【毕业学位论文】复合酸化剂配方的研制及其对断奶仔猪的作用硕士硕士论文

密级： 论文编号： 中国农业科学院 硕士学位论文 复合酸化剂配方的研制 及其对断奶仔猪的作用 N F N 士研究生：李 鹏 指 导 教 师：齐广海 研究员 申请学位类别：农学硕士 专 业：动物 营养与饲料科学 研 究 方 向：单胃动物营养 培 养 单 位： 研究生院 饲料研究所 提交日期 2007 年 6 月 N F N i 007 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下 进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业科学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 时间： 年 月 日 关于论文使用授权的声明 本人完全了解中国农业科学院有关保留、使用学位论文的规定，即：中国农业科学院有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业科学院可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 (保密的学位论文在解密后应遵守此协议 ) 论文作者签名： 时间： 年 月 日 导师签名： 时间： 年 月 日 摘 要 酸化剂在饲料尤其是断奶仔猪饲料中的应用越来越普遍，然而关于酸化剂的使用效果及其作用机理仍然存在争议。本论文 在研究复合酸化剂配方的基础上，在断奶仔猪上探讨了酸化剂的作用机理。现分别摘要如下： 试验一 复合酸化剂配方的研制 本试验采用均匀设计方法，设计了 2 个类型的酸化剂：磷酸型（酸化剂 A）和乳酸型（酸化剂 B） ，每种酸化剂设置 6 种不同的配方，通过研究不同配方两种酸化剂对饲料 、饲料系酸力以及对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌三种细菌的抑菌能力，建立回归方程，并用逐步 回归分析法求出最优解，最终确定了两种酸化剂的最佳配方。试验结果表明，当酸化剂 A 中磷酸占 30%、柠檬酸占20%、延胡索酸占 20%、甲酸钙占 5%时，酸化剂 A 对饲料 、饲料系酸力以及有关细菌的抑制作用方面效果最佳；当酸化剂 B 中乳酸占 40%、柠檬酸占 20%、延胡索酸占 20%时，综合效果最佳。 试验二 酸化剂对断奶仔猪促生长机理的研究 本试验是在试验一研制的两种复合酸化剂的基础上，研究其对断奶仔猪的作用效果，并探讨其作用机理。 200 头仔猪被分为 5 组，分别为不添加酸化剂的对照组、添加 酸型酸化剂 A 组、添加 酸型酸化剂 A 组、添加 酸型酸化剂 B 组和添加 酸型酸化剂 B 组，每组 4 圈，每圈 10 头仔猪。研究并比较了两种酸化剂以不同水平添加时对断奶 仔猪生产性能、胃肠道酸度、消化酶活性、小肠黏膜形态、大肠微生物菌群、血 清生化指标、免疫机能等方面的影响，试验结果表明： 添加磷酸型酸化剂 A 和乳酸型酸化剂 B 可以显著增加仔猪的日采食量（ P ，提高日增重（ P ，改善饲料转化效率（ P ，降低腹泻率（ P ，其中以添加 乳酸型酸化剂 B 的效果最佳； 添加所研制的磷酸型和乳酸型酸化剂可以显著降低仔猪胃和十二指肠食糜 （P ，显著提高仔猪胃蛋白酶和胰蛋白酶活性（ P ，增加小肠绒毛高度（ P ；添加磷酸型酸化剂 A 和乳酸型酸化剂 B 都可以显著降低仔猪盲肠大肠杆菌和沙门氏菌的数量（P ，增加乳酸菌和双歧杆菌的数量（ P ，其中添加乳酸型酸化剂 B 的效果显著优于磷酸型酸化剂 A（ P 添加磷酸型酸化剂A 和乳酸型酸化剂 ，添 加 酸型酸化剂 P ；添加两种酸化剂都可以显著提高仔猪血清中 P，对于 的影响都不明显（ P 上述结果表明，试验一研制的两种复合酸化剂都对断奶仔猪具有明显的促生长作用，其中乳酸型酸化剂 B 的作用效果要优于磷酸型酸化剂 A，而乳酸型酸化剂 B 在 加水平时效果最佳。 