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檸檬酸對(duì)動(dòng)物的生物學(xué)作用研究

2016-04-05 23:12:20史彬林王淑琴
飼料工業(yè) 2016年5期
關(guān)鍵詞:仔雞酸化檸檬酸

■ 史彬林 王淑琴

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特010018)

專家論壇

檸檬酸對(duì)動(dòng)物的生物學(xué)作用研究

■ 史彬林王淑琴

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特010018)

[編者按]抗生素在動(dòng)物飼養(yǎng)中一度發(fā)揮著巨大作用,但作為飼料添加劑其副作用日益突出。目前,在全球范圍內(nèi)禁止飼料中添加抗生素已是大勢(shì)所趨,因此,環(huán)保型抗生素替代品的開發(fā)和應(yīng)用研究日趨活躍。飼料酸化劑作為一種無殘留、無抗藥性、無毒副作用的環(huán)保型添加劑,正在被越來越多的研究者所關(guān)注。本文由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)史彬林教授就酸化劑的一種——檸檬酸為研究對(duì)象,對(duì)其可以促進(jìn)生長(zhǎng)性能、提高產(chǎn)蛋性能、促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收、抗菌抑菌作用、提高抗應(yīng)激能力和免疫功能、改善日糧適口性,減慢胃的排空速度等性能進(jìn)行綜述,為行業(yè)健康發(fā)展提供參考。

檸檬酸是一種重要的有機(jī)酸,具有良好的物理和化學(xué)性能,可作為酸化劑在動(dòng)物日糧中應(yīng)用。文章綜述了日糧中添加檸檬酸對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能、消化吸收、免疫功能等方面的生物學(xué)作用,為其在動(dòng)物生產(chǎn)中的科學(xué)應(yīng)用提供參考。

檸檬酸;動(dòng)物;生物學(xué)作用

目前,在全球范圍內(nèi)禁止飼料中添加抗生素已是大勢(shì)所趨,因此環(huán)保型抗生素替代品的開發(fā)和應(yīng)用研究日趨活躍,而飼料酸化劑也正在被越來越多的研究者所關(guān)注。飼料酸化劑是一種無殘留、無抗藥性、無毒副作用的環(huán)保型添加劑,可降低動(dòng)物消化道內(nèi)容物的pH值,為動(dòng)物提供適宜的消化道環(huán)境,改善動(dòng)物的生產(chǎn)性能和健康狀況。酸化劑包括有機(jī)酸酸化劑和無機(jī)酸酸化劑,在生產(chǎn)實(shí)踐中以有機(jī)酸酸化劑應(yīng)用較廣,特別是檸檬酸和延胡索酸。其中檸檬酸是有機(jī)酸中第一大酸,由于其良好的物理和化學(xué)性能,通常添加效果好于其它有機(jī)酸,已成為廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、日化等行業(yè)最重要的有機(jī)酸[1],同時(shí)也可見其在動(dòng)物日糧中添加應(yīng)用的研究報(bào)道。本文即依據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,將檸檬酸對(duì)動(dòng)物的生物學(xué)作用進(jìn)行綜述。

1 促進(jìn)生長(zhǎng)性能

國(guó)內(nèi)外關(guān)于檸檬酸對(duì)動(dòng)物的促生長(zhǎng)效果已有較多研究報(bào)道。一些學(xué)者就檸檬酸作為飼料酸化劑在仔豬日糧中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究,如Falkowki等(1984)[2]研究發(fā)現(xiàn),日糧中添加1%~2%檸檬酸可提高仔豬飼料利用率達(dá)5%~10%;Giesting等(1985)[3]在30日齡仔豬日糧中添加2%的檸檬酸,仔豬日增重可以提高3.2%,飼料的利用效率提高7.8%;Cronwell (1987)[4]的試驗(yàn)表明,添加2%~3%檸檬酸可使仔豬日增重提高5.2%,料肉比提高7.2%;Burnell等(1988)[5]在仔豬不同類型日糧中添加1.0%檸檬酸,仔豬日增重可提高4.3%~9.3%,飼料效率可提高5.9%~6.5%;Krause等(1994)報(bào)道[6],在仔豬日糧中添加2.5%檸檬酸,仔豬日增重可以提高5.5%,日采食量可提高6.6%。這些報(bào)道盡管結(jié)果不盡一致,但總體上認(rèn)為飼料中添加檸檬酸可改善仔豬的生產(chǎn)性能。

