在食品和飼料行業(yè)中，短鏈脂肪酸及其鹽類物質(zhì)有著悠久的歷史，通常將其作為防腐劑來(lái)使用。而它們也經(jīng)常用于仔豬飼料中，對(duì)仔豬性能表現(xiàn)具有積極的作用。芳香族羧酸、苯甲酸及其鈉鹽和苯甲酸鈉，在胃的酸性環(huán)境以及仔豬偏中性的腸道環(huán)境中具有更佳的抗菌效果。最近，凱米拉公司在歐盟注冊(cè)了一種新的苯甲酸鈉產(chǎn)品——Protural，可應(yīng)用于畜牧業(yè)中作為一種飼料添加劑。 在食品工業(yè)中，苯甲酸是使用的最長(zhǎng)久的化學(xué)防腐劑。加貝爾(1921年)首次證明苯甲酸具有很好的抗菌作用。相似的研究結(jié)果也表明苯甲酸對(duì)真菌和酵母菌也具有一定作用。苯甲酸抗菌活性的基本原理是吸收后的苯甲酸分子通過(guò)擴(kuò)散作用以結(jié)合酸的形式透過(guò)細(xì)菌細(xì)胞膜，這種結(jié)合酸是不帶電和不具親脂性的。 由于苯甲酸的溶解度很低，因此其吸收很慢。此外，苯甲酸具有較高的解離常數(shù)(pKa=4.19)，所以無(wú)論是在胃的酸性環(huán)境還是在仔豬腸道的偏中性環(huán)境，苯甲酸都能夠具有較好的抗菌效果。苯甲酸的解離動(dòng)力學(xué)見(jiàn)表1。苯甲酸也能改變細(xì)菌細(xì)胞膜的通透性，同時(shí)也能抑制細(xì)胞內(nèi)特定的酶系統(tǒng)。這使得苯甲酸能有效地抑制革蘭氏陰性以及革蘭氏陽(yáng)性菌(見(jiàn)表2和表3)。 表1 苯甲酸在不同pH情況下的分解率 表2 苯甲酸對(duì)不同細(xì)菌的抗菌譜 表3 在胃或小腸內(nèi)不同有機(jī)酸對(duì)特定細(xì)菌生長(zhǎng)的影響 一項(xiàng)對(duì)6種不同有機(jī)酸的對(duì)比研究表明，有機(jī)酸在胃內(nèi)的比小腸內(nèi)的抑菌效果更顯著。結(jié)果還顯示大腸型菌群與乳酸菌相比，其并不能在PH值4.5的胃內(nèi)酸性環(huán)境中生長(zhǎng)。而與其他5種短鏈脂肪酸相比，苯甲酸具有最高的抑菌效果。 氨的釋放降低 苯甲酸或苯甲酸鹽不會(huì)在體內(nèi)蓄積。當(dāng)其從腸道吸收后，它會(huì)在肝臟內(nèi)被代謝轉(zhuǎn)化為馬尿酸(與甘氨酸反應(yīng))。馬尿酸由腎臟通過(guò)尿液排出體外。像這樣，從蛋白質(zhì)代謝分解的氮大多數(shù)會(huì)由馬尿酸排泄，而并非由尿素排泄。這將導(dǎo)致尿液和泌尿道酸化，同時(shí)會(huì)減低糞坑中氨的釋放。事實(shí)上，在較低的PH值的情況下，尿素酶(可將尿素轉(zhuǎn)化為氨)的活性將受到抑制。而氨主要是由尿液中尿素形成，尿素酶的催化作用主要根據(jù)以下公式： 尿素酶 CO(NH2)2 + H202 → NH4 + CO2 苯甲酸在仔豬飼養(yǎng)方面的應(yīng)用已獲得很多積極意義。不過(guò)苯甲酸的缺點(diǎn)有水溶性低、氣味刺鼻，而且會(huì)使得環(huán)境變得塵土飛揚(yáng)。 　另一種形式的苯甲酸 苯甲酸鈉是第一個(gè)通過(guò)美國(guó)食品及藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)在食品中使用的化學(xué)防腐劑。它是一種自然形成的物質(zhì)，可以在紅莓、西梅、青梅李子、肉桂、成熟的丁香和蘋(píng)果等食物中發(fā)現(xiàn)。苯甲酸鈉在酸性環(huán)境下具有抗菌和抗真菌的效果。