关键词：酸化剂；均匀设计；断奶仔猪；生产性能；作用机理 in in of on of to up to of in : he to of of ) ), pH to of it 0%, 20%, 20%, % in . it 0%, 20% 0% in . : he to of in in a ) 0.3%). of of at of to pH of of as in P P PP it of to on in pH P of in P of P in P P It on in no on of P of of P of in of gA P gM by of P . In in of . It of 目 录 第一章 文献综述 .奶仔猪的生理特点 . 胃 酸分泌不足，消化酶活性降低 . 肠 黏膜形态发生变化，消化能力下降 . 胃 肠道微生物区系紊乱，容易发生腹泻 . 免 疫机能低下，抗病力弱 .见酸化剂的类型 . 单 一型有机酸化剂 . 单 一型无机酸化剂 . 全 酸复合型酸化剂 . 酸 盐复合型酸化剂 .化剂的作用机理 . 降 低饲料和胃内高消化酶的活性 . 减 慢胃排空的速度 . 改 善小肠黏膜形态 . 改 善胃肠道微生物区系 . 促 进矿物质和维生素的吸收 . 直 接参与体内能量代谢，提供能量 . 改 善饲料适口性 . 增 强动物的免疫功能 .响酸化剂作用效果的因素 . 仔 猪的断奶日龄和体重 . 酸 化剂的种类和添加量 . 饲 料蛋白质来源和水平 . 饲 料原料的缓冲力（系酸力） . 10 酸 化剂与抗生素及铜的协同效应 . 10 前酸化剂产品存在的主要问题 .化剂的研发重点 . 11 替 代抗生素 . 11 抗 应激作用 . 11 特 殊载体和包被、缓释技术的研究 . 11 复 合酸化剂配方的研制 . 12 第二章 试验部分 . 13 试验一 复合酸化剂配方的研制 . 13 1 材料与方法 .料酸的选择及其配比水平 . 14 验方案 .定指标 . 15 2 结果与分析 .加酸化剂对饲料. 17 加酸化剂对体 外培养的大肠杆菌等细菌生长的影响 . 17 3 利用均匀设计软件 .化剂. 18 化剂. 18 4 讨论 .化剂对饲料料 系酸力、大肠杆菌等细菌的抑制作用的影响 . 19 归方程的建立及最优解的求得 . 19 5 小结 .验二 酸化剂对断奶仔猪促生长机理的研究 . 21 1 材料与方法 .验动物与饲养管理 . 22 验日粮 . 22 化剂来源 . 22 验设计 . 23 定指标 . 23 据处理 . 26 2 结果与分析 .化剂对断奶仔猪生产性能的影响 . 26 化剂对断奶仔猪胃肠道酸度的影响 . 28 化剂对断奶仔猪胃肠道消化酶活性的影响 . 29 化剂对断奶仔猪小肠黏膜形态的影响 . 30 化剂对断奶仔猪大肠菌群的影响 . 30 化剂对断奶仔 猪血清总蛋白和尿素氮浓度的影响 . 32 化剂对断奶仔猪免疫机能的影响 . 33 3 讨论 .化剂对断奶仔猪生产性能的影响 . 34 化剂对断奶仔 猪胃肠道酸度及消化酶活性的影响 . 35 化剂对断奶仔猪小肠黏膜形态的影响 . 35 化剂对断奶仔猪大肠菌群的影响 . 36 化剂对断奶仔 猪血清总蛋白和尿素氮浓度的影响 . 36 化剂对断奶仔猪免疫机能的影响 . 37 4 小结 .三章 全文总结 . 38 究结论 .研究的创新点 .待进一步研究的问题 . 考 文 献 . 39 致 谢 . 45 作 者 简 历 . 