檸檬酸對動物的生物學作用研究

■ 史彬林　王淑琴

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學動物科學學院，內(nèi)蒙古呼和浩特010018）

專家論壇

檸檬酸對動物的生物學作用研究

■ 史彬林王淑琴

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學動物科學學院，內(nèi)蒙古呼和浩特010018）

［編者按］抗生素在動物飼養(yǎng)中一度發(fā)揮著巨大作用，但作為飼料添加劑其副作用日益突出。目前，在全球范圍內(nèi)禁止飼料中添加抗生素已是大勢所趨，因此，環(huán)保型抗生素替代品的開發(fā)和應用研究日趨活躍。飼料酸化劑作為一種無殘留、無抗藥性、無毒副作用的環(huán)保型添加劑，正在被越來越多的研究者所關注。本文由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學史彬林教授就酸化劑的一種——檸檬酸為研究對象，對其可以促進生長性能、提高產(chǎn)蛋性能、促進營養(yǎng)物質消化吸收、抗菌抑菌作用、提高抗應激能力和免疫功能、改善日糧適口性，減慢胃的排空速度等性能進行綜述，為行業(yè)健康發(fā)展提供參考。

檸檬酸是一種重要的有機酸，具有良好的物理和化學性能，可作為酸化劑在動物日糧中應用。文章綜述了日糧中添加檸檬酸對動物生產(chǎn)性能、消化吸收、免疫功能等方面的生物學作用，為其在動物生產(chǎn)中的科學應用提供參考。

檸檬酸；動物；生物學作用

目前，在全球范圍內(nèi)禁止飼料中添加抗生素已是大勢所趨，因此環(huán)保型抗生素替代品的開發(fā)和應用研究日趨活躍，而飼料酸化劑也正在被越來越多的研究者所關注。飼料酸化劑是一種無殘留、無抗藥性、無毒副作用的環(huán)保型添加劑，可降低動物消化道內(nèi)容物的pH值，為動物提供適宜的消化道環(huán)境，改善動物的生產(chǎn)性能和健康狀況。酸化劑包括有機酸酸化劑和無機酸酸化劑，在生產(chǎn)實踐中以有機酸酸化劑應用較廣，特別是檸檬酸和延胡索酸。其中檸檬酸是有機酸中第一大酸，由于其良好的物理和化學性能，通常添加效果好于其它有機酸，已成為廣泛應用于食品、醫(yī)藥、日化等行業(yè)最重要的有機酸［1］，同時也可見其在動物日糧中添加應用的研究報道。本文即依據(jù)國內(nèi)外相關文獻報道，將檸檬酸對動物的生物學作用進行綜述。

1　促進生長性能

國內(nèi)外關于檸檬酸對動物的促生長效果已有較多研究報道。一些學者就檸檬酸作為飼料酸化劑在仔豬日糧中的應用進行了深入的研究，如Falkowki等（1984）［2］研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加1%～2%檸檬酸可提高仔豬飼料利用率達5%～10%；Giesting等（1985）［3］在30日齡仔豬日糧中添加2%的檸檬酸，仔豬日增重可以提高3.2%，飼料的利用效率提高7.8%；Cronwell （1987）［4］的試驗表明，添加2%～3%檸檬酸可使仔豬日增重提高5.2%，料肉比提高7.2%；Burnell等（1988）［5］在仔豬不同類型日糧中添加1.0%檸檬酸，仔豬日增重可提高4.3%～9.3%，飼料效率可提高5.9%～6.5%；Krause等（1994）報道［6］，在仔豬日糧中添加2.5%檸檬酸，仔豬日增重可以提高5.5%，日采食量可提高6.6%。這些報道盡管結果不盡一致，但總體上認為飼料中添加檸檬酸可改善仔豬的生產(chǎn)性能。