在肉雞方面也有相似的研究報(bào)道。劉桂林等(1994)[7]報(bào)道,0.25%檸檬酸可以提高肉雞的采食量、日增重及飼料轉(zhuǎn)化率。梁俊榮等(1997)[8]的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),0.1%的檸檬酸對(duì)雛雞的生長(zhǎng)發(fā)育有明顯的促進(jìn)作用??讘椳姷龋?000)[9]的研究表明,在肉仔雞基礎(chǔ)日糧中分別添加0.05%、0.1%、0.15%的檸檬酸,可使日增重分別提高5.8%、9.4%、8.1%,飼料利用率分別提高3.0%、4.8%、3.9%。高山林等(2004)[10]研究發(fā)現(xiàn),日糧中添加0.5%檸檬酸時(shí),肉仔雞的料重比顯著降低,生長(zhǎng)性能大幅度提高。申慧芳等(2005)[11]在三黃土雞日糧中添加0.3%檸檬酸,可提高前期的日增重和成活率,并可減少耗料量。謝欣梅等(2005)[12]在肉仔雞日糧中添加0.5%檸檬酸,可使日增重提高4.29%,料肉比降低7.21%。Islam等(2012)[13]的試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn),日糧中添加0.25%~1.25%的檸檬酸均可促進(jìn)肉仔雞增重,提高飼料轉(zhuǎn)化率。Chowdhury等(2009)[14]利用檸檬酸替代抗生素的試驗(yàn)表明,日糧中添加0.5%的檸檬酸可使肉仔雞的體增重顯著高于對(duì)照組和抗生素促生長(zhǎng)劑添加組(0.001%卑霉素),同時(shí)提高了采食量和飼料轉(zhuǎn)化率,降低了日糧pH值,并對(duì)胴體重、骨骼質(zhì)量和免疫功能均有促進(jìn)作用,表明檸檬酸可在肉仔雞日糧中替代卑霉素來發(fā)揮其促生長(zhǎng)作用。

此外,檸檬酸對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物也有一定的影響,范九國(guó)等(1993)[15]的試驗(yàn)表明,檸檬酸對(duì)中國(guó)蝦也具有顯著的增食欲促生長(zhǎng)作用,夏長(zhǎng)青等(1998)[16]的研究得出,日糧中添加0.5%的檸檬酸可提高鯉魚增重率。

2 提高產(chǎn)蛋性能

檸檬酸可提高蛋雞的產(chǎn)蛋率,同時(shí)可以提高飼料報(bào)酬,減少破蛋率。寧康健等(1994)[17]試驗(yàn)顯示,日糧中添加檸檬酸可以提高蛋雞的產(chǎn)蛋性能和飼料轉(zhuǎn)化率,其中0.4%的日糧檸檬酸可使產(chǎn)蛋率提高8.32%,料蛋比降低10.16%。呂錦芳等(1994)[18]也報(bào)道,日糧中添加0.15%~0.55%的檸檬酸,蛋雞產(chǎn)蛋率和飼料效率均有明顯提高。而孫小琴(2001)[19]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在蛋雞日糧中添加0.1%檸檬酸可使產(chǎn)蛋率提高9.69%,飼料報(bào)酬提高7.6%??讘椳姷龋?000)[9]研究表明,在蛋雞日糧中添加0.2%的檸檬酸,產(chǎn)蛋量可提高6.93%,飼料報(bào)酬提高10.3%,每千克雞蛋的經(jīng)濟(jì)效益提高0.27元。此外,朱文濤等(2002)[20]在產(chǎn)蛋雞日糧中添加2%檸檬酸可使蛋重提高2.67%,蛋殼重量提高5%。

