Технология рецептур: достижения научных исследований в области использования подкислителей в производстве поросят
2025-12-03
Подкислители кормов представляют собой новую экологически чистую кормовую добавку, которая не вызывает антибиотикорезистентности, не оставляет остатков и не обладает токсичностью. Исследования показывают, что добавление подходящего количества подкислителей кормов в рацион животных повышает эффективность кормоконверсии и производительность. Однако некоторые исследования показывают, что влияние подкислителей кормов на молодых животных не является выраженным. Это может быть связано с такими факторами, как стадия роста поросят, уровень питания, типы подкислителей и дозировка.
1 Типы кормовых подкислителей
В настоящее время в продаже имеется множество типов кормовых подкислителей, в основном включая неорганические кислоты, органические кислоты, композитные подкислители и кислотные соли. Неорганические кислоты в основном представлены фосфорной кислотой, которая широко применяется. Органические кислоты, такие как фумаровая кислота, лимонная кислота, яблочная кислота и молочная кислота, в первую очередь уменьшают количество бактерий за счет понижения pH желудочно-кишечного тракта. Помимо понижения pH, органические кислоты оказывают ингибирующее действие на грамотрицательные бактерии, разрушая клеточные стенки бактерий и препятствуя синтезу ферментов, что иллюстрируется на примере муравьиной кислоты, уксусной кислоты, пропионовой кислоты и сорбиновой кислоты. Составные подкислители и кислотные соли снижают затраты, связанные с использованием отдельных кислот, обладают отличным буферным эффектом, быстро снижают уровень pH, поддерживают оптимальную биологическую эффективность и обеспечивают высокую рентабельность. В настоящее время на рынке наиболее распространены составные подкислители на основе молочной кислоты и составные подкислители на основе фосфорной кислоты.
2 Механизм действия
2.1 Снижение кислотосвязывающей способности рациона и стимулирование секреции желудочной протеазы
Кислотосвязывающая способность кормовых ингредиентов и добавок подробно описана в дополнительной таблице. Как указано, надлежащая кислотосвязывающая способность рациона (19,5–23,0 ммоль·100 г⁻¹) улучшает pH кишечника у поросят, способствуя усвоению и метаболизму питательных веществ, таких как белок, повышая эффективность кормоконверсии и снижая частоту диареи. Исследования показывают, что у отлученных поросят наблюдается недостаточная секреция желудочной кислоты. Одновременно с этим их рацион частично нейтрализует желудочную кислоту, ухудшая переваривание и метаболизм питательных веществ, таких как белок, и впоследствии приводя к диаррее, вызванной питанием. Связывающая способность кислоты обозначает способность корма связывать кислоты, обычно определяемую как миллимоли соляной кислоты, потребляемые для снижения pH 100 г корма или ингредиента до 4,0. На эту способность дополнительно влияют взаимодействия между компонентами корма.
Активность пепсина достигает пика при pH 2,0–3,5, значительно снижается при pH выше 4,0 и становится неактивной при pH выше 6,0. Высокая кислотосвязывающая способность корма может позволить вредным патогенам, таким как кишечная палочка, прилипающим к частицам корма, проникнуть в тонкий кишечник, где они размножаются на непереваренных питательных веществах.
Важной функцией подкислителей корма является снижение кислотосвязывающей способности корма, активация пепсиногена и стимуляция секреции пепсина. Снижение кислотосвязывающей способности (кислотосвязывающей способности корма) подкислителями корма в первую очередь зависит от состава рациона, типа кислоты, ее относительной молекулярной массы, степени диссоциации и соотношения ингредиентов. Как правило, неорганические кислоты обладают более высокой скоростью диссоциации, быстро снижая pH желудочно-кишечного тракта. Однако такое резкое снижение pH может повредить слизистую оболочку желудка, нарушить секрецию желудочной кислоты, нарушить электролитный баланс рациона и снизить вкусовые качества корма. Напротив, органические кислоты имеют более низкую скорость диссоциации, поэтому для снижения pH требуется больше времени, но они обеспечивают длительное действие. На их диссоциацию влияет молекулярная масса. При заданной массе органической кислоты более низкая молекулярная масса приводит к большей диссоциации ионов водорода при фиксированном pH. Хотя некоторые макромолекулярные органические кислоты (поликарбоновые кислоты) теоретически допускают многоступенчатую диссоциацию (т. е. ионизацию нескольких атомов водорода), практическая диссоциация обычно ограничивается одной стадией. Следовательно, низкомолекулярные органические кислоты демонстрируют более высокую эффективность в снижении кислотности корма по сравнению с макромолекулярными органическими кислотами и неорганическими кислотами.