在肉雞方面也有相似的研究報道。劉桂林等（1994）［7］報道，0.25%檸檬酸可以提高肉雞的采食量、日增重及飼料轉化率。梁俊榮等（1997）［8］的試驗發(fā)現(xiàn)，0.1%的檸檬酸對雛雞的生長發(fā)育有明顯的促進作用?？讘椳姷龋?000）［9］的研究表明，在肉仔雞基礎日糧中分別添加0.05%、0.1%、0.15%的檸檬酸，可使日增重分別提高5.8%、9.4%、8.1%，飼料利用率分別提高3.0%、4.8%、3.9%。高山林等（2004）［10］研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加0.5%檸檬酸時，肉仔雞的料重比顯著降低，生長性能大幅度提高。申慧芳等（2005）［11］在三黃土雞日糧中添加0.3%檸檬酸，可提高前期的日增重和成活率，并可減少耗料量。謝欣梅等（2005）［12］在肉仔雞日糧中添加0.5%檸檬酸，可使日增重提高4.29%，料肉比降低7.21%。Islam等（2012）［13］的試驗也發(fā)現(xiàn)，日糧中添加0.25%～1.25%的檸檬酸均可促進肉仔雞增重，提高飼料轉化率。Chowdhury等（2009）［14］利用檸檬酸替代抗生素的試驗表明，日糧中添加0.5%的檸檬酸可使肉仔雞的體增重顯著高于對照組和抗生素促生長劑添加組（0.001%卑霉素），同時提高了采食量和飼料轉化率，降低了日糧pH值，并對胴體重、骨骼質量和免疫功能均有促進作用，表明檸檬酸可在肉仔雞日糧中替代卑霉素來發(fā)揮其促生長作用。

此外，檸檬酸對水產(chǎn)動物也有一定的影響，范九國等（1993）［15］的試驗表明，檸檬酸對中國蝦也具有顯著的增食欲促生長作用，夏長青等（1998）［16］的研究得出，日糧中添加0.5%的檸檬酸可提高鯉魚增重率。

2　提高產(chǎn)蛋性能

檸檬酸可提高蛋雞的產(chǎn)蛋率，同時可以提高飼料報酬，減少破蛋率。寧康健等（1994）［17］試驗顯示，日糧中添加檸檬酸可以提高蛋雞的產(chǎn)蛋性能和飼料轉化率，其中0.4%的日糧檸檬酸可使產(chǎn)蛋率提高8.32%，料蛋比降低10.16%。呂錦芳等（1994）［18］也報道，日糧中添加0.15%～0.55%的檸檬酸，蛋雞產(chǎn)蛋率和飼料效率均有明顯提高。而孫小琴（2001）［19］試驗發(fā)現(xiàn)，在蛋雞日糧中添加0.1%檸檬酸可使產(chǎn)蛋率提高9.69%，飼料報酬提高7.6%?？讘椳姷龋?000）［9］研究表明，在蛋雞日糧中添加0.2%的檸檬酸，產(chǎn)蛋量可提高6.93%，飼料報酬提高10.3%，每千克雞蛋的經(jīng)濟效益提高0.27元。此外，朱文濤等（2002）［20］在產(chǎn)蛋雞日糧中添加2%檸檬酸可使蛋重提高2.67%，蛋殼重量提高5%。

