Органические кислоты в кормлении животных: механизмы действия и эффективность комплексной добавки Acid V 1000 у свиней и птицы

Значение органических кислот в современном животноводстве

 
Современное интенсивное животноводство стремится к повышению эффективности производства, улучшению здоровью животных и птицы, сталкиваясь с различными проблемами в т.ч. и антибиотикорезистентностью. Ключевую роль играет здоровье и функциональность желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Нарушения пищеварения, дисбаланс микрофлоры и повышение количества патогенных микроорганизмов могут серьезно снизить усвоение питательных веществ, замедлить темпы роста, увеличить заболеваемость и смертность.

 
Для предотвращения развития устойчивости патогенной микрофлоры к антибиотикам, применяются различные кормовые решения. И одним из таких кормовых решений является использование органических кислот в кормлении животных. Органические кислоты (ОК), как кормовые добавки, поддерживают здоровье кишечника и общую продуктивность, улучшая усвоение питательных веществ.

 
Органические кислоты, относящиеся к группе карбоновых кислот (R-COOH), широко известны своим благотворным влиянием при включении в рацион свиней и птицы. Их применение простирается от консервирования кормов до прямого физиологического воздействия на организм животного. При этом органические кислоты это не «чужеродные химические» соединения, а естественные компоненты живой природы. Они содержаться во многих растениях, фруктах, образуются в процессе жизнедеятельности микроорганизмов и даже в организме самих животных. В дикой природе животные постоянно получают их с кормом. Поэтому использование органических кислот в кормлении с/х животных – это, по сути, поддержка естественных физиологических процессов, направленных на улучшение здоровья и продуктивности животных.

 
Также, многочисленные исследования подтверждают их роль в улучшении гигиены корма, модуляции микробиоты кишечника, повышении активности пищеварительных ферментов, улучшении морфологии кишечника и, как следствие, повышении продуктивности и здоровья животных (Dibner & Buttin, 2002; Partanen & Mroz, 1999). По мере того, как промышленность отказывается от профилактического использования антибиотиков для стимулирования роста, ОК представляют собой научно обоснованную и устойчивую альтернативу для поддержания высоких показателей продуктивности животных.

Механизмы действия органических кислот в разных частях ЖКТ

 
Эффективность органических кислот обусловлена их разнообразными механизмами действия, которые проявляются на протяжении всего желудочно-кишечного тракта. Эти механизмы зависят от конкретной кислоты (или ее соли), ее константы диссоциации (pKa) (способностью кислот обратимо разделяться на частицы), преобладающего pH в сегменте кишечника и присутствующей микробной экосистемы. Так как же органические кислоты проявляют себя в разных отделах ЖКТ? Рассмотрим далее.

 
Ротовая полость и пищевод

 
Хотя корм находится в этих отделах недолго, кислоты могут помочь:

Повысить привлекательность корма. Некоторые органические кислоты, такие как лимонная, яблочная или фумаровая (компонент ACID V 1000), могут улучшать вкусовые качества корма, особенно у молодых животных, таких как отнятые поросята или только что вылупившиеся цыплята, потенциально увеличивая потребление корма в критические периоды (Partanen & Mroz, 1999).

Стимулировать слюноотделение. Кислый вкус может стимулировать слюноотделение. У свиней слюна содержит амилазу, запускающую процесс переваривания крахмала. У домашней птицы повышенное выделение слюны может способствовать прохождению корма, а также частичному перевариванию углеводов в зобе, благодаря амилазе и микроорганизмам.

Желудок (у свиней) / железистый и мышечный желудки (у птиц)

• Снижение рН желудка. У молодых животных, особенно у поросят после отъема и цыплят, часто недостаточно эндогенной секреции соляной кислоты (HCl) для поддержания оптимально низкого желудочного pH (идеальный диапазон 2,0-3,5). ОК, такие как муравьиная кислота и фумаровая кислота, эффективно снижают рН содержимого желудка (Mroz et al., 2006). Это подкисление имеет несколько важнейших последствий:
• Активация пепсиногена: протеолитический фермент пепсиноген превращается в свою активную форму - пепсин - только при низком pH. Повышенная активность пепсина улучшает переваривание белков.
• Ингибирование патогенных бактерий: Большинство кишечных патогенов чувствительны к кислой среде, и их размножение значительно снижается при низком рН желудка. Это создает эффект "желудочного барьера".
• Улучшение растворимости минералов: Кислотные условия могут улучшить растворимость и последующее усвоение некоторых минералов, таких как кальций и фосфор.