2.2 Поддержание микроэкологического баланса кишечника способствует здоровью кишечника
Исследования показывают, что оптимальные диапазоны pH для роста кишечных бактерий Кишечная палочка, Сальмонелла и Клостридия составляют 6,0–8,0, 6,8–7,2 и 6,0–7,5 соответственно, тогда как Лактобациллы активно размножаются при pH 5,4–6,4. Неорганические кислоты ингибируют рост вредных бактерий, снижая pH в кишечнике. Маломолекулярные органические кислоты проникают в бактериальные клетки через их мембраны в молекулярной форме, где они диссоциируют на ионы водорода и гидроксильные анионы. Диссоциированные ионы водорода снижают pH внутри бактериальной клетки. Для поддержания внутриклеточного кислотно-щелочного равновесия бактерии вынуждены транспортировать ионы водорода через мембрану с помощью H⁺-АТФ-аз, что требует затрат энергии. Гидроксид-ионы ингибируют синтез ДНК и производство белка у бактерий, оказывая таким образом бактерицидное и бактериостатическое действие. Фумаровая кислота в концентрации 0,2–0,4% способна уничтожать стафилококки и стрептококки, а в концентрации 0,4% — эшерихии кишечная палочка, не ингибируя при этом молочнокислые бактерии. Добавление 0,125% фумаровой кислоты снижает количество кишечной палочки у бройлеров на 10,03% и одновременно увеличивает количество Лактобацилл на 19,33%. Муравьиная кислота обладает антибактериальной активностью, пропионовая кислота предотвращает рост плесени, и обе они сильно ингибируют виды Сальмонелла и Бациллус. Молочная кислота подавляет некоторые вирусы и грамотрицательные бактерии.
2.3 Улучшение пищеварения и всасывания
Подкислители корма не только снижают кислотность рациона, но и активируют пепсиноген, стимулируя секрецию пепсина, тем самым улучшая переваривание и всасывание белка. Кроме того, они способствуют всасыванию и усвоению витаминов. Добавление 0,5% бензойной кислоты увеличило суточный прирост веса поросят на 6,06% и улучшило кажущееся использование энергии на 4,46%. В рационах свиней на откорме добавление 0,65% формиата увеличивало использование сырого белка на 3,62% и использование лизина на 2,38%. Лимонная кислота улучшает использование минералов у отлученных поросят. Как синергетик антиоксидантов, она защищает стабильность витаминов A и C в корме, одновременно улучшая усвоение витаминов A и D в тонком кишечнике.
3 Применение подкислителей кормов в производстве поросят
3.1 Влияние на производственные показатели и биохимические показатели сыворотки крови
Включение подкислителей в рацион может в определенной степени повысить производственные показатели и снизить частоту диареи у отлученных поросят. Однако на эти эффекты влияют тип подкислителя, уровень его включения в рацион, кислотность рациона и стадия роста поросят. Ли Цзяньпин и др. провели испытания, в ходе которых рацион из кукурузы, соевого шрота и соевого шрота, расширенного кукурузой, дополняли 0,02 % охратоксином А (10–25 ppm), лимонную кислоту (1,5%), фосфорную кислоту (0,3%) и сложную кислоту (1%) для замены кукурузы в базовом рационе. В возрасте от 28 до 42 дней группы, получавшие антибиотики и сложные кислоты, значительно увеличили суточный прирост веса (P<0,05), снизили коэффициент конверсии корма и эффективно снизили частоту диареи. Группа, получавшая 0,3% фосфорную кислоту, продемонстрировала значительно более низкую частоту диареи (P<0,05). Однако значительных различий в потреблении корма между всеми группами не наблюдалось (p>0,05). В возрасте от 43 до 56 дней группа, получавшая смешанные кислоты, значительно увеличила суточный прирост веса (P<0,05), в то время как добавки антибиотиков и подкислителей не оказали значительного влияния на потребление корма, коэффициент конверсии корма или частоту диареи (p>0,05). Группа с лимонной кислотой продемонстрировала менее выраженный эффект, возможно, потому что лимонная кислота — промежуточное звено в цикле трикарбоновых кислот — имеет короткий энергетический путь и легко всасывается в желудке, что препятствует ее подкисляющему действию в тонком кишечнике.
