肖冠軍  黑龍江省雙城市單城鎮(zhèn)畜牧發(fā)展中心

     有機(jī)酸作為飼料保質(zhì)劑已有幾十年的歷史。作為保質(zhì)劑，有機(jī)酸用于飼料和飼料原料的防霉、防腐，延長(zhǎng)發(fā)酵飼料（如青貯）、液態(tài)飼料及液態(tài)副產(chǎn)品的保質(zhì)期。之后有機(jī)酸開始作為酸化劑使用，主要用于乳、仔豬料中。再后來，研究人員又發(fā)現(xiàn)了有機(jī)酸其他獨(dú)特的特性，比如在較高 pH 值環(huán)境中也能抑制微生物生長(zhǎng)、殺死微生物，并且，還對(duì)有機(jī)酸在胃腸道中的生理作用有了更深的認(rèn)識(shí)。

     1 有機(jī)酸分類

     有機(jī)酸能降低pH 值和飼料的緩沖力，但同時(shí)有機(jī)酸的抗菌作用有助于抑制細(xì)菌（尤其是革蘭氏陰性菌，如沙門氏菌和大腸桿菌）、酵母和霉菌的生長(zhǎng)。市場(chǎng)上的有機(jī)酸種類不同，化學(xué)特性和功能也各不相同。具體選用，還要根據(jù)使用目的及客戶需求來定。有機(jī)酸（如甲酸）、有機(jī)酸鹽（如甲酸鈣）以及有機(jī)酸吸附產(chǎn)品（液體有機(jī)酸吸附在載體中）之間是有區(qū)別的。有些有機(jī)酸及有機(jī)酸鹽類能夠混合，在市場(chǎng)上以液態(tài)或粉狀的混合物的形式銷售。例如，部分被氨化的液態(tài)混合物（如丙酸銨產(chǎn)品）、固態(tài)二甲酸鉀就屬于這類有機(jī)酸和有機(jī)酸鹽的混合物。有機(jī)酸和中鏈脂肪酸屬于弱酸，但是這個(gè)“弱”并不是說其比“強(qiáng)”的無機(jī)酸的酸化力弱或酸化效力低。無論是強(qiáng)酸還是弱酸，都存在僅部分氫離子和酸根陰離子解離的情況。未解離的酸分子部分所占比例取決于環(huán)境的 pH 值和該酸的pKa 值。pH 值越低，未解離的酸分子就越多。

     2 抗菌活性

     由于弱酸性，有機(jī)酸分子在飼料和胃腸道中并不完全發(fā)生解離，而以分子形式存在。未解離的有機(jī)酸分子能輕易地穿透微生物細(xì)胞壁，尤其是革蘭氏陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁。酸分子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)會(huì)發(fā)生解離，釋放氫離子，使得細(xì)胞內(nèi)的 pH 值降低至其指標(biāo)值以下。這時(shí)細(xì)胞會(huì)盡力排出這些氫離子，而這是耗能的過程，將造成細(xì)菌代謝衰竭，最終會(huì)死亡。另外，有機(jī)酸解離的陰離子也能抑制細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核內(nèi)的某些關(guān)鍵的生命活動(dòng)。研究證實(shí)中鏈脂肪酸是具有抗菌作用的分子，其水溶性很差，因此幾乎不能與水溶液中的質(zhì)子結(jié)合，這些質(zhì)子決定pH 值。但是，理論上他們與通常的有機(jī)酸遵從同樣的規(guī)則。

     固體有機(jī)酸鈣鹽在飼料中不能馬上表現(xiàn)出抗菌功能，但是溶解之后他們的存在形式和有機(jī)酸十分相似，并且在小腸具有和有機(jī)酸同等的抗菌力。鈣鹽在飼料和胃腸道中的總效力都略低于有機(jī)酸（無論有機(jī)酸是否與氨化合）。在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)方面，不僅研究了有機(jī)酸對(duì)飼料中微生物的抑制作用，還研究了其在胃腸道中對(duì)微生物菌群可能產(chǎn)生的作用。

