В последние годы, подкислители корма стали экологически чистыми, не содержащими остатков и эффективными кормовыми добавками. Вместе с пробиотиками, ферментными препаратами и ароматизаторами они стали зелеными кормовыми добавками. Они успешно заменили некоторые кормовые антибиотики, а их применение в животноводстве получает все более широкое распространение.

Кормовые подкислители – это вещества, которые могут подкислять корм. Первоначально их использовали в качестве ароматизаторов для улучшения вкусовых качеств кормов. Добавление подкислителей в корм может снизить pH желудочно-кишечного тракта, улучшить переваривание питательных веществ в желудочно-кишечном тракте свиней, подавить рост вредных кишечных бактерий, способствовать росту животных, укрепить иммунную функцию животных и снизить стресс в свиноводстве. Они эффективно заменяют антибиотики и являются широко используемыми кормовыми добавками.

1. Типы подкислителей корма

Кислоты, используемые в качестве подкислителей корма, включают неорганические кислоты и органические кислоты. Неорганические кислоты, прежде всего сильные кислоты, в настоящее время состоят преимущественно из фосфорной кислоты и соляной кислоты. Неорганические кислоты имеют сильную кислотность и низкие затраты на добавление. Эффективность соляной кислоты зависит от баланса электролитов в рационе. Фосфорная кислота может действовать как подкислитель, а также служить источником фосфора. Небольшое количество неорганической кислоты оказывает незначительное влияние, а большое количество может ухудшить вкусовые качества корма, повредить слизистую оболочку полости рта и разъедать оборудование для переработки кормов. Органические кислоты часто используются в свиноводстве, поскольку они могут улучшить вкусовые качества корма, непосредственно участвовать в обмене веществ животных, улучшить качество корма и улучшить показатели роста животных. Обычные органические кислоты включают муравьиную кислоту, уксусную кислоту, пропионовую кислоту, масляную кислоту, молочную кислоту, лимонную кислоту, винную кислоту, яблочную кислоту и фумаровую кислоту. Хотя органические подкислители стоят дороже, они имеют хороший вкус и могут напрямую вступать в цикл трикарбоновых кислот, что полезно для стимулирования роста молодых животных.

Как органические, так и неорганические кислоты имеют свои преимущества и недостатки, а механизмы действия различаются. Смешение их может привести к взаимодополняющему синергетическому эффекту и повышению их эффективности. Чтобы преодолеть недостатки или дефекты одного подкислителя, неорганические кислоты теперь объединяют с органическими кислотами или органические кислоты объединяют с органическими кислотами с образованием сложных подкислителей. Это повышает эффективность применения подкислителей, быстро снижает значения pH, поддерживает хорошую буферную способность и биологические характеристики, обеспечивает оптимальные затраты на добавление и снижает коррозионное воздействие подкислителей на оборудование и раздражение кожи и слизистых тканей.

2. Механизм действия кормовых подкислителей.

2.1 Влияние на кишечный тракт и пищеварительный метаболизм

Подкислители могут снижать pH пищеварительного тракта, активировать пепсиноген в желудке, стимулировать секрецию ферментов поджелудочной железы в двенадцатиперстной кишке и усиливать активность различных пищеварительных ферментов в желудке. Пищеварительная система молодняка развита не полностью, секреция желудочной кислоты недостаточна, поэтому для регулирования кислотности пищеварительного тракта необходимо добавлять кислоту из корма. Значение pH 2,03,5 в желудке и 57 в тонком кишечнике создает кислую среду. Добавление подкислителей в корм обеспечивает полное переваривание и усвоение компонентов корма, тем самым улучшая показатели роста и повышая устойчивость.

Низкий уровень pH может замедлить опорожнение желудка, продлевая время пребывания корма в желудке и обеспечивая более полное расщепление белка. Кислотность может влиять на скорость опорожнения пищеварительного тракта с более выраженным эффектом в желудке. Опорожнение желудка в основном контролируется разницей давлений между привратником желудка и началом двенадцатиперстной кишки. Когда кислый химус попадает в тонкую кишку, он химически стимулирует стенку двенадцатиперстной кишки, задерживая опорожнение желудка, увеличивая время пребывания химуса в желудке и улучшая усвояемость питательных веществ. Кислоты и жиры также могут способствовать высвобождению холецистокинина и ингибировать перистальтику желудка, замедляя опорожнение желудка. Тормозящее влияние двенадцатиперстной кишки на опорожнение желудка постепенно исчезает по мере нейтрализации кислого химуса и всасывания продуктов переваривания пищи.

