酸化剂作为一种重要的饲料添加剂[1]，可应用于养殖环境消毒，也可添加在动物饮水[2]和日粮中，是抗生素最有效的替代品之一。有机酸能够改善动物营养物质表观消化率，对肠道健康具有重要作用。关于有机酸（如富马酸、甲酸、乳酸、柠檬酸及其盐）的性能以及其对动物机体健康的促进作用已有相关研究报道[3]。20世纪90年代，酸化剂的应用效果得到了肯定，酸化剂产业进入了高速发展时期[4]。酸化剂根据成分可分为单一型酸化剂和复合型酸化剂，根据加工工艺可分为包被型酸化剂（包被技术）和未包被型酸化剂[5]。新型复合酸化剂具有组分之间最佳的搭配、载体选择与创新工艺相结合的优势，具有广阔的应用前景。文章论述酸化剂的作用机理，综述影响酸化剂作用时长的因素，为延长酸化剂的作用时长提供参考。1酸化剂的简介添加适量酸化剂可降低畜禽肠道疾病的发生率，提高动物的生产性能[6]，有助于维持动物肠道最佳pH值，增加乳酸菌、双歧杆菌的数量，降低大肠杆菌数量[7]。肠道是畜禽消化系统中重要的部分，肠道功能和健康受损会影响动物对营养物质的消化和吸收，进而影响家禽的健康和生产性能[8]。目前，比较常用的酸化剂主要包括无机酸化剂、有机酸化剂、复合酸化剂和包被型缓释酸化剂[9]。无机酸化剂易解离H+，导致胃内pH值迅速下降，甚至灼烧胃黏膜[10-11]，且胃中的H+会缩短胃中pH值降低的时间[12-13]，影响胃正常功能发挥。无机酸基本只作用于胃，难以在肠道后端发挥抑制有害菌的作用。常见的有机酸化剂（C1~C7）主要包括大分子有机酸和小分子有机酸，如延胡索酸、乳酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、山梨酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸及其盐类等[14]。在动植物组织中及微生物发酵碳水化合物均可生成有机酸化剂[15]。有机酸化剂均具有提高动物生产性能的作用。宋正星等[16]在鳙鱼饵料中添加0.1%、0.2%、0.3%柠檬酸，发现鳙鱼的生长性能显著提高，且以添加0.2%柠檬酸对鳙鱼的生长性能最好[16]。孙得发等[17]在白羽肉鸡饮水中添加延胡索酸，发现延胡索酸具有改善白羽肉鸡生长性能、提高免疫力、促进肠道发育以及促进消化等作用。施文颖等[18]在哺乳母猪日粮中添加1.0%、1.5%、2.0%的柠檬酸，发现哺乳母猪的生产性能、免疫球蛋白M含量、乳脂率和抗体水平明显提高。复合酸化剂可以结合多种酸的抑菌能力，扩大了抑菌圈。雷燕等[19]研究了不同单一酸与复合酸化剂的抑菌能力，发现复合酸化剂的效果优于单一酸。2酸化剂的作用机理动物日粮中添加酸化剂可以降低饲料系酸力，较低的系酸力可以使动物胃肠道中解离更多的H+。酸化剂能够通过降低pH值刺激并激活胃蛋白酶分泌，胃蛋白酶在pH值较低的环境中才能够发挥较强的作用，加快蛋白质消化，进而促进胰蛋白酶的分泌。消化酶活性得到增强，机体代谢向积极方向进行[20]。冷向军等[21]开展了pH值对胃蛋白酶原的体外试验，结果表明，随着pH值下降，胃蛋白酶活性逐渐提高。酸化剂能够通过降低胃蛋白酶的pH值抑制有害微生物。Fuller[22]研究表明，酸性条件利于乳酸杆菌在胃肠道中生长，通过阻断黏附位点或产生乳酸和其他代谢物方式抑制大肠杆菌的定植和增殖。Lambert等[23]研究表明，有机酸穿透细菌细胞壁后，可以在细菌的内部解离，释放H+和阴离子（A-）。大肠菌群、梭状芽孢杆菌等对pH值敏感的细菌，由于内部和外部pH值之间大范围波动会导致这些细菌出现不耐受的情况，一种特定的机制（H+-ATP泵）会使细菌内的pH值达到正常水平。这种现象会消耗能量，最终阻止细菌生长，甚至杀死细菌。