46 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 文献综述 第一章 文献综述 为了最大程度提高母猪的年生产能力和充分利用昂贵的产房设施，现代养猪生产中已普遍采用早期断奶，即仔猪 35 周龄，甚至更早的时间实行断奶，但是由于早期断奶仔猪具有抗病力低、消化道与消化腺发育尚未完善、胃酸分泌不足等生理特点，而导致仔猪断奶后出现了一系列不良反应症状，表现为食欲差、生长慢、饲料利用率低、腹泻、抗病力下降甚至发生死亡等， 975)、 (1979)、 980)等将之统称为仔猪早期断奶综合症。为了克服断奶给仔猪造成的不良影响，人们大多通过添加抗生素来预防仔猪腹泻，促进仔猪生长。然而，近年来随着研究和认识的不断深入，人们开始发现在使用抗生素带来巨大经济效益的背后所隐藏的弊端，抗生素的使用引起了政治的、经济的甚至概念论者的争议（000 ） 。目前为止人们普遍认为使用抗生素作为饲料添加剂存在以下 4 方面负效应：长期使用抗生素引起细菌产生耐药性；抗生素在动物体内和环境中的残留，通过食物链可能危害人类健康；长期使用抗生素引起动物机体自身免疫力下降；可能引起动物自身的内源性感染。 鉴于抗生素存在的负面效应及人们对食品安全的日益关注，许多国家先后制定了限制或者禁止抗生素在饲料添加剂中使用的法律法规。如瑞典 1986 年全面禁止饲用抗生素在动物饲料中的应用，欧洲农业部 1997 年禁止阿伏霉素作为促生长剂的使用，荷兰 1998 年禁用喹乙醇，欧盟 1997 年 7 月 1 日起禁用螺旋霉素、磷酸泰乐霉素、维吉尼亚霉素和杆菌肽锌作为促生长剂, 欧盟 1999 年 10 月禁用氯氟苄腺嘌呤、二硝甲苯酰胺、异丙硝哒唑 3 种抗球虫药。在饲料中除几种广泛使用的抗球虫药外, 1999年 1 月起, 欧盟允许使用的抗生素只有莫能霉素(莫能霉素钠)、盐霉素(盐霉素钠)、磷酸黄霉素(巴波霉素)和卑霉素(阿美拉霉素)。 2006年 1 月起欧盟已全面禁止使用抗生素，美国和日本也都出台了相似的法律法规。我国于 1999 年颁布的饲料和饲料添加剂管理条例及 2001 年新修订的兽药管理条例也加强了对抗生素在饲料中使用的管理。因此，抗生素作为饲料添加剂的限制使用甚至禁止使用是饲料行业未来发展的必然趋势，开发和研制新的抗生素替代品具有重大的意义和广阔的前景。 当前世界上许多国家都在寻求可以促进动物生长的抗生素替代品（ 2001） 。益生素、化学益生素（主要是寡聚糖）、酶制剂、酸化剂被认为是最常用而且有效的抗生素替代品。许多研究表明在饲料中添加它们不仅可以维持机体健康，还可以提高动物生长率、改善饲料利用率等（ ,1980;1986;993; ,2000） 。在这些替代品中，酸化剂是很有前景的断奶仔猪饲料添加剂。许多研究表明，在断奶仔猪饲料中添加酸化剂对于提高仔猪的生产性能具有正效应。 1 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 文献综述 奶仔猪的生理特点 胃酸分泌不足，消化酶活性降低 胃酸是由壁细胞分泌的，主要起维持胃肠道中酸性环境和消化酶的正常功能并抑制有害菌增殖作用。早期断奶仔猪的胃酸分泌不足 （ ， 1974; 1978） ，胃液 高于成年猪。胃蛋白酶活性有两个最优 ，即 果胃酸不足, 达不到这一水平，饲料蛋白质的水解和消化就会严重受阻。 1959）发现胃 大于 ，胃蛋白酶活性下降，胃 大于6 时，胃蛋白酶活性丧失。胃酸不足，胃内 升高，还会影响到小肠中的消化酶活性（如胰蛋白酶、羧肽酶、淀粉酶、脂肪酶、麦芽糖酶和乳糖酶等） ，使饲料各种养分的消化率降低，仔猪生长性能和饲料利用率随之也降低。胃酸不足，反馈性地引起胃排空加快，饲料基本上没有经过胃的消化就进入小肠，造成小肠中蓄积许多不可消化的内容物，为大肠杆菌等有害菌的繁殖创造了良好条件。