     有機(jī)酸通過這些途徑就能達(dá)到抑制潛在致病菌（如大腸桿菌）的生長(zhǎng)，成為抗生素的天然替代品。許多研究表明，使用高劑量單一有機(jī)酸（如甲酸、乳酸、山梨酸），或相對(duì)更高劑量的有機(jī)酸鹽類（如二甲酸鉀），或復(fù)合有機(jī)酸產(chǎn)品都能取得積極的效果。據(jù)報(bào)道，在飼料中添加 0.7%的甲酸銨或在飲水中加入0.2%“賽可新”（成分為甲酸、乙酸和甲酸銨）都能夠有效控制豬的沙門氏菌。最近的關(guān)于產(chǎn)氣莢膜梭菌感染肉雞的試驗(yàn)研究表明，在飼料中添加有機(jī)酸和中鏈脂肪酸的混合物能夠很好地替代抗生素生長(zhǎng)促進(jìn)劑———桿菌肽的使用。

     3 在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

     在仔豬料中添加有機(jī)酸尤其重要。這是因?yàn)閿嗄套胸i不能分泌足夠的胃酸（鹽酸）來酸化胃內(nèi)容物，因此在采食后的至少2 個(gè)小時(shí)內(nèi)，其胃內(nèi) pH 值都保持在 4~5，導(dǎo)致蛋白消化不理想，也不能通過低pH 值環(huán)境充分地殺滅細(xì)菌。這期間，50%以上的飼料干物質(zhì)已經(jīng)由胃進(jìn)入十二指腸，這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)未被充分消化及細(xì)菌含量高的食糜都容易導(dǎo)致斷奶腹瀉。有機(jī)酸能夠降低飼料的緩沖能力，使胃內(nèi)容物 pH 值降到 3 左右，此時(shí)胃蛋白酶活性最高。

     酸化作用還能降低胃部食糜排空速率，這對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的充分消化有利。甚至連不具有酸化能力的有機(jī)酸鈣鹽（如甲酸鈣）也有此功效。作飼料配方時(shí)，用緩沖力弱的甲酸鈣替代緩沖力強(qiáng)的鈣源如石粉。這樣做降低了飼料本身的緩沖能力，從而使飼料在胃內(nèi)能夠被快速酸化。除了抗菌功能，在仔豬料中添加一定量的有機(jī)酸還能夠促進(jìn)胰酶的分泌。也有報(bào)道提出在其他動(dòng)物中使用有機(jī)酸有這樣的效果。

     研究表明，許多有機(jī)酸都能促進(jìn)上皮細(xì)胞的增殖，這是有機(jī)酸的積極作用。該特點(diǎn)使得腸絨毛長(zhǎng)度增加、絨毛－隱窩比例提高。而正丁酸、丙酸和乙酸都有此作用。此作用能夠進(jìn)一步促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，并提高回腸消化率。許多研究人員相繼報(bào)道有機(jī)酸能夠提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率。

     有試驗(yàn)表明，使用有機(jī)酸能夠使豬的蛋白質(zhì)和有機(jī)物消化率提高數(shù)個(gè)百分點(diǎn)。有機(jī)酸對(duì)礦物質(zhì)的消化率能提高更多，提高的原因可能是因?yàn)?pH 值降低，也可能是由于其他未知的機(jī)制。有機(jī)酸對(duì)磷消化率的影響還與日糧中植酸酶的水平有關(guān)。另外，有機(jī)酸本身具有碳架結(jié)構(gòu)，碳架對(duì)動(dòng)物來講就意味著能量。不同國(guó)家的能量體系對(duì)不同有機(jī)酸的評(píng)價(jià)可能有差異，總趨勢(shì)是，碳鏈越長(zhǎng)，能值越高。

     另外，食品科學(xué)專家一直致力于研究延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期、提高食品安全，由此在單一防腐劑方面積累了大量的知識(shí)，比如丙酸、山梨酸。另外，目前已經(jīng)研究出了多步保存戰(zhàn)略。柵欄原理暗含的意思是將基于不同作用模式的許多小控制措施疊加在一起，而獲得的保存效果要優(yōu)于大的控制措施。例如，不管加工過程中是否有加熱、加壓措施，多種有機(jī)酸的混合物的保存效果要好于單一有機(jī)酸。并且，由于保存劑添加量低和經(jīng)過緩和處理，食品的風(fēng)味要好得多。這對(duì)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)行業(yè)來講也是個(gè)好消息，因?yàn)轱暳线m口性和受其影響的采食量一直是幼齡動(dòng)物生長(zhǎng)的限制性因素。