若在日粮中添加一些大分子有机酸，如柠檬酸、富马酸等，可促进动物对营养物质的消化吸收，为机体代谢提供能量。有机酸是三羧酸循环的中间产物，可作为能量来源，有助于减少糖异生和脂肪分解率高导致的组织浪费问题[24]。酸化剂还能够与一些矿物元素形成络合物，这些物质能够被机体吸收利用，间接地促进矿物元素的吸收及利用[25]。有些酸化剂具有抗氧化作用，能够增强机体的抗氧化能力。王铭洋等[26]在蛋鸡日粮中添加饮水型酸化剂，发现蛋鸡肝脏中丙二醛含量下降，总抗氧能力上升。徐维国等[27]在母猪日粮中添加10 g/kg柠檬酸，发现母猪产仔的时间间隔明显缩短，血钙浓度和抗氧化能力明显提高。3影响酸化剂作用时长的因素3.1酸盐型复合酸化剂复合酸化剂虽然可以克服单一酸化剂的缺点，结合多种酸的抑菌区，达到较大范围的抑菌效果，但是其作用时间并不持久。当食糜进入十二指肠时，肠道内pH值缓慢上升，而酸盐型酸化剂克服了复合酸化剂作用时间短这一问题[28]。酸盐酸化剂是由有机酸和相应的盐类物质组成。由丙酸、丙酸铵、甲酸和甲酸铵组成的液体复合酸化剂具有良好的缓冲能力，能够改善鸡的生产性能，补偿胃酸，控制肠道中的致病菌[29]。食糜进入小肠后，小肠内pH值上升，此时共轭酸碱对发挥作用，延长肠道较低pH值的作用时间。酸盐酸化剂与日粮混合时可以很好地改善饲料变质问题。复合酸化剂的缓冲能力取决于溶液中的共轭酸碱浓度及溶液总浓度，因此研制较高缓冲力的复合酸化剂时可以在复合酸化剂组分中设置共轭酸碱对。王克强等[30]发现，溶液中共轭酸碱对比值（共轭酸碱对浓度）决定溶液缓冲能力，与H+和OH-浓度无关。共轭酸碱对比值不小于103时，缓冲溶液总浓度越大，缓冲能力越强。理想的缓冲体系共轭酸碱对比值接近1。颜运秋等[31]对比了如意酸和其他品牌的液体酸化剂的抑菌能力，结果发现，如意酸在1∶500、1∶1 000和1∶2 000的稀释倍数下仍然能够保持较好的抑菌能力，表明良好的缓冲体系对维持酸化剂功能具有正向作用。湛穗璋等[32]利用响应面法体外筛选酸盐型复合酸化剂，其主要成分为磷酸、乳酸、一水柠檬酸、磷酸氢二钠，发现拥有最高缓冲力4.78的最佳配比为1.24%磷酸、40%一水柠檬酸、30%乳酸、10%磷酸氢二钠。董子诚[33]运用均匀设计体外筛选由不同剂量的磷酸、柠檬酸、苯甲酸、乳酸相互组合，体外筛选抑菌性复合酸化剂、消化性复合酸化剂和兼顾型复合酸化剂，发现抑菌性复合酸化剂的缓冲力最高。不同酸组成的复合酸化剂具有不同的缓冲能力，这可能与这些酸遇碱生成对应的酸盐组成了多组缓冲对有关。复合酸化剂具有缓冲力还可能与物质本身性质有关，如二甲酸钾、二甲酸钾在酸性条件下比较稳定，而在中性和碱性条件下会分解为甲酸和甲酸钾，构成缓冲对，在肠道内缓释[34]。磷酸具有酸化和向动物体内提供磷源的双重功能，磷酸可以释放3个H+，并且H+释放缓慢，作用效果较为持久[35]。溶液里面具有缓冲力的本质是溶液体系中存在平衡移动，可以吸纳外来的H+或OH-。因此，创造具有缓冲力溶液的方式较多，不仅是构建共轭酸碱对[36]。如HAC-F-和Na2HPO4-柠檬酸的溶液体系也具有缓冲力[37]。陈春明等[38]研究表明，具有强缓冲能力的液体复合酸化剂的成分包括柠檬酸、乳酸、甲酸、磷酸、维生素A、维生素B2和纯化水，这种液体复合酸化剂具有强缓冲能力的原因可能是这些组分存在平衡移动，并吸纳了H+和OH-。3.2载体在固体酸化剂中，一个好的载体可以获得具有较大缓冲力的复合酸化剂。载体的作用能够承载微量活性成分，使组分之间不会互相接触，并改善分散性，一般在30目到80目之间[39]。复合酸化剂组分混合后的微量活性成分，可以吸附于载体表面以及孔径间隙，在肠道缓慢释放。