Рис. 1

• Прямое антимикробное действие: (Рис. 1) Основной механизм противомикробного действия ОК основан на их способности существовать в недиссоциированной (липофильной) форме при низком pH. В таком состоянии они могут пассивно проникать через липидные клеточные мембраны бактерий. Попадая внутрь бактерий, где рН близок к нейтральному (около 7,0), органические кислоты и их соли диссоциируют, высвобождая протоны (H⁺) и анионы (A-), что подкисляет бактериальную цитоплазму, нарушая чувствительные к рН ферментативные реакции, протонную движущую силу и синтез АТФ. Специфический анион может также накапливаться до токсичных уровней, нарушая синтез белка и другие метаболические пути, что в конечном итоге приводит к бактериостазу или бактерицидному эффекту (Dibner & Buttin, 2002; Lambert & Stratford, 1999).

Тонкий кишечник

Когда химус поступает в двенадцатиперстную кишку, секреты поджелудочной железы и желчных путей выравнивают его рН до нейтрального уровня. Однако ОК продолжают оказывать благотворное влияние:

• продолжение антимикробной активности: пока pH повышается, некоторые ОК, особенно с более высокими значениями pKa или защищенные или высвобождающиеся медленнее (например, соли или кислоты с более длинными углеродными цепями, такие как пропионовая кислота (из пропионата кальция) и бензойная кислота, все еще могут оказывать противомикробное действие. Они помогают контролировать размножение таких патогенов, как Clostridium perfringens (вызывающий некротический энтерит у птицы) и Salmonella spp. (Van Immerseel et al., 2006).
• стимуляция секреции поджелудочной железы: более кислый химус, поступающий в двенадцатиперстную кишку, стимулирует выделение гормонов, запускающих секрецию панкреатических ферментов, что способствует дальнейшему пищеварению.
• улучшенное всасывание минералов: даже в менее кислой среде тонкого кишечника хелатные свойства некоторых органических кислот улучшают всасывание минералов, сохраняя их в более растворимой форме.
• коррекция иммунного ответа: органические кислоты косвенно влияют на лимфоидную ткань, ассоциированную с кишечником (GALT), снижая патогенную нагрузку и, оказывая прямое иммуномодулирующее действие.

Толстый кишечник (у свиней) / Слепые отростки и прямая кишка (у птиц)

 
Среда в толстом кишечнике анаэробная и содержит плотную популяцию микроорганизмов.

• Борьба с гнилостными бактериями: Некоторые ОК, в частности бензойная кислота эффективны в задних отделах кишечника. Бензойная кислота может подавлять рост протеолитических бактерий (например, Clostridium spp.). Это снижает токсическую нагрузку на животное (Hansen et al., 2007).
• Стимулирование развития полезной микрофлоры: избирательно подавляя определенные патогенные или нежелательные бактерии, ОК могут создавать более благоприятную среду для размножения полезных микроорганизмов, таких как Lactobacillus и Bifidobacterium spp.
• Источник энергии для колоноцитов: Некоторые поглощенные или продуцируемые микроорганизмами КЦЖК служат источником энергии для колоноцитов, поддерживая здоровье толстого кишечника.

Совместное и целенаправленное действие различных органических кислот в разных сегментах ЖКТ обуславливает их общую эффективность для укрепления здоровья кишечника и повышения продуктивности животных. Именно таким эффектом обладает подкислитель ACID V 1000.

 
ACID V 1000 – это синергетическая смесь органических кислот и их солей, специально созданная для оптимизации пищеварительной функции и повышения продуктивности свиней и птицы. Эффективность препарата заключается во взаимодополняющем действии его компонентов на протяжении всего ЖКТ.

 
В состав ACID V 1000 входят:

 
Формиат кальция (40-60%): Соль муравьиной кислоты. Основной подкислитель для верхних отделов ЖКТ (желудка). Муравьиная кислота (HCOOH) и её соли, включая формиат кальция (Ca(HCOO)₂), занимают важное место в современных схемах кормления сельскохозяйственных животных. Эти соединения сочетают антимикробные свойства, регуляторное воздействие на пищеварительные процессы и питательную ценность, что делает их универсальными подкислителями (Ricke S C et all., 2020; EFSA, 2014). Их применение распространяется на улучшение конверсии корма, контроль патогенной микрофлоры, оптимизацию минерального обмена и повышение резистентности животных. Механизмы действия включают прямое подавление бактерий за счёт снижения pH, изменение активности ферментов и влияние на клеточные мембраны микроорганизмов. Формиат кальция дополнительно служит источником биодоступного кальция, критически важного для костеобразования и других физиологических функций (EFSA, 2014).

