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酸化剂在仔猪生产中的应用方案(2)

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    2 酸化剂的作用机理
  2.1降低饲料系酸力和胃肠道pH,提高消化酶的活性
  断奶前仔猪的食物来源主要是母乳,母乳中含有大量乳糖,乳糖在胃内经过乳酸杆菌作用转变为乳酸,使胃内pH维持在4.0,可较好地消化乳蛋白。由于仔猪早期断奶时,其消化系统及免疫器官发育尚不完善,消化酶和胃酸分泌不足,仔猪从吮吸母乳突然改变为采食固态饲料,乳糖供应减少使胃内乳酸生成减少,同时固体饲料系酸力高,中和酸能力强,因此使胃内pH>5.5。大量试验表明,胃蛋白酶要求的最佳pH为2.0~3.5,当pH>4.0时,胃蛋白酶活性减弱甚至失活。断奶时高pH环境可导致蛋白质消化能力差,因此,在断奶仔猪日粮中添加酸化剂后会降低饲料系酸力,使胃肠道内pH降低,可进一步提高胃蛋白酶的活性,促进蛋白质消化,饲料消化量也相应上升。
  早期断奶的仔猪,由于其消化系统和免疫系统发育不完善,通过外源添加酸化剂,利用其酸化作用可激活胃蛋白酶原,刺激胃蛋白酶的分泌,进而提高饲料胃蛋白质的消化率。大量研究证实,仔猪日粮中添加酸化剂可降低日粮pH和胃肠道pH,提高消化酶的活性。景翠等研究发现,在断奶仔猪日粮中添加酸化剂,对胃、十二指肠内容物pH有显著影响(P<0.05),对空肠和回肠中内容物pH有下降趋势,但差异不显著(P>0.05),对结肠内容物的pH无显著影响(P>0.05)。冷向军等研究表明,外源添加复合酸0.25%可显著提高十二指肠内容物中胰蛋白酶和淀粉酶活性(P<0.05);添加柠檬酸1.5%有提高胰蛋白酶、淀粉酶活性的趋势(P>0.05),复合酸0.25%有提高胃蛋白酶分泌的趋势(P>0.05)。王杰等在断奶仔猪日粮中分别添加4种复合酸化剂,结果表明,添加复合酸化剂0.2%可有效地提高饲料酸度,降低胃肠道pH,进而刺激仔猪消化液分泌量的增加,提高了饲料消化率和日增重,降低了腹泻率,同时提高了胃蛋白酶和小肠胰蛋白酶的活性。
  2.2调节胃肠道内微生物区系平衡
  肠道内酸性环境有利于乳酸菌的生长繁殖,其代谢产生的乳酸可阻碍大肠杆菌与其受体结合,抑制大肠杆菌生长繁殖。几种病原菌生长的适宜pH呈中性偏碱,如大肠杆菌适宜pH为6.0~8.0,沙门氏菌、链球菌、梭状芽孢杆菌适宜pH均为6.0~7.5,葡萄球菌适宜pH为6.8~7.5。仔猪胃中pH>4.2,而仔猪料的pH为5.8~6.5,因此仔猪采食仔猪料后使仔猪胃内pH升高,过高pH不仅使胃蛋白酶活性下降,而且为大肠杆菌、沙门氏菌等病原菌的繁殖生长提供了适宜的环境,从而导致消化不良和仔猪腹泻。
  大量研究证实,在仔猪饲料中添加酸化剂可调节胃肠道微生物区系的平衡,促进有益菌生长,抑制有害微生物的繁殖,可降低仔猪腹泻率和死亡率。冷向军等研究表明,外源添加复合酸0.25%可增加结肠乳酸杆菌的数量,减少大肠杆菌数量(P>0.05);而添加柠檬酸1.5%可显著减少结肠中大肠杆菌数量(P<0.05)。汪海峰等、李鹏等研究结果表明,添加复合酸化剂可显著增加乳酸菌和双歧杆菌的数量(P<0.05),显著降低盲肠内大肠杆菌和沙门氏菌的数量(P<0.05)。林映才等试验证明,在肠道发育尚未完善的生理阶段,有机酸有利于改善肠道菌群平衡,维持肠黏膜健康状态。
  酸化剂的主要抑菌作用机理包括病原菌营养物质的输送机理:在营养物质的输送方面,由于细菌细胞带有一定的负电荷,非离子型的化合物能进入细胞,而离子型的化合物则不能进入细胞。在中性或碱性环境中,有机酸不能进入细菌细胞,而在酸性环境中,这些化合物为非离子状态,可以进入细胞,影响离解基团的离子信息,从而使细胞膜上运转酶失活,影响物质的运转;无机酸的抑菌机理:无机酸在动物消化道内可以完全离解成酸根离子和H+,其对细菌的作用是通过H+产生的,其降低了病原菌细胞的渗透压体系,阻止病原菌的正常繁殖,从而抑制病原菌的生长发育;有机酸的抑菌机理:有机酸可根据消化道酸度的不同而产生部分离解,除产生H+效应外,还有部分未离解的酸分子。有机酸进入病原菌细胞内的程度取决于细胞内外的pH浓度差和有机酸分子量的大小、溶解性和极性等。一般相对分子量小、极性小、溶解性强的有机酸容易扩散进入细菌细胞。其对细菌的作用机制为引起细菌细胞膜电荷的变化,影响细菌对营养物质的吸收,在细菌细胞膜上H+位于外侧,OH-位于内侧,这种质子梯度产生的电位差使细菌细胞可以运送如氨基酸之类的营养物质,当未离解的有机酸进入细胞后,降低了胞内pH,使细菌细胞膜内外的电位差减弱,从而影响了氨基酸等营养物质的吸收,同时还可影响细菌代谢过程中酶的活性,有机酸可以非选择性的干扰细菌细胞中酶的功能及干扰细菌细胞膜的通透性,可阻碍三羧酸循环中α-酮戊二酸和琥珀酸脱氢酶的作用,可抑制能量代谢中磷酸化酶的功能;可与细胞内的各种含硫基酶结合使其失去活性,从而抑制微生物的生长;挥发性有机酸盐的抑菌作用主要是依赖其溶解性和消化道pH,一般水溶性的抑菌效果优于非水溶性的抑菌效果,同时当消化道酸度达到一定程度时,其在胃内能还原成有机酸而达到抑菌作用。
  2.3降低胃排空速度,提高消化率
  添加有机酸或无机酸等酸化剂后,可增加蛋白质在胃中的停留时间,减慢食糜在胃中的排空速度,进而提高蛋白质消化利用率。胃排空速度主要是由胃幽门和十二指肠前端的压力差控制,当酸性食糜进行小肠后,刺激十二指肠壁分泌肠抑胃素,反馈性的抑制胃的收缩,使食糜在胃中停留的时间增加,减慢胃的排空,使营养物质的消化吸收更充分,进而提高消化利用率。