目前,很多国家和地区均禁止在饲料中使用抗生素。抗生素在动物生产中起到促生长的作用,停用抗生素会降低动物的生产性能[1]。因此,迫切需要开发抗生素替代品以缓解停止使用抗生素带来相关的问题[2]。二甲酸钾是甲酸和甲酸钾形成的一种复合物,结构较为简单,其分子式为HCOOH·HCOOK,为无色的微黄色或白色结晶的粉末,易溶于水[3],可以由甲酸、碳酸钾或氢氧化钾通过酸碱中和反应获得[4]。甲酸的羰基通过氢键与甲酸钾的羟基相连,在肠道中分解为甲酸和甲酸钾,因此甲酸能够完整地进入小肠,最终分解为CO2和水,具有完全的生物降解性[5]。相比其他有机酸,二甲酸钾无强烈气味,对饲料机械无腐蚀性,因此更容易被加工。酸化剂可以降低消化道pH值,改善消化道健康状况,有利于提高营养物质的吸收,尤其是蛋白质和钙的吸收[6],对环境无污染,酸性条件下化学性质稳定[7]。文章主要综述二甲酸钾的生物学功能及其对猪、鸡、水生生物的影响,为二甲酸钾的进一步应用提供参考。1二甲酸钾的生物学功能1.1降低肠道pH值动物胃中pH值较低,二甲酸钾在胃中不会被分解,且二甲酸钾呈酸性,使胃pH值降低[8]。肠道处于弱碱性状态,二甲酸钾进入肠道后,会分解产生HCOOH和HCOOK,释放H+,进而降低肠道的pH值。Ragaa等[9]使用1日龄艾维茵肉鸡进行试验,发现在日粮中添加二甲酸钾能够使肉鸡胃、十二指肠、空肠、回肠的pH值显著下降,盲肠和结肠的pH值也有所降低;在日粮中添加0.45%的二甲酸钾会对艾维茵肉鸡的生产性能和免疫功能有一定的改善作用,但对血液生化指标无明显影响;二甲酸钾的添加可以提高屠宰率。1.2抑制肠道有害微生物二甲酸钾能够改变肠道的菌群结构与肠道细菌数量。二甲酸钾具有抗菌特性,因为二甲酸钾能够穿透细菌细胞壁,使细菌内pH值降低,进而导致细菌死亡,特别是针对低pH值敏感细菌。二甲酸钾使肠道的pH值下降,能够在一定程度上抑制病原微生物的繁殖与生长。但是,二甲酸钾对乳酸杆菌的影响存在争议[10-11],需要进一步研究探索。1.3提高动物消化水平二甲酸钾可以用作饲料的防腐剂,防止饲料被微生物或真菌污染。添加二甲酸钾的饲料呈微酸性,可以刺激动物采食,促进消化。同时,二甲酸钾会降低肠道的pH值,杀灭部分不耐酸的有害微生物,起到保护肠道黏膜的作用,降低肠道的维持成本,从而提高饲料转换率[12]。黄建华等[13]研究表明,二甲酸钾可以显著改善21日龄健康的三元杂交(杜洛克×长白×大约)断奶仔猪的肠道微生物菌群结构。何博等[14]研究表明,添加二甲酸钾能够降低肉鸡胃肠道中沙门氏菌和梭菌的含量。2二甲酸钾在动物生产中的应用2.1二甲酸钾在鸡生产中的应用为保证肉鸡快速生长,饲料中的营养成分含量非常重要,肉鸡饲料成本占总生产成本的60%~70%。如何提高动物对饲料的利用率一直是研究人员关注的热点。二甲酸钾能够提高部分品种鸡对饲料的利用率。黄小春等[15]研究发现,添加二甲酸钾能够促进1日龄的艾维茵商品代的公母混养雏鸡的生长,提高饲料转化率。但是,关于二甲酸钾对肉鸡生长发育的影响的结果不完全一致,可能与鸡的品种或饲养方式等因素有关。户陆女等[16]研究发现,二甲酸钾对黄羽肉鸡的生长发育无促进作用,但是能够降低肉鸡胸肌与腿肌的pH值,同时还能提高黄羽肉鸡胸肌和腿肌的系水力。