 
Муравьиная кислота проявляет бактериостатический и бактерицидный эффекты в зависимости от концентрации. В недиссоциированной форме она проникает через клеточные мембраны бактерий, где диссоциирует в цитоплазме, снижая внутренний pH и нарушая метаболизм (Ricke S C et all., 2020). Это особенно эффективно против грамотрицательных патогенов, таких как Salmonella spp. и E. coli, которые чувствительны к кислотному стрессу (Mohamed E Abd El-Hack et all., 2024; IZAT A.L. et all., 1990). Формиат кальция, растворяясь в желудке, высвобождает ионы, которые связывают протоны, образуя муравьиную кислоту in situ, что продлевает антимикробное действие в проксимальных отделах ЖКТ.

 
У молодняка с незрелой секреторной функцией желудка добавление муравьиной кислоты (pKa 3,75) снижает pH химуса до 2.5–3.5, активируя пепсиноген и улучшая переваривание белков (Diana Luise, 2020). У взрослых животных изменение pH в тонком кишечнике способствует колонизации Lactobacillus spp., конкурентно вытесняющих патогены. Формиат кальция дополнительно стимулирует синтез муцина, укрепляя кишечный барьер и снижая риск заселения патогенных бактерий.

 
Кальций из формиата кальция абсорбируется на 15–20% эффективнее, чем из карбонатных источников, благодаря хелатной форме (EFSA, 2014). Это поддерживает минерализацию костей у растущих животных и качество скорлупы у несушек (Orbizo Kathrina L., 2011). 

Пропионат кальция (12-18%): Соль пропионовой кислоты. Пропионовая кислота (C₃H₆O₂) и её соли, такие как пропионат кальция (Ca(C₃H₅O₂)₂), играют ключевую роль в современных схемах кормления сельскохозяйственных животных. Эти соединения сочетают антимикробные свойства, регуляцию пищеварения и поддержку энергетического метаболизма, что делает их незаменимыми для повышения продуктивности и укрепления здоровья животных. Их применение охватывает контроль патогенной микрофлоры, улучшение усвояемости кормов и профилактику метаболических нарушений (Pearlin BV et all., 2020; Marcos Martinez do Vale et all., 2004).

 
Пропионовая кислота подавляет рост плесени, дрожжей и бактерий за счёт снижения pH корма и прямого воздействия на клеточные мембраны микроорганизмов. В недиссоциированной форме она проникает внутрь клетки, где диссоциирует, вызывая накопление ионов H⁺ и нарушение метаболизма. Это особенно эффективно против Aspergillus и Salmonella, которые чувствительны к кислотному стрессу (Pearlin BV et all., 2020). Пропионат кальция, растворяясь в желудке, высвобождает пропионовую кислоту, продлевая антимикробный эффект в кишечнике.

 
У молодняка с незрелой микрофлорой пропионовая кислота стимулирует развитие ворсинок кишечника, увеличивая площадь всасывания питательных веществ. Например, добавление 0.4% пропионата кальция в корм цыплят повышает длину ворсинок тощей кишки на 15%, что улучшает усвоение аминокислот и глюкозы (Marcos Martinez do Vale et all.,2004; Jonsson N N, 1998). У жвачных пропионовая кислота служит основным субстратом для глюконеогенеза, обеспечивая до 60% синтеза глюкозы в печени (J. D. Sutton; Pang R, 2023).

Янтарная кислота (3-7%): Дикарбоновая кислота. Янтарная кислота (pKa1 4,21, pKa2 5,64) (название соли - сукцинат) играет значительную роль в кормлении сельскохозяйственных животных, оказывая многогранное влияние на их метаболизм, продуктивность и устойчивость к заболеваниям. Как естественный метаболит цикла трикарбоновых кислот (ЦТК), она участвует в энергетическом обмене, синтезе АТФ и регуляции окислительно-восстановительных процессов (Franco Grimolizzi, Lorena Arranz, 2018). Её применение в качестве кормовой добавки демонстрирует выраженные биостимулирующие, иммуномодулирующие и антимикробные свойства, что подтверждается многочисленными исследованиями на различных видах животных. Янтарная кислота служит ключевым звеном в энергетическом метаболизме, участвуя в цикле Кребса и цепи переноса электронов.

 
При добавлении в корм она:

• улучшает усвоение питательных веществ путём стимуляции активности пищеварительных ферментов и повышения эффективности всасывания в кишечнике (US20110189347A1),
• нормализует микробиоценоз ЖКТ, подавляя рост патогенных бактерий (Salmonella, E. coli) при сохранении полезной микрофлоры (Radkowski M, 2018; Zhou X, Liu Y et all., 2022).

Эти механизмы лежат в основе её широкого спектра биологического действия, которое проявляется даже при низких концентрациях (0.03-0.25% от массы корма) (US20110189347A1).