相反良好胃酸环境对许多有害菌有杀灭作用，经口进入胃的细菌能否成功定植于小肠，主要取决于胃酸的分泌量。 肠黏膜形态发生变化，消化能力下降 仔猪断奶后，固体日粮取代流体日粮，营养物质的可消化性下降，母乳中的营养成分和各种生物活性因子突然断绝，仔猪采食量下降，所需营养及各种活性成分不足，仔猪发生严重的应激反应，造成肠道的结构和功能也发生了明显的变化。 1986）报道，早期断奶仔猪消化道和消化腺的重量未达到成熟水平，其微细结构也未发育成熟，与营养物质消化吸收有密切关系的小肠绒毛长度、隐窝深度、绒毛面积及淋巴细胞密度等都处在生长发育阶段。 1998）发现，仔猪21 日龄断奶或35日龄断奶后3 71986）研究表明，21 日龄断奶后第1d ，仔猪各部位绒毛即开始变短，至断奶后第5后慢慢恢复。 2001）则报道： 26日龄断奶的仔猪，其绒毛高度以断奶后第2隐窝深度则以断奶后第 4宪红等（2001）报道：28日龄断奶的仔猪在断奶后1周绒毛高度降至最低，随后即恢复。 伴随着肠道结构的变化，仔猪断奶后肠道的功能也受到了影响，肠道内多种酶的活性降低。仔猪断奶后 4，乳糖酶和蔗糖酶的活性迅速下降。28 日龄早期断奶的仔猪在断奶后的 5 天内，乳糖酶、蔗糖酶和麦芽糖酶的活性至少下降50%。有研究表明，断奶后小肠绒毛的变短、刷状缘消化酶活性的减弱与肠道对糖类和氨基酸的吸收能力下降密切相关。 2 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 文献综述 胃肠道微生物区系紊乱，容易发生腹泻 断奶仔猪存在的主要问题是胃肠道微生物失衡引发的胃肠功能紊乱（ ,1985） 。胃内本身的高境加上由于消化系统发育不完全而没有消化的饲料，加速了致病菌的增殖。断奶后 2 天的仔猪肠道内大肠杆菌的数量明显增殖，而乳酸菌的数量在下降（ 1977）。 996）研究发现断奶后 2 天仔猪回肠的乳酸菌几乎为零；相反，大肠杆菌数量显著增加，进而使回肠的 断奶仔猪由于胃酸分泌不足，胃肠道酸度不够，抑制了乳酸杆菌等有益菌的生长繁殖，促进了大肠杆菌等有害微生物的增殖，最终引起胃肠道功能紊乱，仔猪发生腹泻甚至死亡。 免疫机能低下，抗病力弱 新生仔猪通过母乳来获得免疫力，称为被动免疫。仔猪断奶后，食物由液体的母乳换成了固体的饲料，失去了被动免疫的保护，而主动免疫机制又没有完全建立，导致仔猪断奶后免疫机能降低，疾病的易感性增强，导致发病甚至死亡。 (1983)报道认为 5 周龄以前断奶会造成对仔猪细胞免疫有害的一系列生理变化: 如 2 周龄和 3 周龄断奶仔猪与吮乳仔猪相比,对皮下注射 16% (P体外淋巴细胞对 激转化率降低；而且断奶也会造成体液免疫中抗体合成减少从而损害抗体介导的免疫反应。 1981)作了类似的实验表明断奶前 1 14P而且 一般认为,仔猪在 3 周龄以前,主动免疫系统还没有发育成熟。仔猪产生抗体大约是 3 周龄以后才开始,但直到 4 5 周龄时,所产生的抗体仍然较少。 见酸化剂的类型 单一型有机酸化剂 有机酸化剂主要有柠檬酸、延胡索酸、乳酸、甲酸、丙酸等。不同的有机酸各有其特点，但国内使用最广泛的而且效果最好的是柠檬酸、延胡索酸和乳酸。常见的有机酸的物理特性见表 13 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 文献综述 表 1见有机酸的物理特性 有机酸 分子量 溶性 1%水溶液 酸 丙酸 乳酸 柠檬酸 延胡索酸 好 极好 极好 好 好 差 ：a 为酸的解离常数 引自：2001 年饲料添加剂手册 ，佟建明主编 柠檬酸最初是从柠檬中提取的，故此得名。现在工业上所用的柠檬酸都是黑曲霉发酵生产的。柠檬酸为一种无色结晶，易溶于水及乙醇，具有良好的热稳定性和金属离子的配位性的有机酸。