FDA將其標(biāo)示為GRAS(一般情況下是安全的)，在歐盟也批準(zhǔn)其作為食品添加劑，條件許可的情況下允許其作為防腐劑和抗氧化劑。 研究結(jié)果顯示，含有不同有機(jī)酸添加劑的飼料具有一定的差異。當(dāng)可供選擇的情況下，仔豬更傾向于添加苯甲酸鈉的飼料。 盡管未解離的苯甲酸鈉具有抗菌效果，但之所以苯甲酸鈉會(huì)如此廣泛使用，主要是因?yàn)樗娜芙舛却蠹s是苯甲酸的200倍。當(dāng)其在胃內(nèi)酸性環(huán)境時(shí)苯甲酸鈉會(huì)轉(zhuǎn)化為苯甲酸。 荷蘭瓦赫寧根大學(xué)(荷蘭，2007年)動(dòng)物科學(xué)小組的試驗(yàn)結(jié)果表明，苯甲酸鈉與其他所有精油或植物提取添加劑相比，在仔豬攻毒保護(hù)試驗(yàn)(輪狀病毒和大腸桿菌O149K91+K88(ETEC))中，苯甲酸鈉具有最佳的保護(hù)率。苯甲酸鈉試驗(yàn)組與對(duì)照組、香芹酚和丁酸鹽試驗(yàn)組相比，仔豬的采食量最高。總而言之，與其他試驗(yàn)組相比，ETEC攻毒后苯甲酸鈉試驗(yàn)組仔豬體重增加最高。 凱米拉公司新苯甲酸鈉產(chǎn)品 無(wú)論在哪里，仔豬斷奶期間常易發(fā)一些傳染性疾病和斷奶性腹瀉(PWD)或斷奶后感染腸道大腸桿菌。產(chǎn)腸毒素大腸桿菌(ETEC)是本病最常見(jiàn)的原因，而且在過(guò)去幾十年內(nèi)的畜禽生產(chǎn)中抗生素作為促生長(zhǎng)劑和治療性藥物來(lái)使用，許多細(xì)菌已開(kāi)始對(duì)抗生素具有耐藥性。 Protural是凱米拉公司在歐盟注冊(cè)的可用于畜牧業(yè)中作為仔豬飼料添加劑的苯甲酸鈉產(chǎn)品。2011年1月，歐洲食品安全局(EFSA)對(duì)Protural的安全性和有效性給出了科學(xué)的評(píng)價(jià)。測(cè)評(píng)結(jié)果顯示，苯甲酸鈉是一種天然的物質(zhì)在自然界中廣泛存在，對(duì)動(dòng)物和環(huán)境都是安全的。而且它不是皮膚和眼睛的刺激源，對(duì)呼吸系統(tǒng)的危害風(fēng)險(xiǎn)有限。 Protural具有較高的可溶性，而且很容易在胃部酸性環(huán)境下轉(zhuǎn)化為苯甲酸。 --苯甲酸鈉的溶解： C6H5COONa → C6H5COO-(sol.) + Na+(sol.) --苯甲酸在pH 4時(shí)會(huì)發(fā)生沉淀： C6H5COO- + H+ → C6H5COOH (沉淀) 在實(shí)驗(yàn)室研究中，這種沉淀的苯甲酸與工業(yè)生產(chǎn)的苯甲酸相比顯得更加精致和易分散，而且表現(xiàn)出更高的表面活性。 從5個(gè)仔豬實(shí)驗(yàn)的綜合分析結(jié)果顯示，飼料中添加Protural(4 kg/噸飼料)后，仔豬生長(zhǎng)性能得到明顯的改善(見(jiàn)表4)。斷奶仔豬的日增重和最終體重都有明顯的提高，日采食量和飼料轉(zhuǎn)換率都有所增加。此外，試驗(yàn)組(飼料中添加Protural)仔豬的糞便情況比對(duì)照組要更一致。試驗(yàn)組使用治療仔豬腹瀉性抗生素的用量比對(duì)照組要減少。雖然統(tǒng)計(jì)結(jié)果不顯著，但所有試驗(yàn)中仔豬死亡率均有所下降。有人認(rèn)為，對(duì)照組中仔豬的死亡大多數(shù)是由鏈球菌所引起。從仔豬糞便抽樣結(jié)果表明，飼料中添加苯甲酸鈉可減少總需氧菌、總厭氧菌、腸桿菌和鏈球菌的數(shù)量。 