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酸化剂在母猪上应用的研究进展

609 来自: 上海美农
简介
酸化剂在畜禽生产中应用广泛,其主要作用是提高饲料蛋白质的利用率和改善肠道微生物菌群。酸化剂通过降低胃肠道pH,促进蛋白质变性、激活胃蛋白酶原提高动物对蛋白质的消化利用。

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摘要:酸化剂在畜禽生产中应用广泛,其主要作用是提高饲料蛋白质的利用率和改善肠道微生物菌群。酸化剂通过降低胃肠道pH,促进蛋白质变性、激活胃蛋白酶原提高动物对蛋白质的消化利用;有机酸分子通过进入微生物机体破坏细菌细胞的合成和繁殖,从而对胃肠道病原菌到抑菌和杀菌作用。诸多研究表明,酸化剂在提高仔猪蛋白消化率和生产性能方面均有改善作用。酸化剂应用的相关研究中,其在母猪上的应用研究较少,本文主要对母猪的生理特点、酸化剂在母猪上应用的可能作用方式以及酸化剂在母猪饲粮中应用的作用效果进行综述,以期为酸化剂在母猪饲粮中的推广应用提供理论依据。

  现代集约化、规模化养猪生产中,母猪繁殖性能(年提供断奶仔猪数、活产仔猪数、窝产断奶仔猪数、发情间隔等)是影响猪场生产效益最重要的因素之一。影响母猪繁殖性能的因素很多, 而哺乳期母猪采食量低是重要影响因素,哺乳期母猪采食量不足不仅影响其泌乳量、仔猪增重和仔猪存活率,还会加剧哺乳期体损失,导致体况下降,断奶至再发情时间延长或不发情(Hulten et al,1993; Foxcroft et al,1997)。并且由于母猪分娩和哺乳过程中,自身营养代谢与生理状态发生剧烈变化,导致机体氧化应激程度加剧,而氧化应激程度高常引起高产母猪的妊娠并发症(Berchieri-Ronchi et al,2011)。这些问题可能在经过对瘦肉率和饲料利用率选育后的瘦肉型母猪中变得更为严峻(Kanis et al,1990)。如何提高母猪哺乳期采食量、降低外界环境对母猪的负面压力、提高母猪的繁殖性能成为养猪生产中亟待解决的问题。酸化剂在畜禽生产中应用广泛,其主要作用是提高饲料蛋白质的利用率和改善肠道微生物菌群, 除此之外,酸化剂在母猪中的应用还应重点关注其对采食量、抗应激和乳猪生长潜力的影响。

1、繁殖母猪的生理特点

  猪场经济效益的高低,取决于平均每头母猪每年提供的仔猪头数和年贡献商品猪头数,母猪正常发情和适时配种是成败的关键,而母猪正常发情和适合配种与其体况有直接关系。繁殖母猪主要有以下生理特点:1、消化系统发育完善,但消化吸收表达结果较大程度上受环境和管理因素的影响;2、妊娠定位栏在集约化生产中的广泛应用容易引起妊娠母猪氧化应激;3、母猪由于皮厚毛长,皮下脂肪层较厚,但无汗腺,容易发生热应激;4、母猪处于泌乳时期,代谢旺盛,营养物质需求量高。母猪在哺乳期间需要分泌大量乳汁,一般60d内乳汁分泌量可达200~300 kg,优良母猪可达450 kg,能量、蛋白质、矿物质和维生素对泌乳母猪的影响很大,若长期供应不足,会导致母猪泌乳量下降、仔猪瘦弱、母猪消瘦,影响再次发情;5、采食量下降。母猪分娩后,消化机能下降,采食量降低,每日摄取的营养少量用于自身的维持需要,大部分用来合成乳汁。即使母猪饲喂适宜营养水平的饲料,仍会动用一部分体贮用以增加泌乳量。

  目前,饲粮中添加酸化剂对畜禽发挥作用的具体作用机制仍然不是很清晰。但是它们的作用方式可能与维持肠道低pH值、影响胃蛋白酶活性、抑制后肠病原菌的繁殖、提高机体免疫机能和抗应激能力、影响营养物质代谢有关。