3 促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收

通常認(rèn)為,檸檬酸可增強(qiáng)體內(nèi)的酸性環(huán)境,有利于動(dòng)物胃腸道無活性的胃蛋白酶原轉(zhuǎn)化成有活性的胃蛋白酶,從而可促進(jìn)各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),特別是蛋白質(zhì)的消化和吸收。譚芳等(1992)[21]研究表明,0.25%檸檬酸使21日齡肉仔雞日糧粗蛋白、干物質(zhì)、粗脂肪的利用率分別提高13.6%、4.5%和9.4%;蘇軍等(1999)[22]的研究表明,日糧中添加0.3%檸檬酸可提高肉仔雞對(duì)蛋白質(zhì)的利用率,并有提高肉仔雞代謝能的趨勢(shì)。馬書宇(2001)[23]報(bào)道,添加1.0%的檸檬酸可顯著提高肉仔雞粗蛋白的表觀利用率。這些研究表明,飼糧酸化后促進(jìn)了體內(nèi)中間代謝和蛋白質(zhì)的合成。Boling-Frankenbach等(2001)[24]研究了檸檬酸對(duì)日糧中鈣、磷吸收利用的影響,發(fā)現(xiàn)日糧中添加檸檬酸可促進(jìn)肉仔雞對(duì)玉米-豆粕型日糧中磷的吸收利用,從而降低日糧中磷的需要量,但對(duì)鈣的吸收利用沒有顯著影響。梁俊榮等(2002)[25]試驗(yàn)結(jié)果表明,0.1%檸檬酸使雛雞血清尿酸含量下降,表明檸檬酸可能使進(jìn)入蛋白質(zhì)合成代謝的氨基酸的比例升高,進(jìn)而提高飼料蛋白質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化率,意味著有加快進(jìn)行蛋白質(zhì)生物合成作用的趨勢(shì)。楊桂珠(2002)[26]報(bào)道,肉雞日糧中添加0.15%檸檬酸,肝臟維生素A的含量相比對(duì)照組提高22.8%,說明日糧中添加檸檬酸會(huì)促進(jìn)維生素A的吸收。此外,Liu等(2014)[27]研究發(fā)現(xiàn),在妊娠后期及泌乳期母豬日糧中添加10~15 g/kg的檸檬酸,可促進(jìn)鈣、磷和蛋白質(zhì)的消化吸收。

然而,也有與上述報(bào)道相反的試驗(yàn)結(jié)果。孫小琴(2001)[19]試驗(yàn)指出,蛋雞日糧中添加檸檬酸0.05%~0.55%對(duì)肌胃、小腸和盲腸內(nèi)容物的pH值并無顯著影響,且對(duì)小腸α-淀粉酶和胰蛋白酶的活性也無顯著影響。朱文濤等(2002)[20]研究也發(fā)現(xiàn),蛋雞日糧中添加2%的乳酸、檸檬酸、磷酸和雙乙酸鈉對(duì)干物質(zhì)和有機(jī)物的表觀利用率并無顯著的影響??梢?,對(duì)于酸化劑可否降低胃腸道pH值,提高消化酶活性,進(jìn)而提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率尚待進(jìn)一步研究探索。

4 抗菌抑菌作用

朱彩蓮等(2002)[28]研究發(fā)現(xiàn),檸檬酸在較高濃度(10~20 mmol/l)時(shí)可抑制變形鏈球菌產(chǎn)酸,但其抑制作用具有濃度依賴性,超過一定的濃度,其抑制作用會(huì)逐漸降低。余華等(2003)[29]的試驗(yàn)證明,當(dāng)檸檬酸用量為0.2 g/kg時(shí),產(chǎn)品細(xì)菌總數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)而且產(chǎn)品色澤正常,質(zhì)地較好,無明顯酸味。馬艷麗(2005)[30]研究報(bào)道,檸檬酸對(duì)副溶血弧菌、嗜水氣單胞菌、熒光假單胞菌均有抑菌的作用。石玉新等(2006)[31]選用嗜水氣單胞菌、副溶血弧菌、熒光假單胞菌三種常見的水產(chǎn)病原菌進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果表明,檸檬酸對(duì)這三種革蘭氏陰性菌均有不同程度的抑菌作用,而且抑菌效果具有一定的穩(wěn)定性。

檸檬酸對(duì)動(dòng)物腸道菌群也有一定影響,但報(bào)道不一。曹國(guó)文等(1992)[32]報(bào)道,仔豬飼糧經(jīng)酸化后,腸道內(nèi)有害微生物減少,乳酸菌增加。孫小琴等(2007)[33]研究結(jié)果表明,在蛋雞日糧中添加2.5、5.5 g/kg的檸檬酸可有效地降低盲腸大腸桿菌數(shù),5.5 g/kg的檸檬酸在添加一周時(shí)可顯著提高盲腸的乳酸桿菌,之后這種作用隨著添加時(shí)間的延長(zhǎng)而減小。然而,Waldroup等(1995)[34]認(rèn)為,肉仔雞日糧中添加檸檬酸可以改變盲腸的pH值,卻不是控制盲腸沙門氏菌的有效手段。Andreatti等(1997)[35]指出,添加有機(jī)酸對(duì)肉仔雞盲腸pH值有較小的影響,不能減少沙門氏菌在消化道內(nèi)的定植。造成研究結(jié)果不同的原因可能是酸化劑的添加比例不同或是研究的微生物種類不同所致。