短鏈脂肪酸的組合 沒(méi)有一種抗生素對(duì)動(dòng)物胃腸道所有的微生物都具有抑制作用。從理論上講，應(yīng)該能夠結(jié)合各種抗菌藥物的不同作用模式來(lái)彌補(bǔ)這方面的不足。而且，這應(yīng)該有可能實(shí)現(xiàn)更廣譜的抗菌效果或增強(qiáng)抗菌作用(益生效果)，通過(guò)使用這樣的組合來(lái)改善動(dòng)物的生長(zhǎng)性能。事實(shí)上，酸化飲食是其中一種最穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)的替代抗生素促生長(zhǎng)劑的做法，尤其對(duì)于仔豬飲食。在過(guò)去20年里，各種有機(jī)酸及其鹽類物質(zhì)已被應(yīng)用于此。有機(jī)酸可降低胃的pH值，改善消化率，同時(shí)可增強(qiáng)腸道對(duì)有害細(xì)菌的屏障作用。短鏈脂肪酸(SCFA)在酸性環(huán)境下具有殺菌作用，主要是革蘭氏陰性菌。甲酸是短鏈脂肪酸中分子量最小，但在飼料和動(dòng)物中卻是酸性最高和殺菌效果最強(qiáng)的。有機(jī)酸的組合比單個(gè)有機(jī)酸具有更廣譜的抗菌效果這種說(shuō)法已被廣泛的接受。與短鏈脂肪酸不同的是，Protural不僅在酸性環(huán)境，而且在腸道偏中性環(huán)境以及對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌均具有很好的抗菌效果。 比利時(shí)魯汶大學(xué)對(duì)生長(zhǎng)期仔豬的研究試驗(yàn)表明，在飼料轉(zhuǎn)換率和日增重方面，有機(jī)酸與苯甲酸鈉混合比有機(jī)酸與苯甲酸混合或單獨(dú)使用苯甲酸具有更好的效果。此外，還可以提高仔豬的采食量。荷蘭瓦赫寧根大學(xué)的研究結(jié)果表明，斷奶仔豬飼喂苯甲酸鈉可增加空腸和小腸的外部表面積。腸道外部表面積與仔豬日采食量呈正相關(guān)。另外，腸道表面積增大與一些急性病理癥狀并沒(méi)有聯(lián)系，如粘液分泌減少、胃潰瘍、局部糜爛或出血等。這也證實(shí)了2010年在泰國(guó)曼谷農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)的數(shù)據(jù)。仔豬飼喂Protural混合酸的飼料與飼喂高含量的氧化鋅相比，腸絨毛高度顯著增加。 與此同時(shí)，Protural混合有機(jī)酸明顯增加了仔豬采食量和最終體重(可取代氧化鋅)。在許多國(guó)家，氧化鋅被獸醫(yī)應(yīng)用于治療一些腹瀉性問(wèn)題，治療劑量可高達(dá)3000ppm，這對(duì)環(huán)境會(huì)造成重大的影響。 結(jié)論 總而言之，苯甲酸鈉對(duì)仔豬保持健康的腸道形態(tài)具有積極地作用。研究結(jié)果顯示苯甲酸鈉可增加空腸的腸道表面積，這與日采食量的增加有一定關(guān)系。這些都是仔豬小腸發(fā)育過(guò)程中非常重要的觀察內(nèi)容，讓仔豬在斷奶期間能更好的適應(yīng)固體飼料。此外，研究證實(shí)Protural可控制腸道菌群，創(chuàng)造一個(gè)健康的胃腸道環(huán)境。Protural或Protural混合有機(jī)酸也并沒(méi)有任何反感的口味。而且它能穩(wěn)定地增加仔豬日采食量，顯著地提高平均日增重水平，斷奶后早期的飼料轉(zhuǎn)化率也得到明顯地改善。