3　促進營養(yǎng)物質消化吸收

通常認為，檸檬酸可增強體內(nèi)的酸性環(huán)境，有利于動物胃腸道無活性的胃蛋白酶原轉化成有活性的胃蛋白酶，從而可促進各種營養(yǎng)物質，特別是蛋白質的消化和吸收。譚芳等（1992）［21］研究表明，0.25%檸檬酸使21日齡肉仔雞日糧粗蛋白、干物質、粗脂肪的利用率分別提高13.6%、4.5%和9.4%；蘇軍等（1999）［22］的研究表明，日糧中添加0.3%檸檬酸可提高肉仔雞對蛋白質的利用率，并有提高肉仔雞代謝能的趨勢。馬書宇（2001）［23］報道，添加1.0%的檸檬酸可顯著提高肉仔雞粗蛋白的表觀利用率。這些研究表明，飼糧酸化后促進了體內(nèi)中間代謝和蛋白質的合成。Boling-Frankenbach等（2001）［24］研究了檸檬酸對日糧中鈣、磷吸收利用的影響，發(fā)現(xiàn)日糧中添加檸檬酸可促進肉仔雞對玉米-豆粕型日糧中磷的吸收利用，從而降低日糧中磷的需要量，但對鈣的吸收利用沒有顯著影響。梁俊榮等（2002）［25］試驗結果表明，0.1%檸檬酸使雛雞血清尿酸含量下降，表明檸檬酸可能使進入蛋白質合成代謝的氨基酸的比例升高，進而提高飼料蛋白質的生物轉化率，意味著有加快進行蛋白質生物合成作用的趨勢。楊桂珠（2002）［26］報道，肉雞日糧中添加0.15%檸檬酸，肝臟維生素A的含量相比對照組提高22.8%，說明日糧中添加檸檬酸會促進維生素A的吸收。此外，Liu等（2014）［27］研究發(fā)現(xiàn)，在妊娠后期及泌乳期母豬日糧中添加10～15 g/kg的檸檬酸，可促進鈣、磷和蛋白質的消化吸收。

然而，也有與上述報道相反的試驗結果。孫小琴（2001）［19］試驗指出，蛋雞日糧中添加檸檬酸0.05%～0.55%對肌胃、小腸和盲腸內(nèi)容物的pH值并無顯著影響，且對小腸α-淀粉酶和胰蛋白酶的活性也無顯著影響。朱文濤等（2002）［20］研究也發(fā)現(xiàn)，蛋雞日糧中添加2%的乳酸、檸檬酸、磷酸和雙乙酸鈉對干物質和有機物的表觀利用率并無顯著的影響?？梢?，對于酸化劑可否降低胃腸道pH值，提高消化酶活性，進而提高營養(yǎng)物質的消化率尚待進一步研究探索。

4　抗菌抑菌作用

朱彩蓮等（2002）［28］研究發(fā)現(xiàn)，檸檬酸在較高濃度（10～20 mmol/l）時可抑制變形鏈球菌產(chǎn)酸，但其抑制作用具有濃度依賴性，超過一定的濃度，其抑制作用會逐漸降低。余華等（2003）［29］的試驗證明，當檸檬酸用量為0.2 g/kg時，產(chǎn)品細菌總數(shù)符合標準而且產(chǎn)品色澤正常，質地較好，無明顯酸味。馬艷麗（2005）［30］研究報道，檸檬酸對副溶血弧菌、嗜水氣單胞菌、熒光假單胞菌均有抑菌的作用。石玉新等（2006）［31］選用嗜水氣單胞菌、副溶血弧菌、熒光假單胞菌三種常見的水產(chǎn)病原菌進行試驗，結果表明，檸檬酸對這三種革蘭氏陰性菌均有不同程度的抑菌作用，而且抑菌效果具有一定的穩(wěn)定性。

檸檬酸對動物腸道菌群也有一定影響，但報道不一。曹國文等（1992）［32］報道，仔豬飼糧經(jīng)酸化后，腸道內(nèi)有害微生物減少，乳酸菌增加。孫小琴等（2007）［33］研究結果表明，在蛋雞日糧中添加2.5、5.5 g/kg的檸檬酸可有效地降低盲腸大腸桿菌數(shù)，5.5 g/kg的檸檬酸在添加一周時可顯著提高盲腸的乳酸桿菌，之后這種作用隨著添加時間的延長而減小。然而，Waldroup等（1995）［34］認為，肉仔雞日糧中添加檸檬酸可以改變盲腸的pH值，卻不是控制盲腸沙門氏菌的有效手段。Andreatti等（1997）［35］指出，添加有機酸對肉仔雞盲腸pH值有較小的影響，不能減少沙門氏菌在消化道內(nèi)的定植。造成研究結果不同的原因可能是酸化劑的添加比例不同或是研究的微生物種類不同所致。

