有機酸對腸道內源菌的影響及作用機理

■冀鳳杰 周漢林

（中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所，海南儋州 571737）

有機酸添加劑通常包括檸檬酸、甲酸、丙酸等及其鹽類，均為動物常規新陳代謝時所需要的物質，對動物的健康負面作用很小。反芻動物的飼料一般會添加甲酸、丙酸及其鹽類于青貯飼料中，而蘋果酸、和天門冬氨酸等及其鹽類對促進消化吸收也具有積極作用。

有機酸是仔豬飼料中有效的飼料添加劑。有機酸與仔豬腸道內源菌群聯合作用，對仔豬健康和生產性能是非常有益的，并提升養殖效益。本文將討論有機酸與動物腸道內源菌的相互影響及作用機理。

1 動物腸道菌群特點

動物出生時的胃腸道通常被認為是無菌的（盡管有越來越多的證據來挑戰這一點）。在母豬分娩時的微生物和環境微生物會定植于出生后仔豬的胃腸道。初始定植的微生物由病原體、致病菌、有益微生物等組成，這些微生物在建立腸道菌群中扮演重要的角色。

宿主和腸道菌群之間的關系是十分復雜的，但是對宿主健康和繁殖卻有重要影響。據估計，動物體內有10倍于宿主細胞的細菌，且大部分都存在腸道中，鑒于這些細胞的數目和代謝活性，部分業內人士認為，腸道微生物具有許多重要功能，如腸道發育、口服耐受等，微生物促進免疫系統區分并適當地對腸道內正常和外來微生物進行響應。此外，腸道內源微生物產生的抗菌化合物（例如有機酸），通過定植在黏膜表面使進入胃腸道的潛在病原體建立了一個定植屏障。試驗證明腸道微生物能發揮有益作用已經被明確證實，如果飼養的動物缺乏微生物的環境（無菌），會表現出腸道發育遲緩和疾病易感性的特征。

2 有機酸對畜禽動物生長發育的影響及作用

2.1 有機酸對反芻動物的作用

反芻動物一般飼喂青貯飼料偏多，青貯飼料的質量會對動物的生產性能和體質產生更為直接的作用。有試驗指出，反芻動物青貯飼料中如果加入適量的有機酸，會在一定程度上提高飼料的品質，并能增強機體對飼料營養的吸收，進而促進動物生產。其中比較常見的L-天門冬氨酸鹽能夠對瘤胃發酵產生作用，原因是瘤胃內的新月型單胞菌對乳酸鹽的利用起到一定的作用。

有研究指出，在肉?；蚰膛Ｈ占Z中加入一定量的蘋果酸鹽，牛亞臨床瘤胃酸中毒發生的概率會有所降低。如果加入不同種類的有機酸及其鹽類(如蘋果酸鈉和延胡索酸二鈉等)，還可以增加瘤胃中一些酸的含量（如總揮發性脂肪酸含量），并且使瘤胃的pH值有所增加；還可增強反芻動物對日糧的消化。有研究指出，如果在動物體外進行連續培養，其過程中加入蘋果酸鹽，結果表明能加快微生物蛋白的合成速度。由以上結論可得出，不同的有機酸及其鹽類均起到有益的作用，在動物瘤胃調控功能時，可以當作一種非常好的添加劑。

2.2 有機酸能有效降低仔豬發病和改善健康狀況

一般情況下，以玉米、豆粕為主的飼糧飼喂仔豬時，需要消耗大量的胃酸，有益菌通常在酸性環境中生存，而病原菌易在中性偏堿性環境中生存。胃腸道的pH值一般偏高，通過使用酸化劑能降低有害微生物繁殖，提高營養物質的消化吸收，抗毒素也顯著下降。

目前，仔豬一般在保育舍就已經使用酸化劑?？紤]到仔豬的內源性酶分泌不足，消化日糧所必需的酶是在產后數周才開始合成的，此時，由于消化系統發育不完善，仔豬消化道和消化腺的容積與重量及其細微結構也未發育完全，其體內的內源性酶主要消化母乳中的乳糖、簡單的脂肪、蛋白質等物質。同時，斷奶前仔豬主食以母乳為主，其胃腸道的環境相對穩定。一般情況下，仔豬開始分泌少量鹽酸，20日齡后會隨日糧的增加而不斷提高，此時的仔豬分泌的胃酸量偏少，缺乏游離鹽酸。母乳中的乳糖可由胃內乳酸菌轉化為乳酸，而斷奶后由于突然改變飼料來源，導致胃酸分泌不足往往使胃液的pH值上升，影響仔豬日糧的消化吸收。