Ван Цзе и др. добавили в рацион из кукурузы и соевого шрота композитные подкислители корма A1, A2, A3 и A4 (основные компоненты: лимонная кислота, фумаровая кислота, фосфорная кислота, молочная кислота, яблочная кислота, винная кислота) в концентрации 0,2%. A2 содержал больше фосфорной кислоты, а A3 и A4 — больше молочной кислоты. Содержание фосфорной кислоты в четырех составных кислотах колебалось от 40 % до 50 %, а pH их 1 %-ных водных растворов составлял 1,83 ± 0,1. Кормление ими 28-дневных отлученных поросят в течение 21-дневного испытательного периода показало значительное улучшение производственных показателей и снижение частоты диареи в группах A1 и A3. Группа A1 продемонстрировала значительно более низкие концентрации глюкозы и азота мочевины в крови наряду с заметно повышенным уровнем общего белка (P<0,05).
Ли На и др. добавили в рацион отлученных поросят на основе кукурузы и соевого шрота 0,4% кормовых подкислителей. Группа 1 получала фосфорную и лимонную кислоту, а группа 2 — фосфорную и фумаровую кислоту. Контрольная группа не получала сложных подкислителей, вместо них ей давали порошок цеолита. По сравнению с контрольной группой, кислотосвязывающая способность в экспериментальных группах снизилась на 12,2 % и 18,9 % соответственно. Обе экспериментальные группы продемонстрировали улучшение производственных показателей и коэффициентов конверсии корма в разной степени. Примечательно, что экспериментальная группа 2 продемонстрировала значительно более высокие коэффициенты конверсии корма и усвояемости белка по сравнению с контрольной группой (P<0,05).
Чжоу Хоуфу и др. добавили в рацион отлученных поросят на основе кукурузы и соевого шрота подкислители кормов (экспериментальная группа 1: базовый рацион + 0,15% подкислитель кормов на основе фосфорной кислоты; экспериментальная группа 2: базовый рацион + 0,15% подкислитель кормов на основе молочной кислоты; испытательная группа 3: базовый рацион + 0,075% кормового подкислителя фосфорной кислоты + 0,075% кормового подкислителя молочной кислоты; контрольная группа). Результаты показали, что добавление 0,15% кормового подкислителя молочной кислоты в рацион существенно увеличивало суточный прирост веса и коэффициент конверсии корма у отлученных поросят, одновременно снижая частоту диареи.
3.2 Влияние на частоту возникновения диареи
Диарея у поросят является критическим фактором, влияющим на здоровье стада и прибыльность фермы. Из-за недоразвитой системы пищеварительных ферментов и недостаточной секреции желудочной кислоты неполное переваривание белка легко вызывает питательную диарею у поросят. Добавление в рацион соответствующих подкислителей улучшает усвояемость питательных веществ, таких как белок, тем самым снижая частоту возникновения диареи. Мэн Хуншэ и др. добавляли в рацион отлученных поросят 0,5% композитный кислотный препарат (содержащий ортофосфорную кислоту, фумаровую кислоту, бензойную кислоту и другие неорганические/органические кислоты), 1,5% пробиотики (Сенная палочка,Лактобациллы и др.) и комбинацию 0,5% композитного кислотного препарата + 1,5% пробиотиков. Результаты показали, что как подкислители корма, так и пробиотики значительно снижали частоту диареи у поросят (P<0,05). Ли Цзунмин добавлял в рацион отлученных поросят 0,15% подкислителя корма на основе лимонной кислоты, 0,3% фумаровой кислоты и 0,3% подкислителя корма на основе молочной кислоты. Результаты показали, что частота диареи в группе с 0,15% кислотно-регулирующим добавкой на основе лимонной кислоты и в группе с 0,3% фумаровой кислотой снизилась на 50% по сравнению с контрольной группой, а в группе с 0,3% кислотно-регулирующей добавкой на основе молочной кислоты снижение составило 75% по сравнению с контрольной группой. Цяо Донг и др. добавляли в рацион отлученных поросят комбинированные кормовые подкислители (фосфорная кислота, молочная кислота, лимонная кислота, фумаровая кислота) в различных концентрациях. Результаты показали, что добавление 0,2% благоприятно снижало частоту диареи и повышало продуктивность.