2、酸化剂在母猪上应用的作用效果


2.1 酸化剂对母猪采食量的影响

  养猪生产中,母猪在妊娠后期和哺乳期,特别是哺乳阶段,其机体代谢旺盛,营养物质需要极高。母猪的采食量与其泌乳量呈正相关,哺乳母猪的采食量不足时,其泌乳量就会受到严重影响,从而影响仔猪的生长和断奶存活率(Eastham et al,1988);另一方面,采食量不够带来的母猪哺乳期体况损失,能够通过抑制GnRH的分泌而延长断奶到下一次发情的时间间隔, 减少下一胎次母猪的妊娠率和窝产仔数(Van et al,2000)。因此提高母猪采食量对提离仔猪初生重和存活率、降低母猪体况损失具有重要意义。

  Liu等(2014)研究发现,在母猪饲料中添加不同水平的柠檬酸(0.5%,1.0%,1.5%)能不同程度提高哺乳母猪的采食量,但差异不显著。张婧婧等(2017)研究两种不同剂型酸化剂对哺乳母猪采食量的影响,结果发现添加0.3%吸附混合型酸化剂(磷酸、乳酸、富马酸等)和0.1%微囊型酸制剂(乳酸、富马酸、苹果酸等)均能提高哺乳母猪采食量,这与Liu等人的研究结果一致。彭艳等(2013)试验表明,母猪饲粮中添加4kg/t复合酸酸化剂后,其采食量比对照组增加12.3%(P<0.05)。酸化剂能提高母猪采食量的作用机制目前并不清楚,可能与酸化剂可改善饲料适口性,促进营养物质利用率有关。

2.2 酸化剂对母猪饲粮养分利用率的影响

  母体营养影响新生儿组织生长所需要的全部营养物质,母猪妊娠期和哺乳期营养物质的摄入量很大程度上决定了仔猪出生和断奶窝重,母猪妊娠期体况改变可能影响窝产仔数的均匀一致性(Campos P et al,2012),酸化剂能够降低胃肠道pH值,增加胃蛋白酶的活性,有助于对大分子蛋白质的水解。并且胃肠道在偏酸性条件下,能降低植酸等与矿物质离子的螯合,促进矿物质离子的吸收,同时有机酸化剂主要由中短链脂肪酸组成,可能对血液和乳中游离脂肪酸的含量产生影响。

  Liu等(2014)研究发现,在妊娠后期和哺乳期日粮中添加1.5%的柠檬酸,能够显著提高饲料中粗蛋白、钙和磷的消化率,并且该组母猪在分娩和断奶当天显著增加血浆、初乳以及常乳中总蛋白含量,对血浆尿素氮以及球蛋白水平也具有改善作用,促进胎儿生长和哺乳期需要。母猪饲粮中添加2%苯甲酸可提高有机物、粗蛋白质、粗脂肪和粗纤维的消化率(Kluge,2010)。France等(2004)研究也发现,断奶仔猪饲粮中添加200mmol/kg甲酸、1:1甲酸和富马酸、1:1甲酸和乳酸以及2:1甲酸和乳酸,能将干物质的消化率提高3%-4.6%,但对粗蛋白的消化率没有影响。张婧婧等(2017)研究发现在哺乳母猪饲料中添加复合酸化剂可以提高母猪饲料蛋白质的消化率,其中微囊型酸制剂(乳酸、富马酸、苹果酸等有机酸)组的饲料蛋白消化率显著高于对照组(P<0.05),这可能是由于微囊型酸制剂通过工艺的处理,可以到达肠道持续释放,一方面促进肠道消化酶的分泌,另一方面改善肠道的微生态环境,进一步提高蛋白质消化率。

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2.3 酸化剂对母猪肠道pH值和肠道微生物的影响

  饲粮中添加酸化剂能够降低饲料的pH值,在胃肠道释放氢离子从而降低胃肠道pH值。Burnell等(1998)研究发现,在断奶仔猪饲粮中添加1%的柠檬酸,能够将饲料、胃、回肠和结肠的pH值分别降低0.69、0.12、0.57、0.22。