Большинство органических кислот являются важными промежуточными продуктами преобразования энергии и могут непосредственно участвовать в обмене веществ. Например, цикл трикарбоновых кислот начинается с конденсации ацетил-КоА и оксалоацетата с образованием лимонной кислоты, а фумаровая кислота также является промежуточным продуктом цикла трикарбоновых кислот. Добавление органических кислот в рацион может улучшить усвояемость сухого вещества, белка и энергии. Фумаровая кислота имеет более короткий путь энергоснабжения, чем глюкоза, и может использоваться для экстренного синтеза АТФ в условиях стресса, повышая устойчивость.

2.2 Воздействие на кишечные микробы

Сбалансированная и стабильная микробная среда необходима для предотвращения заболеваний животных. Оптимальные значения pH для некоторых патогенных бактерий обычно нейтральные или щелочные. Например, кишечная палочка предпочитает рН 6,0-8,0, стрептококк 6,0-7,5, стафилококк 6,8-7,5, клостридии 6,0-7,5, а молочнокислые бактерии предпочитают кислую среду. Подкислители могут подавлять рост вредных микроорганизмов, снижая pH желудочно-кишечного тракта, уменьшая потребление питательных веществ, выработку токсинов и способствуя размножению полезных бактерий. Помимо снижения pH кишечника, некоторые органические кислоты выполняют еще одну функцию — убивают грамотрицательные бактерии. После того, как органические кислоты попадают в желудочно-кишечный тракт животного, некоторые из них диссоциируют с образованием H+ для снижения pH, тогда как остальные части существуют в молекулярной форме. Только та часть, которая существует в молекулярной форме, может проникнуть в бактерии через клеточную мембрану. Внутриклеточный pH бактерий нейтральный, поэтому молекулы органических кислот диссоциируют на H+ и RCOO-. H+ снижает внутриклеточный pH бактерий, и для поддержания нормальной жизни бактериям необходимо выкачивать H+ из клетки, потребляя много энергии (АТФ), тем самым заставляя бактерии терять жизнеспособность. RCOO — может ингибировать синтез ДНК и белков в ядрах бактерий, предотвращая размножение бактерий. Следовательно, прямое бактерицидное действие подкислителей зависит от степени диссоциации кислоты. Чем ниже степень диссоциации кислоты, тем сильнее бактерицидное действие. Как правило, неорганические кислоты (например, фосфорная кислота) имеют высокую степень диссоциации, поэтому их прямое бактерицидное действие слабое; органические кислоты имеют низкую степень диссоциации, а их бактерицидное действие относительно сильное. Различные органические кислоты также обладают разным бактерицидным действием, среди которых лимонная кислота и молочная кислота имеют более низкую степень диссоциации, чем другие органические кислоты, что приводит к более слабому бактерицидному действию; Муравьиная кислота, уксусная кислота и пропионовая кислота обладают лучшим бактерицидным действием. Поэтому муравьиная, уксусная и пропионовая кислоты являются идеальными органическими кислотами, обладающими бактерицидными свойствами.

Подкислители могут сочетаться с некоторыми минеральными элементами, образуя легко усваиваемые комплексы. Например, лимонная кислота и фумаровая кислота могут образовывать комплексы с высокой биодоступностью с такими минералами, как Ca, Zn, Fe, P и Mg, способствуя усвоению и удержанию этих элементов в организме. Подкислители не только образуют легкоусвояемые комплексы с минералами, но и предотвращают образование нерастворимых солей в щелочной среде, улучшая всасывание минералов. Кроме того, кислая среда способствует усвоению витаминов (например, ВА, ВД). Некоторые органические кислоты, такие как фумаровая кислота, обладают антиоксидантными свойствами, а лимонная кислота действует как синергист антиоксидантов.

Влияние на снижение стресса и иммунную функцию

Факторы стресса, такие как ранний отъем, группировка, перегруппировка, транспортировка и вакцинация, могут снизить резистентность скота и птицы, что приводит к снижению качества продукции животноводства и снижению производственно-экономической выгоды. Добавление фумаровой кислоты в корм повышает устойчивость поросят к стрессу от вакцинации и усиливает иммунную реакцию. Фумаровая кислота сама по себе оказывает седативное действие, угнетает центральную нервную систему, снижает активность организма, способна эффективно смягчать реакции теплового стресса. Фумаровая кислота имеет более короткий путь производства энергии, чем глюкоза, и может использоваться для экстренного синтеза АТФ во время стресса, выступая в качестве средства для снятия стресса. Добавление в корм органических кислот может способствовать секреции желудочного сока и пищеварительных ферментов, преодолевая стресс, вызванный ранним отъемом поросят. Летом при высоких температурах свиньи часто испытывают тепловой стресс, из-за которого увеличивается потребление воды и снижается потребление корма, что приводит к недостаточному производству молока. Добавление в рацион определенного количества органических кислот позволяет увеличить потребление корма, улучшить качество молока, улучшить телосложение поросят в помещениях для опороса.

