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保证猪肠道健康的酸化剂产品策略 ——有效提高蛋白质消化和调整肠道菌群平衡的方法

2021-05-20

前面我们谈了酸化剂在饲料中发挥饲用抗生素效能(提高蛋白质消化和调整肠道菌群平衡)的条件主要包括:详见《酸化剂能够替代抗生素吗?》一文


 1、不影响饲料的适口性和动物的采食量; 

 2、不破坏消化道的完整性、不影响胃酸的分泌;

 3、胃内:有足够的H+促进蛋白质的充分变性和胃蛋白酶原的充分激活;

 4、肠道:

 1)能最大限度促进肠道分泌更多的消化酶;

 2)有足够量的有机酸到达空肠、回肠、盲肠和结肠等有害菌聚集的部位;

 3)有足够量具有杀菌功能的有机酸以完整的分子结构作用于空肠、回肠、盲肠和结肠等有害菌存在的部位发挥抑菌/杀菌的效能。


本章我们将从酸化剂产品的配方设计、工艺设计和产品应用三个方面阐述保证酸化剂有效提高蛋白质消化和调整肠道菌群平衡的方法。


一、配方的设计和原料的选择

1.提高消化方面

有效H+的提供数量是酸化剂产品提高消化的基础,所谓有效的H+是在动物特定的生理阶段能够有效地促进蛋白质变性和激活胃蛋白酶原。以猪为例,在哺乳阶段,凝乳酶原含量最高,而在断奶后凝乳酶含量下降、胃蛋白酶原A含量上升,而最佳激活凝乳酶和胃蛋白酶原A的pH条件不同。所以,不同酸化剂原料在不同pH条件下提供有效H+的数量(见表1)选择酸化剂原料的基本依据


表1  不同pH条件下部分酸提供有效H+的数量

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资料来源:上海美农

由表1可以看出:在PH4的条件下,各种酸释放有效H+数量由高到低分别是:甲酸富马酸磷酸苹果酸乳酸柠檬酸,同样在pH2pH3条件下其释放有效H+数量也有各自的顺序。


为了保证酸化剂产品发挥更好的使用效果。我们一般会将多种酸组合使用,在酸原料选择和配比的过程中需要建立不同酸和不同使用比例组合的有效H+释放模型(见图1),最后通过产品使用阶段、该阶段的优势酶原以及该阶段猪胃酸和胃蛋白酶分泌模型等来确定酸的组合和酸原料的最终用量和比例。

1  不同酸组合以后H+释放模型


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资料来源:上海美农

2.抑菌/杀菌、调整肠道菌群平衡方面

酸化剂调整肠道菌群平衡的路径是通过抑制(或杀灭)消化道有害菌的生长、促进有益菌的增殖。所以,酸化剂原料对有害菌(如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等)的抑菌能力(见表2)和对有益菌(如乳酸杆菌等)的抑菌效果(见表3)是选择酸化剂原料的主要依据之一。

2  部分酸对有害菌的抑菌效果比较
单位:mm
资料来源:上海美农

表3  部分酸对乳酸杆菌的抑菌效果比较
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资料来源:上海美农

同时,为了发挥酸化剂的抑菌效果,我们还必须对不同酸组合以后对有害菌的抑制效果进行评估(见表4),以期发挥酸化剂产品最大的抑菌效能。

4  组合酸对大肠杆菌的抑制效果
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资料来源:上海美农

3.原料的可加工性方面

一般液体酸的可加工性较差,但为了保证酸化剂产品的使用效能必须使用。为了更好的使用这些液体酸,我们会使用载体或吸附剂(如二氧化硅、蛭石等)将液体酸先吸附形成固体粉状或粒状物后进行使用;

部分酸(如甲酸、乙酸和丙酸等)在空气中易挥发,第一对环境产生影响,处理不当可能会影响生产工人的身体健康;第二在存放和运输过程中挥发,会降低酸化剂有效成分的含量;第三在饲料加工过程中需要经过混合和高温制粒等,会对有效成分的含量和使用效果等产生较大的影响。

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二、工艺的设计

如果说配方设计是酸化剂产品发挥产品效能的基础,那工艺设计应当是酸化剂产品效能达到产品设计要求的保障。根据酸化剂产品的使用目的和在消化道内发挥作用的位点,可以将酸化剂生产工艺分为吸附混合工艺、包被缓释工艺和喷雾冷凝缓释工艺(见表5)。

表5  酸化剂主要工艺及其优缺点
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或是这三个工艺的组合,通过有效工艺的设计可以提高产品的使用效能(见表6),降低原料本身对饲料适口性和采食量的影响等(见表7)。

表6  不同加工工艺对产品效能的影响
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资料来源:上海美农

表7 不同加工工艺对仔猪采食量的影响
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 资料来源:上海美农


三、应用方案的设计

1.配合饲料和高比例浓缩料(25%以上)
1)添加量:
提高消化:按饲料系酸力添加;
肠道抑菌:按照到达后肠段有机酸分子的种类和数量进行添加。
2)关注点:
关注饲料中的碱性物质如原粉氧化锌、小苏打、丁酸钠等的添加。

2.低比例浓缩料和预混料
1)使用目的:
以抑菌杀菌和调整肠道菌群为主,以提高消化为辅;
2)关注点:
关注饲料中的碱性物质如原粉氧化锌、小苏打、丁酸钠等的添加。


四、总结

和饲料产品的设计一样,在酸化剂产品功能确定的情况下,我们不仅需要关注配方的设计、配方中有效成分的含量,更需要关注酸化剂原料的选择、原料的可加工性、产品的加工工艺和产品的应用方案,只有这样才能设计和生产出满足客户需求、能够解决客户问题的有效酸化剂产品。