Mikkelsen等[17]研究二甲酸钾对1~35日龄科布肉鸡的影响,发现225、4.50 g/kg二甲酸钾可以降低坏死性肠炎的死亡率,但在6.75 g/kg剂量下无效果,表明二甲酸钾不能线性降低坏死性肠炎的死亡率,在饲料中添加二甲酸钾可以降低空肠pH值。Motoki等[18]研究表明,二甲酸钾能够促进肉鸡生长发育,显著提高肉鸡的体增重、胸肌重、腿肌重和翅重。上述结果表明,二甲酸钾能够在某种程度上促进肉鸡的生长性能,但具体作用机制需进一步研究。2.2二甲酸钾在猪生产中的应用断奶仔猪消化道未发育完全、消化能力差、易发生腹泻。在断奶仔猪日粮中添加酸化剂后,可以在一定程度上解决上述问题[19]。李兆勇等[20]通过研究300头三元杂交的断奶仔猪发现,在断奶仔猪的饲粮中添加0.6%、1.0%、1.4%的二甲酸钾均能促进仔猪生长,其中添加1.0%二甲酸钾效果最好,而添加1.4%二甲酸钾的断奶仔猪的并未表现出更好的生长性能;在饲粮中添加二甲酸钾还可以减少仔猪腹泻的概率。Øverland等[21]通过研究初产和多产母猪中发现,喂食0.8%和1.2%二甲酸钾的母猪所产仔猪的出生体重、日增重和断奶体重相似;二甲酸钾的添加不会对仔猪出生数、死胎数和仔猪死亡率产生影响。张仁明[22]通过对24日龄的“杜×长×大”断奶仔猪研究发现,添加二甲酸钾的试验组仔猪平均日增重均明显高于对照组,但添加二甲酸钾对肠道发育及肠内各种酶活性无影响。董殿元等[23]研究“杜×长×大”三元肥育猪,发现在饲粮中添加6 g/kg的二甲酸钾,与在饲粮中添加黄霉素在生长性能方面无显著差异;在胴体性状和肌肉性状方面,二甲酸钾也未产生不良影响。上述研究表明,二甲酸钾是安全可靠的生长促进剂。2.3二甲酸钾在水产动物生产中的应用随着对水产品需求的不断增长,全球水产养殖产量显著增加[24]。尽管水产养殖行业的潜力很大,但其发展仍然存在许多障碍,饲料质量不佳就是其中之一[25]。酸化剂在提高不同水生物种的生长性能和养分利用率方面表现出有效性[26],因此二甲酸钾也被应用于水产养殖。二甲酸钾在降低鱼类胃肠道pH值、增强消化酶活性、抑制病原菌生长和提高矿物质生物利用度方面具有重要的生理作用。二甲酸钾可以改善循环养殖系统中非洲鲶鱼的血液状况,从而改善其健康状况;添加二甲酸钾后养殖废水的钾浓度较对照组有所提高[27]。Hassaan等[28]研究发现,添加1.47×107 CFU/L嗜酸乳杆菌和10 g/kg的二甲酸钾可提高尼罗罗非鱼对植物蛋白饲料消化的效率。然而,二甲酸钾也并不是对所有的水生生物有效。Ly等[29]通过对凡纳滨对虾研究发现,二甲酸钾对凡纳滨对虾的生长、存活、饲料利用率和水质无明显影响。综合判断,二甲酸钾的添加对部分水产动物有益,但是由于物种不同可能得出不同的结论,具体原因待科研人员进行进一步研究。3结论二甲酸钾作为饲料添加剂,其安全、健康、无污染,作为一种新型促生长剂来替代抗生素在饲料中将具有广阔的发展潜力。但是,二甲酸钾对动物生长效率的提高的作用机理并不明朗,尚需进一步深入研究。未来,应该扩大研究范围,研究二甲酸钾在其他动物养殖中的应用,为二甲酸钾在养殖业的进一步应用提供参考。

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