3.3 Влияние на кишечный тракт
Исследования показывают, что pH желудочно-кишечного тракта молодых животных значительно ингибирует активацию и активность пепсина. Однако пепсин быстро активируется при pH 2,0–3,5 в желудочно-кишечном тракте. При pH 4,0 активация пепсина замедляется, а при pH > 6,0 пепсин теряет свою активность. Было обнаружено, что добавление в рацион отлученных поросят 0,3% композитных подкислителей корма (в основном фосфорной кислоты) повышает буферную способность крови, увеличивает высоту ворсин тонкого кишечника и уменьшает глубину крипт. Го Сюэфэн и др. добавляли в рацион кислоту Канти (50% муравьиная кислота, пропионовая кислота, лизина и т. д.) в концентрации 0,8% и молочную кислоту (молочную кислоту, фумаровую кислоту, пропионовую кислоту, лимонную кислоту, муравьиную кислоту и т. д.) в концентрации 0,8% в рацион отлученных поросят. По сравнению с контрольной группой, обе группы, получавшие кормовой подкислитель, показали значительно более низкий уровень pH в желудке и двенадцатиперстной кишке (P<0,05). Чэнь Баоцзян и др. отобрали отлученных поросят со средним начальным весом 7,5 кг. Они добавили в их базовый рацион 0,2% и 0,4% кормовых подкислителей (соединение органических и неорганических кислот) соответственно. в течение 30-дневного испытательного периода. Результаты показали, что кормовые подкислители способствовали снижению pH в кишечнике поросят, тем самым стимулируя рост анаэробных бактерий, усиливая синтез бутирата, стимулируя развитие кишечных ворсин и улучшая метаболизм и усвоение питательных веществ.
4 Резюме
В настоящее время подкислители широко используются в качестве кормовых добавок в рационе поросят, хотя точный механизм их действия до конца не изучен. Регулирование уровня кислотности корма с помощью различных подкислителей может повлиять на его вкусовые качества; использование одного подкислителя для достижения оптимальной кислотности может привести к ацидозу у животных, а также оказать коррозионное воздействие на производственное оборудование. На требуемую дозировку подкислителя также влияет доля компонентов корма с высокой кислотосвязывающей способностью, таких как известковый порошок, минералы и ингредиенты с высоким содержанием жира. Размер выборки в испытаниях был относительно небольшим. Комбинированные подкислители демонстрируют более высокую эффективность по сравнению с отдельными кислотами, хотя текущие методы оценки основаны на эквивалентах фосфорной или молочной кислоты.
Рассчитайте минимальное общее содержание кислоты (т. е. необходимое количество ионов водорода), необходимое для снижения кислотосвязывающей способности рациона, активации пепсиногена, стимуляции секреции пепсина и достижения антибактериального и бактерицидного эффекта в желудочно-кишечном тракте на основе кислотосвязывающей способности рациона поросят. Мало что известно о том, как выбирать сложные подкислители для кормов, о типах и соотношениях сложных кислот, технологиях обработки (покрывные материалы, процессы и т. д.) или методах проверки достижения поставленных целей. Для достижения оптимальной эффективности подкислителей в рационах выбор сложных органических кислот или комбинаций органических и неорганических кислот в сочетании с конкретными технологиями обработки приводит к относительно высокой стоимости подкислителей. Поэтому выбор кормовых подкислителей должен основываться на составе рациона, породе животных, возрасте, физиологических характеристиках, типе подкислителя, пропорции добавления и научно обоснованных технологиях обработки. Такой подход повышает кислотосвязывающую способность рациона, активирует пепсиноген и эффективно уничтожает патогенные бактерии, тем самым поддерживая здоровье кишечника поросят. Это имеет большое значение для замены антибиотиков и содействия устойчивому развитию животноводческой отрасли.
