有机酸及微生态制剂.doc

有机酸及微生态制剂对早期断奶仔猪中的应用 北京市大兴区动物卫生监督管理局 周怿摘要早期断奶仔猪应激一直是困扰养猪业的一个难题，也是猪营养研究的重点与发展方向之一。由于幼龄仔猪消化系统和免疫系统都尚未发育成熟，早期断奶不当容易造成仔猪胃肠道功能紊乱，诱发仔猪腹泻。因此，研究开发新型的功能性饲料添加剂具有十分重要的意义，本文将对近年来有机酸与微生态制剂在早期断奶仔猪中的应用进行综述。关键词仔猪；应激；有机酸；微生态制剂 现代化的规模养殖使得仔猪哺乳期从56周缩短至34周，虽然最大程度地发挥了母猪的繁殖性能，但不可避免地也产生一些不利影响。如仔猪的腹泻就是当前各猪场普遍存在的问题，治疗不及时就给养猪生产造成了严重的经济损失。1 传统营养学对断奶仔猪消化生理特点的研究 仔猪的肠道消化在断奶前, 其营养全部或部分由母乳提供, 猪母乳中含有丰富的脂肪和易于消化的酪蛋白。断奶后仔猪的营养来源从液体饲料转成固体饲料, 仔猪消化道酶系统和生理环境等均不适应这一突然转变过程, 其结果表现在临床上为断奶仔猪采食量和饲料利用率降低, 消化不良和引起腹泻的发生，这主要是由早期断奶仔猪消化生理特点决定的。1.1 仔猪胃酸分泌不足, 消化酶分泌不足 20日龄仔猪胃内pH值为3.42，30日龄时为3.3,40日龄时为3.25，而普通仔猪饲料pH值为5.86.5，酸结合力为35左右，对仔猪胃环境有缓冲效应，使胃内pH值高于阈值4.0。仔猪在哺乳期分泌充足的胰脂酶、乳糖酶和几种蛋白酶用于消化母乳。21日龄前胰淀粉酶分泌量很少，消化淀粉的能力很差。尽管乳糖酶在014日龄活性很高，但麦芽糖酶和蔗糖酶分泌量少且活性低。断奶仔猪的酶活性与同类哺乳仔猪有显著差别。断奶一周内的各种胰酶( 胰脂酶、胰蛋白酶、胰淀粉酶和糜蛋白酶) 活性均显著下降，大约在断奶2周后恢复正常水平。1.2 仔猪小肠吸收功能减弱, 肠道绒毛萎缩和隐窝增生 仔猪日粮中植物蛋白饲料抗原导致仔猪免疫力下降，产生过敏反应使得肠道绒毛萎缩，隐窝增生，导致仔猪消化吸收力下降，也是仔猪断奶后腹泻的原发性病因。1.3 仔猪自身肠道微生态区系尚未建立 仔猪因肠道内尚未建立稳定的微生态系统, 自身抵抗力较低, 对外界刺激敏感, 易受各种病原微生物的侵袭。胃肠道内的几种病原菌生长的适宜pH环境都是中性偏碱，如大肠杆菌，葡萄球菌，梭状芽孢杆菌和链球菌适宜生长的pH值分别为6.0 8.0、6.87.5、6.07.5和6.07.5。当胃肠道内pH值高于6时，就为各种病原微生物提供了适宜的生存环境，进而导致仔猪下痢。2 酸化剂和微生态制剂在早期断奶仔猪中的应用 过去为了预防腹泻和提高生产性能，人们在断奶仔猪日粮中添加抗生素来缓解断奶应激。随着人民生活中动物性食品消费比重的不断增加，饲料安全性通过食物链的传递直接影响到食物安全，这就使得饲料安全问题日益突出。2006年，欧盟已经明确禁止饲料中添加抗生素，世界其余各国也都向着这个方向发展。为了解决抗生素促生长剂（AGPS）应用中存在的问题，克服AGPS作为饲料添加剂带来的弊端，国内外不少科学工作者在极力寻求和开发无毒副作用、无残留，既能促进动物生长，又能防治人畜疾病的新型添加剂。目前各国研究和应用的焦点包括有机酸化剂和微生态制剂。2.1 有机酸在断奶仔猪中的应用 有机酸制剂主要通过改变肠道pH，改善肠道菌群，促进营养物质消化等作用促进仔猪的生长。按照有机酸抑菌作用的方式，可以将有机酸分成两类。第一类只能通过降低pH值来间接达到减少有害菌数量的作用，如延胡索酸、柠檬酸、苹果酸、乳酸等，这类酸的特点是只能在胃内发生作用，对小肠pH值影响不大；第二类有机酸不仅可以降低pH值，还对革兰氏阴性菌有抑制作用，可以破坏细菌膜，干扰细菌酶的形成，如甲酸、乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸都有这种作用。目前，关于有机酸的具体作用机制还不清楚，目前主要存在以下几种理论。2.1.1 有机酸可以降低日粮和胃肠道pH值以及提高酶的活性 添加有机酸可以降低日粮以及胃肠道内pH值，提高胃肠道内消化酶活性。林映才等(2001)报道，添加适宜妁复合酸能降低胃内容物的pH值。王尚荣(1994)也报道在仔猪日粮中添加0.5%的柠檬酸，使日粮pH值降低0.5，添加l%，可以降低l.5，添加1.5%，可降低2左右。