第九章 饲料添加剂4-酸化保护剂

2020/6/291四饲料酸化剂2020/6/292(一)酸化剂产生作用的原因及机制酸化，是指人为地将无机酸或有机酸，单独或以混合物形式加入到畜禽的饲粮或饮水中，以降低其pH值的过程。（一）酸化降低饲粮pH值和酸结合力，抑制某些微生物的生长繁殖，减少饲料氧化酸败（二）酸化降低胃肠道pH值，提高消化酶活性，促进营养物质消化吸收2020/6/293（三）酸化对胃肠道微生物的影响肠道中几种主要的有害微生物生长的适宜pH环境均为中性，如大肠杆菌为6.0~8.0，葡萄球菌为6.8~7.5，梭状芽孢杆菌为6.0~7.5，而有益菌如乳酸杆菌等则适宜在酸性环境中生长繁殖。若消化道pH值降至4.2，则上述有害微生物不易存活，而乳酸杆菌等则可生长。因此，在控制动物消化道微生物区系平衡上，消化道酸度起着重要作用。2020/6/294（四）酸化与日粮离子平衡和体内酸碱平衡（五）酸化促进了体内中间代谢某些有机酸是能量代谢过程中的中间产物，可直接参与代谢，提供能量。如柠檬酸、延胡索酸是三羧酸循环的中间产物，是易于利用的能源；乳酸、丙酸等也可参与代谢。2020/6/295（六）复合酸化剂的作用机制其可能的机理在于刺激胃底腺区的壁细胞泌酸，从而间接达到酸化目的，然而，目前在这方面尚缺乏直接证据，值得进一步研究。此外，复合酸由多种物理特性不同的酸组成，不同酸可在胃肠道的不同部位，不同pH值条件下水解，因而可在消化道的不同部分，特别是后段发挥酸化效应，从而具有更广的作用范围。2020/6/296（七）其他可能的作用机制有机酸如延胡索酸等形成能量的途径比葡萄糖短，在应激状态下可用于ATP的紧急合成，提高机体抵抗力；有机酸如柠檬酸和延胡索酸，作为易于利用的能量源，可能有助于因断奶应激而损伤的肠上皮细胞恢复，从而有助于恢复小肠的吸收功能；另外，添加有机酸或无机酸可减慢食物在胃中的排空速度，因而可增加蛋白质在胃中的停留时间，提高蛋白质消化率。有机酸在胃肠道可以发挥螯合剂作用，导致矿物质从肠道的吸收增加。2020/6/297常用酸化剂的种类及特性有机酸化剂：有机酸化剂主要有柠檬酸、延胡索酸、乳酸、丙酸、苹果酸、戊酮酸、山梨酸、甲酸（蚁酸）、乙酸（醋酸）。无机酸化剂：无机酸化剂如，如磷酸,具有双重作用：作日粮酸化剂；作为磷来源。复合酸化剂2020/6/298影响酸化效果的因素（一）酸化剂的种类和用量（二）日粮的种类和组成（三）年龄或体重的影响（四）酸化剂与抗生素、高铜和NaHCO3的互作（五）饲养环境条件2020/6/299六饲料保存剂饲料工业的发展推动了饲料生产的商品化，不仅大量的饲料处于生产、贮存、销售、使用的生产流通过程中，而且规模养殖也决定了饲料从生产到使用需要有一定的贮存或间隔时间。在这期间，饲料中各类养分会因内部的或外部因素的影响而发生一些变化，有些是饲料发生本质的变化。2020/6/2910首先，通常情况下，饲料养分的一些活性成分或活性基团受到饲料中或空气中的游离电子、质子、活性基团的氧化作用，使饲料成分变化，不仅使养分消耗受损，还可能产生有害成分；其次，当饲料中水分含量高于一定的数量，在适宜的温度范围内，一些微生物，特别是霉菌就会利用丰富的饲料养分而充分地繁殖、生长，不仅破坏饲料养分，而且可产生有毒有害的代谢产物，这些代谢产物轻者会影响动物的健康状况，导致动物生产的重大损失，重者还危及人类的生命安全。2020/6/2911解决贮存上的问题主要引用的物理方法有干燥、低温贮藏、真空贮藏、加热、辐射处理等，这些方法一般都需要较高级的生产设备，成本过高，在实际中难以全面应用。而另一类方法则是在饲料中加入保存剂以消除饲料保存中出现一系列问题的化学方法，这些方法效率较好，应用方便，也是人们易于接受的方法。目前，在生产上已广泛应用的保存剂可分为两类，即防霉剂和抗氧化剂。2020/6/2912饲料防霉剂指具有能抑制微生物生长繁殖，防止饲料发霉变质和延长贮存时间的饲料添加剂。