Рис. 2. Цикл Кребса ( Цикл трикарбоновых кислот)

Фумаровая кислота (ФК) (3-5%): Дикарбоновая кислота. Сильный подкислитель (pKa1 3,03, pKa2 4,44), который эффективно снижает рН желудка. Являясь промежуточным звеном в цикле Кребса, она также играет роль в клеточном энергетическом метаболизме. Фумаровая кислота обладает антимикробной активностью (Radecki et al., 1987), уменьшает количество нежелательных бактерий в желудочно-кишечном тракте (например, E.coli) и, наконец, улучшает скорость роста свиней и птицы до 4 % (Bolduan, 1987; Eidelsburger and Kirchgessner, 1994; Falkowski and Aherne, 1983; Kirchgessner and Roth, 1988; Kirchgessner et al., 1991; Patten and Waldroup, 1988). Фумаровая кислота действует как консервант в кормах для птицы, помогая предотвратить порчу и продлить срок хранения.  Некоторые исследования показывают, что ФК может положительно влиять на прирост массы тела, коэффициент конверсии корма и даже улучшать показатели крови бройлеров, особенно в условиях теплового стресса (Banday et al., 2015). Другие исследования показывают, что ФК может улучшить переваримость и утилизацию питательных веществ в организме птицы.

Бензойная кислота (2-5%): Ароматическая карбоновая кислота. Бензойная кислота (pKa 4,20) особенно эффективна в нижних отделах ЖКТ, поскольку ее более высокий pKa позволяет ей дольше оставаться недиссоциированной. Она обладает широкой антимикробной активностью в отношении бактерий, дрожжей и плесени. Его ключевым преимуществом является снижение выделения аммиака за счет преобразования в гиппуровую кислоту и борьба с гнилостными бактериями типа Clostridium в задней кишке (Seung Bin Yoo et all., 2024).

Сочетание в ACID V 1000 различных кислот, с разным значением pKa и специфическими свойствами в различных сегментах ЖКТ, обеспечивает синергетическое действие, обеспечивая комплексное решение проблемы здоровья кишечника.

 
Тщательно подобранная смесь органических кислот в ACID V 1000 дает ощутимые преимущества как для птицеводства, так и для свиноводства:

Улучшение переваривания и усвоения питательных веществ

• Оптимизированный рН желудка повышает активность пепсина для лучшего переваривания белка.
• Стимуляция ферментов поджелудочной железы также способствует общему расщеплению питательных веществ.
• Улучшенная морфология кишечника (пропионат кальция, янтарная кислота) увеличивает площадь всасывающей поверхности.

Результат: улучшение коэффициента конверсии корма (КК) на 4-8%, увеличение среднесуточного привеса (СПП) на 5-10% и более эффективное использование питательных веществ в рационе.

Укрепление здоровья кишечника и борьба с патогенами

• Антимикробная активность широкого спектра (формиат, пропионат кальция, бензойная кислота, янтарная кислота) в отношении основных патогенов, таких как E. coli, Salmonella spp., Clostridium perfringens.
• Снижение частоты и тяжести энтеральных заболеваний (например, диареи после отъема поросят, некротического энтерита у бройлеров).
• Стабилизация микрофлоры кишечника, благоприятствующая развитию полезных бактерий.

Результат: Снижение смертности до 3-5%, сокращение расходов на медикаменты, более здоровые и выносливые животные.

Снижение воздействия на окружающую среду

• Использование бензойной кислоты влияет на снижение выбросов аммиака (на 15-30%) из навоза/помета, улучшая качество воздуха в животноводческих помещениях и снижая загрязнение окружающей среды.

Результат: Улучшение условий содержания животных, улучшение условий труда персонала и соблюдение экологических норм.

Поддержка в стрессовые периоды

• Укрепление целостности кишечника и сбалансированная микрофлора помогают животным лучше переносить такие стрессы, как отъем, смена корма, тепловой стресс или высокая плотность поголовья.
• Янтарная кислота способствует повышению клеточной энергии и антиоксидантного статуса.

Результат: Продуктивность животных сохраняется даже в сложных условиях выращивания.

Улучшение гигиены кормов

• Пропионат кальция, в частности, подавляет рост плесени в корме ( на 70-90% в течение 2-4 недель хранения), снижая риск воздействия микотоксинов.
• Общее подкисление подавляет размножение бактерий в корме.

Результат: Безопасный корм и снижение риска потери продуктивности из-за порчи корма.

Повышение экономической эффективности кормления

• Совокупность преимуществ, связанных с улучшением КК, повышением темпов роста, снижением смертности и сокращением расходов на медикаменты, позволяет производителю получить значительную прибыль от инвестиций.

Результат: Повышение рентабельности и устойчивости производственной системы.

Инвестиции в ACID V 1000 — это инвестиции в здоровье и продуктивность животных, а также в устойчивое производство.  

Для получения более подробной информации о подкислителе Acid V 1000, пожалуйста, свяжитесь с техническими специалистами компании "ВитОМЭК".

Список литературы предоставляется по запросу.