5　提高抗應激能力和免疫功能

熱應激時，肉仔雞的呼吸加快，大量的CO2呼出體外，造成血液中CO2和HCO3-的水平下降，容易發(fā)生呼吸性堿中毒。檸檬酸在家禽體內(nèi)被氧化成CO2和碳酸氫鹽，可以作為血液中的緩沖劑，有助于維持血液pH值的穩(wěn)定，促進酸堿平衡，減輕熱應激對家禽的影響。劉桂林等（1994）［7］在高溫條件下在肉仔雞日糧中添加了0.25%檸檬酸，結果提高了肉仔雞的采食量、日增重以及飼料轉化率。劉衛(wèi)東等（1997）［36］的研究表明，在蛋雞抗高溫添加劑中加入檸檬酸，對保持蛋雞生產(chǎn)水平、抗熱應激、保證雞體健康、減少雞只死亡均起到了顯著的作用。

此外，日糧中添加適量的檸檬酸對調(diào)動機體的免疫功能亦有積極的促進作用，這可能與檸檬酸促進微量元素的吸收、縮短ATP生成途徑、增強各免疫器官的活動、降低機體的緊張度等作用有關。張德成等（1994）［37］報道，0.5%的檸檬酸顯著地提高了哺乳仔豬紅細胞上Cab受體的含量，而該受體是紅細胞發(fā)揮免疫功能的重要物質基礎。寧康健等（1995）［17］在日糧中加入0.5%或1.0%的檸檬酸，肉仔雞新城疫抗體效價提高1倍以上。梁俊榮等（2002）［25］的試驗結果表明，日糧中添加檸檬酸可以使雛雞體內(nèi)血清谷草轉氨酶的活性明顯降低，這是有利的機體反應，是機體免疫機能增強的體現(xiàn)。Chowdhury等（2009）［14］也報道，0.5%的檸檬酸可促進肉仔雞的免疫功能，進而改善其健康狀況。此外，Liu等（2014）［27］研究發(fā)現(xiàn)，在妊娠后期及泌乳期母豬日糧中添加10～15 g/kg的檸檬酸，可促進母豬的體液免疫功能，并通過初乳對仔豬產(chǎn)生有益的影響。

6　改善日糧適口性，減慢胃的排空速度

酸化日糧的適口性是影響畜禽生長反應的重要因素。檸檬酸可直接刺激味蕾細胞，使唾液分泌量增多，從而起到調(diào)味的作用。有機酸具有獨特的芳香，可以掩蓋飼料中添加的藥物、維生素、微量元素等的不良氣味，起到調(diào)味的作用，從而促進家禽的采食。Low （1990）［38］認為，胃排空速度的刺激物是胃內(nèi)容物的體積和pH值，酸性食糜進入小腸后對小腸壁作機械與化學性的刺激，使之分泌腸抑胃素，反射性地抑制胃的蠕動，減慢胃排空速度，使蛋白質有較多的時間在胃內(nèi)消化，提高蛋白質消化率，進而減輕小腸負擔。Hinton等（1988）［39］試驗表明，添加檸檬酸可提高肉仔雞的采食量。此外，田允波（1998）［40］也報道，低劑量檸檬酸能改進日糧的適口性，增加仔豬采食量達5.2%～19.8%。

綜上所述，在畜禽日糧中添加一定劑量的檸檬酸可改善日糧的適口性，促進畜禽對營養(yǎng)物質的消化吸收，提高其生產(chǎn)性能和免疫功能。但現(xiàn)有報道多集中在豬、雞方面，而在草食動物方面的相關研究鮮見報道，尚待進一步研究探索。

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（編輯：劉洋，2448824921@qq.com）

Study on biological actions of citric acid in animals

Shi Binlin，Wang Shuqin

Citric acid is a kind of organic acids and has some good physical and chemical natures，and so can be applied in animal diets.The paper summarized the biological actions of citric acid in animals，in order to supply references for scientific application of citric acid in animal production.

citric acid；animal；biological action

10.13302/j.cnki.fi.2016.05.001

S816.11

A

1001-991X（2016）05-0001-04

史彬林，教授，博士生導師，研究方向為動物環(huán)境與營養(yǎng)。

2016-01-08