隨著養殖業的發展，生豬過量用藥和疫苗使用缺乏規范而使得生豬疾病越來越復雜，也演變得越來越嚴重，普通的酸化劑在提高仔豬的生長速度及改善健康方面還缺乏一定的效果，有些仔豬在使用酸化劑后會出現生長速度減慢或者停滯，部分仔豬胃潰瘍病變越來越嚴重也與酸化劑有很大關系。如果酸化劑不進行包被處理直接進入胃中，由于酸度過大，反而會抑制胃酸的分泌，不但沒有效果，反而刺激胃而造成傷害。目前，使用經特殊工藝包被的有機酸對于提高健康和生長速度有很大優勢。試驗證明，使用包被酸化劑會降低對仔豬胃的傷害，減少胃底潰瘍。包被酸化劑一般在胃中釋放約20%，有60%在小腸溶解釋放，在大腸甚至盲腸中釋放約20%。

2.3 有機酸對肉雞具有促進生長的作用

代謝有機酸主要包括短鏈有機酸和短鏈酮酸等，在動物機體新陳代謝過程中可以起著至關重要的作用。有研究指出，代謝有機酸對家禽也具有促生長的作用，代謝有機酸可以提高肉雞消化道內酶的活性，能夠促進空腸絨毛的生長。同時，使用1 000 mg/kg的代謝有機酸可以降低料肉比，提高飼料的使用效率，對于提高肉雞日增重具有顯著作用。

3 有機酸可以調控對宿主有益的腸道微生物

益生菌一般需要定植在動物機體的腸道上才能產生效果，在動物出生后使用抗生素、改變飼糧、腸道感染等，都會影響腸道菌群的組成，有機酸產品可以協同/調控已經在腸道中存活并且定植的微生物的價值。

包括早期定植的特定微生物在內，許多其他因素（例如，飼糧組成）也影響腸道菌群的組成，這可能會導致不同農場，甚至是同一農場、不同個體之間的腸道菌群組成出現顯著差異。因此，使用飼料添加劑來改善動物腸道健康，比較理想的是尋求現有的、相對穩定的內源微生物，而不是試圖徹底改變或者取代。這正是有機酸類產品使用的微妙之處。微生物個體差異對有機酸具有不同敏感性，能夠影響耐酸的微生物，促進有益菌的生長，抑制不耐酸的有害菌繁殖。適量使用有機酸調控現有的內源腸道菌群，而不是試圖在腸道環境中建立外來菌株（特定農場環境中的微生物或者有興趣的特殊菌株，例如益生菌），是更有效的改善腸道健康的方式。

一般而言，大腸桿菌等致病菌在pH值為6.0～7.0的腸道內比較適宜，能促進有益微生物生長，如果降低到pH值為4時基本失活。作為腸道內有益的乳酸菌最適生長環境的pH值為3.0～4.5，仔豬腸道內的乳酸菌若在適宜的環境下會大批量繁殖，能有效地降低其胃腸道的pH值。仔豬乳酸菌的增多能有效提升仔豬日糧的消化吸收，抑制有害菌的大量繁殖；同時，仔豬腹瀉的發病率和死亡率也出現下降。仔豬的抗病率也大大提高，仔豬生長后期的呼吸道疾病也大幅下降。

試驗證明，采用PCR方法測定肉雞回腸微生物，證明添加有機酸可以增加腸道有益菌（如乳酸菌）的數量。據報道，有機酸混合物（甲酸和丙酸）添加到飲水中，可以促進回腸隱窩中乳酸菌數量增加，比對照組或者抗生素（桿菌肽）處理組都高（P＜0.05）。

4 小結

動物出生后無菌腸道被廣大微生物定植，其群落由特定的內源微生物和環境微生物組成，并且克服了腸道的固有排斥反應。改善腸道健康最有效的辦法是通過積極影響腸道內源微生物菌群，抑制有害菌促進有益菌。使用有機酸，特別是包被后的有機酸，對于促進有益菌的生長，抑制有害菌的繁殖，提升動物的生長速度，降低發病率，提高動物的健康等具有重要作用。