  动物胃肠道处于酸性环境条件下,有利于乳酸杆菌的生长,抑制大肠杆菌等有害菌的定植和繁殖。有机酸都是弱酸,这意味着有一定比例的分子未解离,这些未解离的酸分子更容易穿过细胞膜进入细菌内部(①),在偏碱性的细胞质环境中,酸会释放质子(②),结果就导致细菌细胞内PH的降低,细菌不能够适应内部pH的变化,启动一种特殊的机制(H+-ATPase系)将细菌内部的H+外排到细菌外部(③),使pH值恢复到正常,此代谢过程消耗能量,破坏细胞的代谢过程,影响细菌的繁殖和生长(④);另一方面,细菌细胞被迫消耗能量排出质子,导致细胞内的酸阴离子的积累,打破细菌内部的阴离子平衡,导致细菌生长受阻或死亡-。由于乳酸杆菌和双歧杆菌对pH值变化不敏感,不会对其生长和繁殖产生影响。而无机酸化剂不能够渗透细菌的细胞壁发挥作用(Gauthier et al,2002), 其主要是通过降低胃肠道pH值,改变细菌生存环境,从而影响细菌代谢。

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  研究表明,酸化剂能明显降低肠道中的大肠杆菌数量。Ravindran和Kornegay(1993)认为保护型酸化剂比未保护酸化剂降低粪便中致病性大肠杆菌数量的效果明显。Khajarern 等(1998)试验表明,母沙龙国际手机版中添加酸化剂可降低其粪便中的大肠杆菌数量。张婧婧等(2017)的研究表明,哺乳母猪饲粮中添加0.1%微囊型酸制剂(乳酸、富马酸、苹果酸等有机酸)能显著降低粪便中大肠杆菌数量,改善粪便中微生物乳酸杆菌和大肠杆菌的比例。

2.4 酸化剂对母猪和仔猪免疫机能的影响

  母猪机体的健康状况是母猪繁殖性能表现的重要基础,而衡量猪场总体效益的重要指标是母猪每年所产的断奶仔猪数。母乳是新生仔猪唯一的食物来源,是哺乳动物在分娩后分泌的营养全面而均衡的食物。母猪初乳中除了含有仔猪所需要的能量和营养物质外,还有免疫蛋白因子,其最重要的功能是激活仔猪的免疫系统,为仔猪提供特异性和非特异性免疫保护功能。特别是初乳中的免疫球蛋白,尤其是IgG,为新生仔猪提供体液免疫保护直到消化系统足够成熟有能力来对抗原作出反应。IgA是常乳中最主要的免疫球蛋白,保护局部消化道,对抗病原菌、共生菌以及食物中的抗原。

  Liu 等(2014)研究发现在母猪饲粮中添加不同水平柠檬酸均能够显著提高母猪血清内 IgG和IgA水平,增强母猪免疫机能。郭骥等(2016)研究发现复合酸化剂(甲酸、丙酸、丁酸及其酸盐)对母猪血清和母乳乳清中免疫因子无影响,但是对初乳IgG、IgA、IgM的含量均有升高趋势,并且此项研究中酸化剂组仔猪的生产性能优于对照组。张婧婧等(2017)的研究也有相似的发现,母猪饲粮中添加0.3%混合型酸化剂(磷酸、乳酸、富马酸等)和0.1%微囊型酸制剂(乳酸、富马酸、苹果酸等)均能提高初乳中免疫球蛋白IgG和IgA,并且微囊型酸化剂对初乳中IgG的提高幅度更明显。酸化剂对母猪免疫特性的影响主要通过提高血浆免疫因子来影响,并且通过提高乳清中免疫因子的含量进而提高仔猪的存活率和改善健康状况。酸化剂对母猪和仔猪免疫特性的影响尚且需要更多的研究数据支持。