微生物进行大量繁殖，饲料发霉变质，饲料营养受损失，降低饲料转化率;有害代谢物，饲喂畜禽后造成中毒，甚至死亡。2020/6/2913饲料防霉的作用机理及其分类它们的作用机理：⑴防霉剂通过破坏霉菌细胞壁与细胞膜来抑制或杀灭霉菌。⑵通过破坏霉菌细胞内酶系统，阻止其代谢。⑶影响霉菌孢子萌发与生长，防止霉菌繁衍。2020/6/2914根据其它特性的不同，饲料防霉剂主要有以下三类：⑴有机酸，如丙酸、山梨酸、苯甲酸、乙酸、脱氢乙酸和富马酸等；⑵有机酸盐或酯，如丙酸钙、山梨酸钠、苯甲酸钠、富马酸二甲酯等；⑶复合防霉剂2020/6/2915（二）常见饲料防霉剂及其特性1、丙酸及丙酸盐类丙酸及丙酸盐类均属于酸性防腐剂，也是抗真菌剂，毒性低，有较广的抑菌性。能抑制微生物繁殖，对酵母菌、细菌和霉菌均有效，尤其对腐败变质微生物抑制作用更好。包括丙酸、丙酸钠、丙酸钙、丙酸铵。2020/6/2916丙酸可抑制饲料中霉菌的生长，降低饲料中霉菌数量，防止微生物产生毒素，从而延长饲料贮存期。丙酸主要通过其游离羧基(-COOH)破坏微生物细胞膜或细胞内酶，使酶蛋白失活而不能参与催化作用，阻碍微生物正常新陈代谢。2020/6/2917⒉富马酸及其酯类富马酸及其酯类也属于酸性防霉剂，具有降低pH值，抗菌谱广的特点。富马酸及其酯类的防霉效果好于山梨酸和丙酸类，但富马酸类有致残、及残留问题。包括富马酸（延胡索酸）、富马酸二甲酯、富马酸二乙酯、富马酸二丁酯和富马酸一甲酯。2020/6/2918⒊苯甲酸和苯甲酸钠苯甲酸和苯甲酸钠能抑制微生物细胞呼吸酶的活性，阻碍三羧酸循环，使代谢受到障碍。但对动物的生长、繁殖无不良影响。苯甲酸又名安息香酸，为白色叶状或针状晶体，无臭味或稍带安臭香或苯甲醛的气味。在酸性条件下易随水蒸气挥发，是一种稳定的化合物。饲料添加剂中主要使用苯甲酸钠，适用于猪、鸡、牛、羊和鱼类饲料中，但对肝功能衰弱的家畜不宜使用。苯甲酸和苯甲酸钠在饲料中的适宜添加量不得超过0.1%。2020/6/2919⒋山梨酸用其盐类山梨酸及其盐类可作为饲料、食品防霉剂，对动物和人在生理上完全无害。山梨酸可与微生物酶系统中的巯基结合，破坏许多酶系统，从而达到抑制微生物活动的目的。山梨酸对抑制酵母及霉菌生长有效果。通常山梨酸的适宜添加剂量为配合饲料的0.05%～0.15%;山梨酸类包括山梨酸钠、山梨酸钾、山梨酸钙。2020/6/29205.对羟基苯甲酸酯类对羟基苯甲酸酯类的抗菌作用比苯甲酸和山梨酸都强，其毒性比苯甲酸低。包括对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯等。6柠檬酸和柠檬酸钠柠檬酸又名枸橼酸为半透明结晶或白色结晶粉末，无臭，味酸，在潮湿空气中会潮解。极易溶于水，易溶于甲醇、乙醇、微溶于乙醚。柠檬酸可防腐，又是抗氧化剂的增效剂。2020/6/2921⒏乳酸、乳酸钙和乳酸亚铁乳酸又名丙醇酸，为无色透明或带黄色的糖浆状液体，无臭，味微酸，有吸湿性，或与水、乙醇、丙酮或乙醚以任意比混合。⒐双乙酸钠双乙酸钠是一种新开发的食品饲料防腐剂，是乙酸钠和乙酸的分子复合物。为白色结晶粉末，含乙酸39.0%，有较强的乙酸味，易溶于水，具有高效、无毒、不致癌、无残留、适口性好等优点。2020/6/2922二、饲料抗氧化剂饲料中含有多种易被氧化的营养成分，比如，不饱和脂肪酸、微量元素和微生素易被空气中的氧氧化、破坏，使饲料营养价值下降，适口性变差，甚至产生有害于人和动物的物质，因此，在饲料工业中，必须解决饲料在贮存过程中这方面存在的问题。2020/6/2923（一）概念与作用机理饲料抗氧化剂（FeedingAntioxidants）指凡是能够阻止或延迟饲料氧化，提高饲料稳定性和延长贮存期的物质。作为有效的抗氧化剂，化学上要符合以下两个标准：一是与自由基的反应速度比其它物质——油脂、维生素等要快；二是应形成在正常储存条件下稳定的产物。此外，毒性极低，使用剂量低，成本低，畜禽摄入后容易很快排出体外，不会蓄积，使用方便而安全。