刘桂林等(2000)研究发现，用玉米-豆粕型日粮饲喂仔猪时，随着日粮中延胡索酸的添加量由0.75%增加到2.0%，胃内pH值呈下降趋势，其中，添加1.5%和2.0%的延胡索酸组，胃内pH值可降低27.6%和27.l%，胃蛋白酶活性提高147.4%和152.1%。冷向军等(2002)在早期断奶仔猪日粮中分别添加0.6%的盐酸、1.5%的柠檬酸和0.25%的复合酸，结果发现添加0.25%复合酸提高了胃蛋白酶和胃酸分泌，显著提高了十二指肠内容物中胰蛋白酶和淀粉酶活性，添加1.5%柠檬酸有提高上述两种酶活性的趋势，但对胃酸和胃蛋白酶分泌没有影响。可见，有机酸最主要的作用是在一定程度上降低胃内容物pH值，提高各种酶的活性。2.1.2 有机酸可以改善徽生物区系 有机酸进入肠道后降低内部pH值，抑制有害菌繁殖，同时促进有益菌的增殖。酸性环境利于乳酸杆菌的生长，对大肠杆菌的繁殖有抑制作用，而且乳酸杆菌的代谢产物乳酸能够抑制大肠杆菌在肠道内与其受体结合，大大减少其对肠道的损伤. 侯永清等(1996)发现，饲粮酸化后大大减少了有害微生物的数量，增加了乳酸杆菌的数量。刘桂林等(2000)在给仔猪饲喂玉米-豆粕日粮条件下，添加1.5%2.0%的延胡索酸，大肠杆菌数分别下降13.8%和14.7%。有机酸本身也有较强的杀菌作用：如浓度为0.2%0.4%的延胡索酸可杀灭葡萄球菌、链球菌；浓度为0.4% 时可杀灭大肠杆菌，而对乳酸菌无抑制作用. 挥发性有机酸和非挥发性有机酸及无机酸的抗菌效果存在明显差异，挥发性有机酸(甲酸、丙酸和丁酸)具有较好的杀菌作用，直接扩散进入细胞内，通过降低细胞内pH值，抑制某些大分子如DNA、RNA、蛋白质或脂类等细胞膜的组成成分的代谢，破坏病原菌细胞膜的完整性，从而达到杀菌作用；非挥发性有机酸(如乳酸)和无机酸(如磷酸)具有显著的抑菌作用，由于这些酸化剂通过降低病原菌细胞间质的pH值，破坏病原菌渗透压体系，阻止细胞正常繁殖，从而阻止病原菌的生长和发育。挥发性有机酸盐尽管不能降低病原菌细胞间质的pH值，不能以酸的形式渗透进入病原菌细胞内发挥杀菌作用，但也具有抗菌作用。其作用强弱依赖于有机酸盐的溶解性，如挥发性有机酸的钠盐全溶于水，而钙盐只有部分可溶。因而体外抑菌试验中，丁酸钠的抑菌效果要比甲酸钙和丙酸钙的强。此外，有机酸的二价盐体外抑菌效果优于饱和度高的有机酸盐。2.1.3 有机酸可以直接参与体内代谢并提高营养物质消化率 部分有机酸直接参与机体能量，结构和酶促反应，如柠檬酸，延胡索酸，苹果酸就是三羧酸循环中不可缺少的组分，是易于利用的能源。乳酸参与体内代谢，是糖酵解的终产物之一，并可通过糖异生释放能量。因此，有机酸可作为能量来源。减少因糖异生和脂肪分解造成的组织损耗。从而提高营养物质消化率，促进动物生产性能的提高。李德发等(1993)通过调节仔猪胃中pH值，有效地促进了营养物质的消化吸收，分别提高日粮中干物质消化率2.28%。蛋白质消化率6.1%，能量消化率提高2.3%，矿物质(Ca、P，Mg、Zn)利用率提高30%左右。2.1.4 促进矿物元素的沉积和吸收 有机酸能降低肠道中的pH值，还可与一些在碱性环境中易形成难溶性盐的矿物质螯合，促进其吸收. 柠檬酸在25时与Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+等离子形成稳定且生物学效价较高的配位化合物。2.1.5 有机酸其他方面的作用 有机酸可以通过增强日粮适口性，提高仔猪采食量；有机酸可以降低胃的排空速度；可以很好地缓解应激；还可以用作防腐剂，降低饲料中病原菌数量，达到抑制菌类的传播。2.2 微生态制剂在断奶仔猪中的应用 微生态制剂是在微生物理论指导下, 利用对宿主有益的活性微生物及其代谢产物和促生长物质的制剂。广义的说，微生态制剂包括动物微生态制剂和植物微生态制剂，而通常所说的微生态制剂主要是指动物微生态制剂。动物微生态制剂既包括正常微生物成员，尤其是优势种群的活菌制剂，还包括一些能促进正常微生物群生长繁殖的物质所制备的制剂，其能产生一定的生物效应或生长态效应，如益生元。2.2.1 提供营养物质, 促进生长 提高畜禽生产性能微生态制剂中的许多菌体本身就含有大量的营养物质，并在其生长代谢过程中产生各种有机酸、合成多种维生素等营养物质。