2.5 酸化剂对母猪和仔猪机体抗氧化特性的影响

  机体抗氧化系统是一个庞大而复杂的系统,其主要包括酶促抗氧化系统和非酶促抗氧化系统。酶促抗氧化系统包括谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、乳酸脱氢酶(LDH)、过氧化氢酶(CAT)等,非酶促氧化系统包括维生素E、维生素C、β-胡萝卜素、金属结合蛋白、谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)等抗氧化剂,两个系统作用方式各不相同,相互协作,组成机体抗氧化防线。正常生理条件下,动物机体自由基是一个不断产生又不断清除的动态平衡状态,其基本浓度相对稳定。当机体产生自由基却无法及时清除时,机体组织就会受到损伤。因此可以通过测定机体 T-AOC 能力、SOD 活力、GSH 含量、GSH-Px 活性来反映机体抗氧剂能力,测定机体 MDA含量来反映机体细胞受损程度。

  目前关于酸化剂对母猪抗氧化能力影响的报道相对较少,但有许多酸化剂用于仔猪及其他动物上的报道。刘文辉(2013)在仔猪饲粮中添加 0.1%、0.15%复合酸化剂(磷酸、富马酸、柠檬酸、苹果酸), 饲养28d后,与对照组相比,14d时添加水平为0.1%的试验组仔猪血清GSH-Px活力显著提高,28d时,0.1%组仔猪血清T-AOC活力和T-SOD活力均显著提高,0.15%组有提高仔猪抗氧化能力的趋势。郭骥等(2016)母猪饲粮中添加复合酸化剂(甲酸、丙酸、丁酸及其酸盐)对母猪血清抗氧化能力各项指标无显著影响,但在泌乳14d 酸化剂组母猪乳清中MDA含量显著降低,T-AOC、SOD、GSH-Px、GSH均有不同程度升高,泌乳21d 酸化剂组母猪乳清中MDA 含量极显著降低,SOD与GSH活力略有提升,这表明在母猪哺乳饲粮中添加复合酸化剂可以提高其母乳抗氧化能力,更好的促进仔猪生长发育。

2.6 酸化剂对仔猪哺乳期生产性能的影响

  在养猪生产中,断奶仔猪数和仔猪的生长潜能与养猪的效益密切相关。目前,在母猪怀孕饲粮中添加复合型酸化剂的研究较少。部分研究表明在母猪妊娠后期与哺乳期饲粮中添加酸化剂能够对其后代的生长性能产生显著影响,使新生仔猪有更高的整齐度和活仔数,初生窝重、断奶窝重、断奶头数也均有提高。

  Liu等(2014)在妊娠后期和哺乳期母沙龙国际手机版中添加不同水平(0、0.5%、1%、1.5% )柠檬酸发现,试验组和对照组仔猪生产性能(初生重和断奶窝重、仔猪增重)无明显差异。Øverland等(2009)研究在母猪配种开始至哺乳期结束的日粮中添加二甲酸钾(0、0.8% 和1.2% )对仔猪初生重、日增重和断奶重的影响,结果发现,与对照组相比,二甲酸钾组仔猪初生重、日增重和断奶重均有增加趋势。王海峰等(2013)试验表明,母猪妊娠后期至哺乳结束日粮中添加0.2%山梨酸可显著提高仔猪平均日增重和窝重。张婧婧等(2017)的研究发现, 母猪饲粮中添加 0.1%微囊型酸制剂(乳酸、富马酸、苹果酸等)显著提高仔猪断奶平均重。酸化剂对母猪繁殖后代的影响是多方面的,对仔猪作用效果的达成可能与上述文章中谈到的几点作用效果密切相关。

3、小结

  综上所述,酸化剂在提高母猪采食量、增加母猪对饲料养分利用率,降低胃肠道ph、改善微生物菌群平衡、增强母猪免疫力和抗氧化机能方面均有不同的作用效果。目前酸化剂在母猪上的应用研究较少,在母猪上作用效果的实现途径还缺乏系统的科学研究,需要进一步的研究和论证。在养猪生产中,随着食品安全问题越来越受到重视,对抗生素产品的管控越来越严格, 酸化剂作为替代抗生素产品之一必将得到更广泛的应用。

来源:上海美农


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