2020/6/2924氧化过程通常可以分为三个阶段：⒈诱导阶段RH+O2→R·+OH⒉波及阶段：R·+O2→ROO·ROO·+RH→ROOH+R·⒊终了阶段：R·+R·→R∶RR·+ROO·→ROORROO·+ROO·→ROOR+O22020/6/2925其作用模式：抗氧化剂－H+ROO·→ROOH+抗氧化剂（失去抗氧化作用）抗氧化剂产并不能永远防止饲料成分的氧化，也不能使已酸败的物质变为不酸败。因此抗氧化剂的应用必须在氧化作用发生之前或刚开始氧化时才能起到理想的作用。而且，若需长期保存，包装器皿（或袋）内应尽量减少空隙，降低氧含量。2020/6/2926饲料抗氧化剂的分类⒈还原剂:如亚硫酸盐类、亚硫酸氢盐类、抗坏血酸及其盐类、硫脲、焦亚硫酸盐、半胱氨酸等。这类抗氧化剂应是强还原剂，具有较强的还原性，其还原电位低于饲料或预混料中易氧化的主要营养成分的还原电位。2020/6/2927⒉阻滞剂如抗坏血酸棕榈酸酯、α-生育酚、二丁基甲酚（BHT）、叔丁基羟基茴香醚（BHA）、没食子酸丙内酯（PG）、乙氧基喹（EMQ）等。这类抗氧化剂可阻滞自氧化反应中的链反应的进行，是一类自身不被消耗的抗氧化剂。⒊协同剂本类抗氧化剂以多元酸为主，如洒石酸、柠檬酸、乳酸、琥珀酸、延胡索酸等，其作用是增强抗氧化剂的效能，特别是增强阻滞自氧化反应链反应的抗氧化剂（即阻滞剂）的效力，也可与某些金属离子发生伪络合作用，从而对某些氧化的金属离子起钝化作用。2020/6/2928⒋螯合剂这类氧化剂是金属络合剂，如乙二胺四乙酸及其钠盐、依地酸二钠、二硫基丙醇等。其作用主要是阻止具有氧化能力的金属离子对饲料或预混料中活性成分的氧化作用，如铜离子对维生素C、A、E的氧化和氧化催化作用；或者阻止金属离子对自身氧化反应中链反应的催化作用，达到抑制自身氧化反应的目的。2020/6/2929⑴天然存在的抗氧化剂：①抗坏血酸抗氧化剂，包括L-抗坏血酸、L-抗坏血酸钙、L-抗坏血酸钠、抗坏血酸钾、5、6-二乙酰基-L-抗坏血酸等；②生育酚类抗氧化剂，包括提取的天然生育酚、γ-生育酚和δ-生育酚；③没食子酸酯类抗氧化剂，包括没食子酸丙酯、没食子酸辛酯、没食子酸十二酯、没食子酸异戊酯等；④糖醇类，包括山梨醇、木糖醇、麦芽糖醇等；⑤氨基酸类，如蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸以及脯氨酸等。2020/6/2930⑵化学合成的抗氧化剂包括乙氧基喹啉，二丁基羟基甲苯、丁基羟基茴香醚、叔丁基对苯二酚、3，4，5-三羟基苯丁酮、磷酸氨基乙醇。2020/6/2931⒈乙氧基喹啉乙氧基喹啉（Ethoxyquim，简称EMQ）属二氢喹啉类药物，又称乙氧喹、抗氧喹、衣索金、埃托克西金等。乙氧基喹啉是一种人工合成的抗氧化剂，是迄今为止国内外最好的饲料抗氧化防霉保鲜剂，它从生产运输贮存直到动物体内消化全过程进行抗氧化，它被公认为首选的饲料抗氧化剂，尤其对脂溶性维生素的保护2020/6/2932⒉二丁基羟基甲苯二丁基羟基甲苯(ButylatedHydroxyToluence，简称BHT)是一种人工合成的抗氧化剂，通常为白色微黄、块状或粉状粉末性晶体，无臭无味，熔点为69～70.5℃(纯品为69.7℃)，不溶于水及甘油，易溶于甲醇、乙醇、丙酮、棉籽油及猪油等。2020/6/2933⒊丁基羟基茴香醚丁基羟基茴香醚（ButylHydroxyAnisol，简称BHA），也是一种人工合成的抗氧化剂，常温状态下为白色或微黄色结晶状粉末，有特异酚类臭味及刺激性气味，通常是两种异构体的混合物。不溶于水，可溶于乙醇、丙酮及丙二酸等，熔点为57～65℃，对热稳定。丁基羟基茴香醚与乙氧基喹啉的作用相似，一般不在畜体内积存。多用于油脂抗氧化剂。在饲料中的通常用量为60～120mg/kg，在鱼粉及油脂中的用量为100～1000mg/kg。2020/6/29344、二氢吡啶二氢吡啶也是一种人工合成的抗氧化剂，具有天