载体还可将多组微量活性成分流散，保持活性物质的稳定性，减少活性物质之间的反应，有效保护添加剂和预混料在日粮中的质与量。微量活性成分被载体承载后，其物理与化学性质发生改变，在日粮中表现为惰性物质，并且由于载体的流散性，日粮与载体更易被搅拌均匀。载体可分为有机载体（如小麦粉、玉米粉、脱脂米糠分、淀粉等）和无机载体（如气相二氧化硅、蛭石等）[40]。梁雅妍等[41]使用二氧化硅作为载体发明了鸽用缓释型复合酸化剂。3.3包被技术大多数酸化剂在动物体内的作用部位为胃部，禽类主要消化部位为嗉囊和胃部。大多数酸化剂无法在小肠中发挥作用，但使用包被技术可以减少上述情况。3.3.1包被技术的优势（1）掩盖刺激性、适口性不好的酸化剂等。有些酸化剂具有刺激性，如甲酸等。使用壁材或包被剂进行包被后，可以避免动物因酸化剂具有刺激性而不采食等问题。（2）调节酸化剂作用位点。酸化剂在肠道中靶位释放，降低肠道pH值以及抑制肠道中有害菌的数量，促进益生菌的生长定植[42]。许丽惠等[43]发现，包被酸化剂有利于黄羽肉鸡肠道中乳酸菌的生长，抑制大肠杆菌等有害菌。蒋志等[44]研究发现，在断奶仔猪日粮中添加包被精油复合酸化剂可以显著降低回肠pH值，增加盲肠中双歧杆菌数量，改善盲肠微生物区系。（3）营养物质对瘤胃的保护作用。由于瘤胃pH值呈中性，因此包材大多选用对pH值敏感的物质。包被后的营养物质不易在瘤胃中被分解利用，到达真胃小肠后才会被迅速分解吸收。其中微包被技术的使用较多，常用硬脂、琼脂、蜡、氧化植物油、巴西棕榈蜡等脂肪类材料，聚氯乙烯、环氧树脂、聚丙烯酸树脂、聚乳酸等高分子材料以及硫酸钙、硅酸盐、碳酸钙和黏土类无机材料[45]。通常包被后的效果优于未包被的效果，如张振东[46]在荷斯坦牛日粮中添加硒和包被硒，结果显示，包被硒的效果优于未包被的硒。（4）缓释作用。缓释型复合酸化剂在肠道中缓释，延长了酸化剂的作用时间，减少了酸化剂的投入次数，节约了成本。陈杰等[47]在肉鸡日粮中添加0.05%、0.08%、0.10%缓释型复合酸化剂，结果发现，0.10%的缓释型复合酸化剂能够显著提高肉鸡的生产性能。（5）提高日粮的稳定性。酸化剂被包被在壁材中，避免了酸化剂与日粮中组分反应造成营养物质减少的情况。在日粮中添加了未包被的无机酸或者小分子酸，还可能会破坏日粮中的电解质，从而导致畜禽采食量下降，生产性能下降[48]。此外，无机酸添加量较高时，可能会对饲料加工机械造成腐蚀性伤害。3.3.2包被工艺包被技术（或微胶囊制粒技术）是指使用天然或人工合成、半合成材料，将气体、固体和液体进行包埋处理，形成小颗粒或微小囊体的技术。包被技术在医药、化工、食品、饲料添加剂以及农业领域均有应用。但是包被技术的成本较高，需要寻求低成本的壁材。目前，包被壁材可以选用微晶纤维素、乙基纤维素、硬脂酸类、聚丙烯树脂类、邻苯二甲酸二乙酯、β-环糊精、明胶等[49]。包埋技术主要包括物理法和化学法。物理法包括喷雾冷却法、喷雾干燥法、分子包埋法以及流化床法等[50]；化学法主要包括聚合法[51]、界面配位法等[52]。4展望酸化剂产品的研发能够保证酸化剂的基本功能，而且在制作工艺以及与其他添加剂的联用方面也取得了一定进展。具有较高缓冲力的酸化剂可以避免pH值急速下降，造成动物胃黏膜损伤；并且进入小肠时也能够维持一个较稳定的酸性环境，充分发挥酸化剂的作用。延长酸化剂的作用时间能够减少酸化剂投入次数，降低酸化剂投入成本。酸化剂组分发挥本身性质等的缓冲能力有限，未来需要寻求具有较高缓冲能力的物质，增加缓冲能力，使其在肠道中与碱性物质，从而使酸化剂中的有效酸充分发挥作用。酸化剂包被技术的应用虽然已经取得一定进步，但仍存在包被技术壁材成本较高、制作工艺较为复杂等局限，仍需要进一步研究。