5 提高抗應(yīng)激能力和免疫功能

熱應(yīng)激時(shí),肉仔雞的呼吸加快,大量的CO2呼出體外,造成血液中CO2和HCO3-的水平下降,容易發(fā)生呼吸性堿中毒。檸檬酸在家禽體內(nèi)被氧化成CO2和碳酸氫鹽,可以作為血液中的緩沖劑,有助于維持血液pH值的穩(wěn)定,促進(jìn)酸堿平衡,減輕熱應(yīng)激對(duì)家禽的影響。劉桂林等(1994)[7]在高溫條件下在肉仔雞日糧中添加了0.25%檸檬酸,結(jié)果提高了肉仔雞的采食量、日增重以及飼料轉(zhuǎn)化率。劉衛(wèi)東等(1997)[36]的研究表明,在蛋雞抗高溫添加劑中加入檸檬酸,對(duì)保持蛋雞生產(chǎn)水平、抗熱應(yīng)激、保證雞體健康、減少雞只死亡均起到了顯著的作用。

此外,日糧中添加適量的檸檬酸對(duì)調(diào)動(dòng)機(jī)體的免疫功能亦有積極的促進(jìn)作用,這可能與檸檬酸促進(jìn)微量元素的吸收、縮短ATP生成途徑、增強(qiáng)各免疫器官的活動(dòng)、降低機(jī)體的緊張度等作用有關(guān)。張德成等(1994)[37]報(bào)道,0.5%的檸檬酸顯著地提高了哺乳仔豬紅細(xì)胞上Cab受體的含量,而該受體是紅細(xì)胞發(fā)揮免疫功能的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。寧康健等(1995)[17]在日糧中加入0.5%或1.0%的檸檬酸,肉仔雞新城疫抗體效價(jià)提高1倍以上。梁俊榮等(2002)[25]的試驗(yàn)結(jié)果表明,日糧中添加檸檬酸可以使雛雞體內(nèi)血清谷草轉(zhuǎn)氨酶的活性明顯降低,這是有利的機(jī)體反應(yīng),是機(jī)體免疫機(jī)能增強(qiáng)的體現(xiàn)。Chowdhury等(2009)[14]也報(bào)道,0.5%的檸檬酸可促進(jìn)肉仔雞的免疫功能,進(jìn)而改善其健康狀況。此外,Liu等(2014)[27]研究發(fā)現(xiàn),在妊娠后期及泌乳期母豬日糧中添加10~15 g/kg的檸檬酸,可促進(jìn)母豬的體液免疫功能,并通過初乳對(duì)仔豬產(chǎn)生有益的影響。

6 改善日糧適口性,減慢胃的排空速度

酸化日糧的適口性是影響畜禽生長(zhǎng)反應(yīng)的重要因素。檸檬酸可直接刺激味蕾細(xì)胞,使唾液分泌量增多,從而起到調(diào)味的作用。有機(jī)酸具有獨(dú)特的芳香,可以掩蓋飼料中添加的藥物、維生素、微量元素等的不良?xì)馕?,起到調(diào)味的作用,從而促進(jìn)家禽的采食。Low (1990)[38]認(rèn)為,胃排空速度的刺激物是胃內(nèi)容物的體積和pH值,酸性食糜進(jìn)入小腸后對(duì)小腸壁作機(jī)械與化學(xué)性的刺激,使之分泌腸抑胃素,反射性地抑制胃的蠕動(dòng),減慢胃排空速度,使蛋白質(zhì)有較多的時(shí)間在胃內(nèi)消化,提高蛋白質(zhì)消化率,進(jìn)而減輕小腸負(fù)擔(dān)。Hinton等(1988)[39]試驗(yàn)表明,添加檸檬酸可提高肉仔雞的采食量。此外,田允波(1998)[40]也報(bào)道,低劑量檸檬酸能改進(jìn)日糧的適口性,增加仔豬采食量達(dá)5.2%~19.8%。

綜上所述,在畜禽日糧中添加一定劑量的檸檬酸可改善日糧的適口性,促進(jìn)畜禽對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,提高其生產(chǎn)性能和免疫功能。但現(xiàn)有報(bào)道多集中在豬、雞方面,而在草食動(dòng)物方面的相關(guān)研究鮮見報(bào)道,尚待進(jìn)一步研究探索。

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(編輯:劉洋,2448824921@qq.com)

Study on biological actions of citric acid in animals

Shi Binlin,Wang Shuqin

Citric acid is a kind of organic acids and has some good physical and chemical natures,and so can be applied in animal diets.The paper summarized the biological actions of citric acid in animals,in order to supply references for scientific application of citric acid in animal production.

citric acid;animal;biological action

10.13302/j.cnki.fi.2016.05.001

S816.11

A

1001-991X(2016)05-0001-04

史彬林,教授,博士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)閯?dòng)物環(huán)境與營(yíng)養(yǎng)。

2016-01-08

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