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養(yǎng)殖動(dòng)物普通日糧中如用有機(jī)酸給動(dòng)物提供能量、提供香味,則檸檬酸、乳酸可能是最好的酸化劑(但是,成本太高了)。如果是用來酸化飼料、降低飼料的緩沖值、抑制/殺滅病原微生物,檸檬酸、乳酸的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)弱于甲酸、丙酸。為什么?
請聽詳解:
有機(jī)酸(甲酸鈣)的酸性來自于H+離子。有機(jī)酸酸性強(qiáng)弱取決于所提供的H+數(shù)量。一元酸每分子可以解離出一個(gè)H+離子,二元酸理論上可以解離兩個(gè)H+離子,三元酸理論上可以解離三個(gè)H+離子。但是,二級(jí)解離的比例是一級(jí)解離的百分之幾,三級(jí)解離是二級(jí)解離的百分之幾。而且發(fā)生二級(jí)、三級(jí)解離時(shí)的環(huán)境pH值要比較高。所以,二元、三元酸在動(dòng)物腸道內(nèi)也只能提供1個(gè)或者稍微多些H+。因此,在同樣重量的情況下,分子量越小的有機(jī)酸(如甲酸),提供的H+數(shù)就越多,其酸性也越強(qiáng)。因此,從降低飼料pH值(實(shí)際上是降低飼料緩沖值)上來說,甲酸的效果要明顯優(yōu)于檸檬酸、乳酸。
使用有機(jī)酸還有另一個(gè)目的,就是抑菌和殺菌。有機(jī)酸的抑/殺菌有兩個(gè)作用方式,一是通過降低細(xì)菌環(huán)境pH值來實(shí)現(xiàn),因?yàn)榇蠖鄶?shù)病原微生物(如彎曲桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、大腸桿菌)不能耐受低于4.5的環(huán)境pH值。但是這一作用模式不能在動(dòng)物的腸道內(nèi)實(shí)現(xiàn),因?yàn)槿绻涯c道內(nèi)pH值降到這個(gè)水平會(huì)對消化酶功能不利。另一個(gè)作用方式是非解離的有機(jī)酸作為一個(gè)完整的分子,通過自由擴(kuò)散方式進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi),然后解離出羧(suo)基離子和H+離子。羧基離子有抑制DNA復(fù)制、抑制蛋白合成和破壞細(xì)菌細(xì)胞膜的功能,從而抑制細(xì)菌產(chǎn)生下一代;而解離出的H+則降低細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)pH值。細(xì)菌必須把多余的H+通過Na-H+-ATP(三磷酸腺苷)泵泵出膜外(主動(dòng)運(yùn)輸),而這是一個(gè)耗能過程。所以細(xì)菌消耗能量把H+排出,而失去活性,不能產(chǎn)毒、不能附著。從這個(gè)機(jī)理上,我們可以看出,有機(jī)酸抑/殺菌能力取決于有多少有機(jī)酸能以分子的形式進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)。要注意的是,有機(jī)酸過膜是自由擴(kuò)散過程。
因此進(jìn)入細(xì)菌的有機(jī)酸的多少完全取決于:
1. 分子(量)的大??;2.內(nèi)外分子濃度差;
分子越大,所需排開膜上的脂質(zhì)雙層的空間就越大,也就越難進(jìn)入。相反,分子越小,則越容易進(jìn)入。另一方面,分子量越大,同等重量的有機(jī)酸所含的分子個(gè)數(shù)就越少,內(nèi)外的濃度差也就越小,則進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)的個(gè)數(shù)也越少。相反,分子量越小,細(xì)菌內(nèi)外有機(jī)酸分子濃度差越大,有機(jī)酸就進(jìn)入得越多,所以殺菌能力也就越強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)(國外)表面,甲酸的最低抑菌濃度大概是檸檬酸、乳酸的1/4。
根據(jù)國內(nèi)外的研究經(jīng)驗(yàn),飼料中要添加1-2%的乳酸或者檸檬酸才能有明顯效果,而甲酸的需要量則為0.6%(侯永清、咼于明博士的綜述)。從這也可以看出,乳酸和檸檬酸類的大分子有機(jī)酸的作用要弱于甲酸。當(dāng)然,純甲酸也不會(huì)好,因?yàn)榇碳ば暂^大,有機(jī)酸鹽(如飼料級(jí)甲酸鈣)的效果要好些。