Применение подкислителей в свиноводстве

3.1 Применение подкислителей в рационах поросят

Исследования показали, что добавление подкислителей в рационы поросят-отъемышей имеет наиболее значительный эффект и поэтому применяется чаще. Поросята обладают слабой способностью к секреции желудочной кислоты: pH желудка составляет 4,2, тогда как pH корма для поросят составляет от 5,8 до 6,5. Высокий уровень pH может снизить активность пепсина в желудке, что приведет к размножению вредных бактерий, таких как кишечная палочка и сальмонелла, что приведет к расстройству пищеварения, диарее и замедлению роста. Добавление органических кислот в корм для свиней может улучшить производительность свиней. Чжан Синьжу и др. (1995) кормили поросят-отъемышей 1% лимонной кислотой в рационе из кукурузно-соевого шрота, что привело к увеличению ежедневного привеса на 7,52% и улучшению конверсии корма на 5,05%, а также к снижению заболеваемости диареей на 41,88%. Добавление 1,5–2,0% фумаровой кислоты в корм может увеличить суточный привес поросят на 9%, потребление корма на 5,2% и коэффициент конверсии корма на 4,4% (Кирхгесснер, 1982). Болдуан (1988) сообщил, что после добавления пропионовой кислоты потребление корма и ежедневный привес поросят-отъемышей увеличились. Ван Верден и др. (1987) добавили в рацион 1,5% формиата кальция, что привело к увеличению еженедельного привеса на 12% и повышению конверсии корма на 4%. Добавление 1% формиата кальция и 0,5% пропионовой кислоты улучшило суточный привес и конверсию корма на 15% и 8% соответственно. Хуан Гоцин и др. (1999) сообщили, что добавление в рацион определенного количества лимонной кислоты, фосфорной кислоты и сложных подкислителей в течение 28 дней увеличивало ежедневный привес на 7,46%, 4,48% и 13,93% соответственно, а также улучшало отдачу корма на 2,91%. 1,16% и 5,23% соответственно. Исследования показывают, что подкислители могут улучшить производительность поросят.

3.2 Летнее применение органических кислот у подсосных свиноматок

Летом при высоких температурах свиноматки испытывают тепловой стресс, снижая потребление корма и производство молока, что приводит к ослаблению телосложения поросят в помещениях для опороса. Добавление соответствующего количества органических кислот в рацион кормящих свиноматок может улучшить вкусовые качества корма, увеличить потребление корма свиноматками, улучшить качество молока и улучшить телосложение поросят в помещениях для опороса.

3.3 Использование в качестве кормовых противомикробных средств

Пропионовая кислота и пропионат кальция являются отличными кормовыми противомикробными препаратами, широко используемыми для консервации кормов. Сорбиновая кислота также является хорошим кормовым антимикробным средством. Добавление фумаровой кислоты повышает стабильность витаминов А и С в премиксах. В настоящее время за рубежом существует множество продуктов, специально разработанных для консервации кормов и предотвращения плесени, например, KEMEI иностранной компании, который в основном содержит пропионовую кислоту, фумаровую кислоту, сорбиновую кислоту и дубильную кислоту.

В заключение, подкислители могут улучшить микробную флору желудочно-кишечного тракта, снизить значения pH желудочно-кишечного тракта, повысить эффективность пищеварения и всасывания питательных веществ в стадах свиней, участвовать в метаболических процессах, эффективно подавлять кишечные патогенные микроорганизмы, способствовать здоровью поголовья свиней, снижать заболеваемость и служить естественные альтернативы антибиотикам. Это важно для защиты окружающей среды и безопасности пищевых продуктов. На рынке доступно множество типов подкислителей, каждый из которых имеет разные химические характеристики и функции. Нам необходимо определить их использование, исходя из реальных производственных целей, чтобы достичь наиболее разумных экономических выгод за счет рационального и научного использования.