柠檬酸是目前为止被认为添加效果最好的有机酸。李四元等（1997）报道，在日粮中添加柠檬酸仔猪增重提高 王学玲等（ 1995）报道，在仔猪日粮中添加柠檬酸提高日增重 周菊香（ 1994） 、王尚荣（ 1994）也都有类似的报道。（1987）根据 5 次试验得出，日粮中添加柠檬酸平均能提高仔猪增重 饲料利用率 （ 1993）综述，在大部分试验中添加柠檬酸能提高仔猪的日增重和饲料利用率。一般认为日粮中添加 1% 2%的柠檬酸时效果最好。 延胡索酸为白色结晶粉末，对氧化和温度变化稳定。延胡索酸是三羧酸循环有氧过程的必需组分，分子含能量与葡萄糖相近。由于延胡羧酸生能途径比葡萄糖短，在应激作用和危急状态下有利于 快速合成，因而在畜牧生产中可作为抗应激剂。同时延胡索酸还具有广谱杀菌和抑菌的活性。延胡索算在欧洲使用较普遍。 1982）对此前报道的试验结果统计表明, 胡索酸可提高仔猪平均日增重 9%,采食量 ,饲料利用率 ，同时还提高氮平衡 5 % 7 %,代谢能 。 （ 1985）和 1988）也都证实添加延胡索算可以明显提高仔猪的日增重和饲料利用率。 许多试验还比较了延胡索酸和柠檬酸在断奶仔猪日粮中使用的效果。1978）等证实在断奶仔猪日粮中添加柠檬酸可以降低胃内 和细菌数量，而使用延胡索酸在十二指肠的效果更好。 1984）的研究证实柠檬酸降低胃内 的效果比延胡索酸更好，而且能更有效的促进生产性能的提高。 1985）等也报道柠檬酸的效果比延胡索酸要好。 乳酸是由许多菌种发酵产生的，主要包括乳酸杆菌属、双歧杆菌属、链球菌属、小球菌属和白串珠菌属。它是许多饲料原料的天然组分，还存在于食物防腐剂中。乳酸主要是有抗菌效应，酵母菌和霉菌可以使它发生代谢。以前的研究表明在断奶仔猪日粮中添加 乳酸可以明显降低 8 周龄仔猪十二指肠和空肠中4 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 文献综述 大肠杆菌的数量（ ,1968）。 1966）等研究指出在断奶仔猪饮水中添加乳酸可以提高生长率和饲料利用率。乳酸可以延缓产生肠毒素的大肠杆菌的增殖，降低动物的死亡率（ 981）。 2004）报道说与其它酸化剂相比，添加乳酸对仔猪生产性能的改善效果最好。 2001）等也报道说乳酸是控制仔猪早期断奶综合症（ 最有用的添加剂。 在以往的生产实践中，人们往往偏好于使用有机酸。主要是因为有机酸具有良好的风味，并可以直接进入体内三羧酸循环。但是，有机酸可能腐蚀饲料厂或养殖场设备，而且价格较贵，过高比例还会影响适口性或导致维生素的损失。 单一型无机酸化剂 无机酸化剂主要包括硫酸、盐酸和磷酸等。硫酸和盐酸都是强酸，对机体组织有很强的刺激性和腐蚀性；在青贮料中添加硫酸或盐酸的稀释液后，可使青贮料迅速下沉，有利于青贮料的压实，同时杀死细菌，抑制杂菌，增加乳酸含量，降低 添加硫酸或盐酸会影响动物体内的矿物质代谢，产生钙的负平衡，对动物骨骼发育造成影响。强酸的强腐蚀性对饲养动物、人体、设备都带来很大的危害。现在这两种无机酸已基本被淘汰。 饲料中添加磷酸可以使饲料的 很快下降。磷酸的腐蚀性比硫酸和盐酸小，对动物、人体和设备都比较安全。但过量地使用磷酸同样会引起饲料中钙和磷比例失衡，部分磷酸没有被充分利用就排出体外，造成环境污染。黄国清等（ 1999）在仔猪日粮中添加 磷酸，仔猪日增重提高 饲料报酬也提高 （ 1992）研究发现，日粮中添加 2%磷酸可提高几种必需氨基酸的消化率。德国农科院研究中心 1996) 用 5 个试验证明，在 对照仔猪相比,日增重提高 ，日粮采食量增加 ,料肉比降低 ；期内仔猪对添加磷酸的反映虽不如 I 期明显，但生长性能仍有所改善。但是 1989）研究表明，添加磷酸对仔猪的生产性能无影响。 全酸复