如PSB富含蛋白质，还有多种维生素、钙、磷和多种微量元素等，同时随着它们在动物消化道内的繁殖、代谢，可产生动物生长所必需的营养物质，如氨基酸、维生素等；产生生长素之类的生理活性物质，有助于食物的消化吸收；某些芽孢杆菌，可以产生较强活性的淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等消化酶类，协助动物消化饵料；产生各种B族维生素，加强营养代谢，从而提高饵料转化率。如光合细菌的蛋白质含量在60%以上，并含有多种维生素，这些微生物被添加到饲料中，可以作为营养物质被动物摄取利用。再者，乳酸杆菌、双歧杆菌等益生菌能够合成多种维生素如叶酸、烟酸、维生素B1、维生素B2等，促进机体对蛋白质、钙、铁和维生素D的消化吸收，从而促进畜禽生长，提高生产性能。章志宏等（1996）将芽孢杆菌的活菌制剂按0.5%1.0%的比例添加到猪常规日粮中，仔猪平均日增重提高18.0%19.0%，料肉比降低8.5%12.4%；生长育肥猪平均日增重提高13.4%，均达到差异显著水平。采食量较对照组增加5.0%6.8%，而且仔猪腹泻发病率明显降低。赵京杨等（2002）以二元杂交哺乳仔猪为试验对象，哺乳仔猪07日龄以涂抹方式接种益生素，835日龄饲喂含0.75%加酶益生素的仔猪料。结果表明：大长哺乳仔猪日增重提高14.57%, 腹泻指数下降了64.4%。2.2.2 提高饲料利用率 一些益生菌能产生淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等多种酶类, 参与动物消化道的“酶池”。有利于降解饲料中蛋白质、脂肪和复杂的碳水化合物, 从而提高饲料的利用率。艾必燕等（2002）在32 kg左右五元配套系优质瘦肉型PIC商品代中猪日粮中添加1%的猪用复合微生态制剂预混料, 发现试验猪平均日增重提高了4.73%, 料重比降低9.40%。薛艳秋（2000）在断奶仔猪中添加0.1%的益生素, 结果使其日增重提高15.65%,饲料利用率提高14.53%。2.2.3 诱导细胞因子产生, 活化全身免疫系统 提高机体免疫力, 微生态制剂是良好的免疫活剂, 通过细菌本身或细胞壁成分刺激宿主免疫细胞, 使其激活, 有效提高干扰素和巨噬细胞的活性,促进吞噬细胞的活力, 让其产生非特异性免疫调节因子等激发机体免疫功能, 增强机体免疫力和抗病力。益生菌( 蜡样芽孢杆菌、酿酒酵母菌等) 可以活化肠黏膜内的相关淋巴组织, 提高免疫识别能力, 并诱导T淋巴细胞、B淋巴细胞和巨噬细胞产生细胞因子,通过淋巴细胞再循环活化全身免疫系统, 提高非特异性免疫反应, 增强机体免疫力。2.2.4 改善肉的品质 生产无公害产品微生态制剂的使用, 大大减少了抗生素、激素等化学药物的使用, 不仅使畜禽健康成长。而且由于体内大量有益微生物的活化作用, 改善了畜产品的品质。据日本有关部门对猪、鸡、牛等畜禽的检测, 其肉的蛋白质含量明显提高, 而脂肪、胆固醇含量下降, 肉的纤维组织有所改变, 提高了肉的品质。饲喂微生态制剂的畜禽, 屠宰后内脏器官发育良好, 肠管粗细均匀、弹性好、油脂少, 吃起来鲜嫩可口、无腥味。2.2.5 消除粪尿恶臭, 改善养殖生态环境 畜禽由于对饲料营养物质消化吸收不全, 使粪便中残留了相当数量的有机物, 特别是含氮物质,极易被腐败菌分解产生氨气(NH3) 和硫化氢(H2S)等恶臭物质; 有的粪便当中还极有可能含有大量的病原微生物, 如果对其不加以合理处理和利用, 不仅会降低畜禽生产性能, 而且还会污染环境, 进而危及人类的健康与生存环境。畜禽粪便的污染通常可分为矿物元素污染、氮磷污染、恶臭物质污染和生物病原污染四个方面。据研究, 微生态制剂在减轻畜禽粪便污染、保护生态环境方面有重要的作用。王志敏等（2006）在试验中采用聚丙烯生物填料, 接种3种活菌制剂, NH4+-N、NO2-N 的降解率分别达到39.0%和45.7%,在后续跟踪中, 随着时间的延续,有益微生物的菌膜得以更好的生长, 其降解率进一步提高, 并且稳定在70%90%, 有效调节了水体中生态平衡, 能更好地改善水质, 减少病害, 促进生长, 提高成活率, 实现高产高效。黄平（2000）用EM发酵液喷洒猪栏周围，可清除粪尿恶