肠杆菌适宜pH值为6.0-8.0，链球菌为6.0-7.5，葡萄球菌为6.8-7.5，在pH为4时基本失活。而乳酸杆菌等有益菌适宜于酸性环境，并且乳酸杆菌代谢产物--乳酸能够阻碍大肠杆菌在肠道内与其受体结合，抑制大肠杆菌生长。因此，酸化剂可抑制有害微生物的繁殖、减少营养物质的消耗和抗生长毒素的产生，同时促进有益菌的增殖。如：仔猪消化道内存在400多种菌类，对日粮消化有促进作用的为20-50种。大多数的病原菌的适宜pH值为中性偏碱性，而乳酸菌作为肠道有益菌在pH为3.5时仍能生长良好。乳酸菌的大量繁殖又进一步降低胃肠道的pH值，为日粮的消化吸收提供了适宜的内环境，同时抑制了有害菌的生长，减少仔猪腹泻的发病率和死亡率。3参与体内代谢，提高养分消化率一些有机酸具有特殊生化效应，可以参与部分能量代谢或基团转换反应。如：柠檬酸和延胡索酸都是三羧酸循环中的中间产物，并作为了能量转化为ATP；乳酸是糖酵解的最终产物之一，也可通过糖异生释放能量，作为特殊情况下能量的来源，减少因糖异生的脂肪分解造成的组织损耗。因此日粮中添加有机酸可增进动物对干物质、蛋白质和能量的消化率。4促进矿物质和维生素的吸收一些常量和微量元素在碱性环境中易形成不溶性的盐而极难吸收。酸化剂在降低胃肠道内容物的pH值同时，还能与一些矿物元素形成易被吸收利用的络合物。如富马酸、柠檬酸或磷酸与铜形成生物效价高的络合物，促进了铜的吸收和保留。有些有机酸如延胡索酸具有抗氧化作用，柠檬酸为抗氧化剂的增效剂。在预混料中添加延胡索酸并保存6个月，VA和VC的稳定性比不添加延胡索酸都有所提高。同时小肠的酸性环境有利于VA和VD的吸收。5可改善日粮适口性，提高采食量的味蕾细胞，使唾液分泌增多而增进食欲，有机酸具有独特芳香，可掩盖饲料中添加的合成药物、维生素、微量元素等不适气味，起到调味作用。胃排空速度的刺激物是胃内容物体积和pH值，酸性食糜进入小肠后对小肠壁作化学与机械性刺激，使之分泌肠抑胃素反射性抑制胃的蠕动，减慢胃排空速度，使蛋白质有较多时间在胃内消化，减轻小肠负担。6其它作用近些年，动物饲料中酸化剂的使用越来越普遍。随着某些抗生素和生长促进剂在动物饲料中的禁止添加，人们开始了替代产品的研究。大量试验结果表明，有机酸及其盐在维持和促进动物生产性能的效果方面，是这些禁用产品的理想替代物。有机酸通过进入微生物机体破坏细菌细胞的合成和繁殖，从而对饲料起到抑菌和杀菌作用。四、影响使用效果的因素6.1酸化剂的种类及添加量不同酸化剂的理化性质和生物学特性各异，因此，在仔猪日粮中使用效果和适宜添加量不同，公认有效果的主要有柠檬酸、延胡索酸和甲酸钙，从提高日增重和饲料效率来看，柠檬酸延胡索酸甲酸钙。单一丙酸、丁酸、苹果酸、盐酸和硫酸等多数证明是无效甚至有负作用的。一般认为，适量添加酸化剂才会有明显的促生长结果。酸化剂的添加量不足，起不到把消化道内pH降到适宜程度的效果；酸化剂过量，可能导致适口性降低和成本增加。目前酸制剂的添加量一般在0.2%。6.2日粮类型和组成日粮对酸的缓冲能力在一定程度上影响胃内容物的pH值，缓冲能力强弱取决于日粮组成，日粮类型不同对饲料的酸化效果不同。报道了简单日粮酸化效果优于复杂日粮。日粮中的蛋白质水平也影响酸化剂效果的重要因素；不同类型蛋白质在胃肠道消化所需的酸度不同，例如奶制品需要的适宜pH值为4，大豆蛋白和鱼粉则需要pH值为2.5的酸度。一般植物性蛋白因为系酸力较大，矿物质如石粉系酸力最大，会影响酸化剂的使用效果，应考虑增加添加量，但添加量不宜过高，否则影响饲料的适口性。蛋白质水平不同类型饲料原料的系酸力原料名称酸结合力原料名称酸结合力小麦9豆粕50.7大麦10脱脂奶66.4酵母30鱼粉55酸乳3.1矿物质1261鲜乳9定义：每100克有机物用盐酸滴定至pH为4.0时所需盐酸的mmol数。6.3日龄与体重众多的研究表明：仔猪日粮中添加酸化剂的促生长效果主要表现在断奶初期，断奶后的前两周效果好于随后两周，以后的效果更不明显。这是因为断奶初期的仔猪胃虽然具有了一定的分泌盐酸的能力，但分泌不足，在仔猪采食后胃的pH值会上升到5以上，导致仔猪消化不良和腹泻。Gromevell(1985)发现，仔猪从出生到5-6周龄的胃酸产量与体重之间呈直线相关。有效时间一般是断奶前至25-30kg体重之间。6.4饲养环境圈舍的卫生条件、饲养密度、温湿度、光照和各应激因子都是影响酸化剂作用的重要因素。饲养条件差的地方使用酸化剂的效果好于饲养条件好的地方。这可能就是在我国应用酸化剂产品效果好于美欧国家的一个原因。6.5酸化剂与抗生素、高铜、无机碱的协同作用一些实验表明，酸化剂与抗菌素、铜、无机碱有协同作用。Burned等指出，柠檬酸、高铜及抗菌素联合使用效果最好。刘作华等亦指出柠檬酸与喹乙醇、铜合并添加，生长速度和饲料利用率进一步提高。刘丑生等试验表明，饲料中同时添加柠檬酸和土霉素钙粉，对仔猪增重效果更为显著。Giesting等和Krause的一系列实验表明，延胡索酸加NaHCO3，会出现促生长的协同作用。表日粮添加有机酸和高铜对仔猪生产性能的影响处理0ppm铜+0%有机酸0ppm铜+1%有机酸250ppm铜+0%有机酸250ppm铜+1%有机酸日粮pH5.65.05.65.0日增重(kg)0.360.370.390.42采食量(kg)0.620.620.620.67饲料/增重1.731.721.611.60五、注意的问题及事项？！5.1酸化剂的应用条件饲料中添加酸化剂，首先应考虑是否符合卫生法规，生产过程是否具有腐蚀性。有些酸化剂具有刺激性气味，如丁酸；有些酸化剂的添加量超过一定水平时会减少采食量，如甲酸。此外，酸的挥发性也是影响添加量的一个因素。甲酸、醋酸、丙酸和丁酸都具有较低的挥发压，其挥发程度取决于饲料的处理方式、加工时间、环境湿度、贮藏时间和有机酸的浓度和类型。试验表明，膨化饲料加工过程中甲酸损失可达20%。5.2对肠道区系的影响有些酸化剂破坏肠道上皮组织，现已确认添加过量甲酸会造成较大的损伤，建议对于某些酸化剂的使用量应给予限制。5.3破坏动物的有益