Органические кислоты в кормлении сельскохозяйственной птицы: механизмы действия и эффективность комплексного подкислителя VITOACIDER®

ЗНАЧЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ В СОВРЕМЕННОМ ПТИЦЕВОДСТВЕ

Современное интенсивное птицеводство стремится к повышению эффективности производства, улучшению здоровью 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 с/х птицы. Их применение простирается от консервирования кормов до прямого физиологического воздействия на организм птицы. 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 птиц. В дикой природе птицы постоянно получают их с кормом. Поэтому использование органических кислот в кормлении с/х птицы – это, по сути, поддержка естественных физиологических процессов, направленных на улучшение здоровья и продуктивности.

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 (Dibner & Buttin, 2002; Partanen & Mroz, 1999). По мере того, как промышленность отказывается от профилактического использования антибиотиков для стимулирования роста, органические кислоты представляют собой научно обоснованную и устойчивую альтернативу для поддержания высоких показателей продуктивности с/х птицы.

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.

Полость клюва, пищевод и зоб.

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

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

- Стимулировать слюноотделение. Кислый вкус может стимулировать слюноотделение. У домашней птицы повышенное выделение слюны может способствовать прохождению корма, а также частичному перевариванию углеводов в зобе, благодаря амилазе и микроорганизмам.

Органические кислоты начинают оказывать антимикробное воздействие на патогенные микроорганизмы, передающиеся с кормом (например, Salmonella spp., E. coli), еще до того, как корм попадет в желудок. Такое первоначальное снижение микробной нагрузки может способствовать общему оздоровлению кишечника (Ricke, 2003). У птиц этот эффект может распространяться и на зоб, где происходит ферментация, а более низкий pH может препятствовать размножению патогенной микрофлоры.

Железистый и мышечный желудки

Желудок является основным местом действия многих органических кислот, особенно тех, которые имеют более низкие значения pKa.

1. Снижение рН желудка. У молодняка птицы, часто недостаточно эндогенной секреции соляной кислоты (HCl) для поддержания оптимально низкого желудочного pH (идеальный диапазон 2,0-3,5). Органические кислоты, 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.

2. Прямое антимикробное действие. Основной механизм противомикробного действия органических кислот 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 органические кислоты продолжают оказывать благотворное влияние:

- Продолжение антимикробной активности: пока pH повышается, некоторые кислоты, 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 и др.., 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.

Слепые отростки и прямая кишка

Среда в толстом кишечнике анаэробная и содержит плотную популяцию микроорганизмов.

- Борьба с гнилостными бактериями: Некоторые органические кислоты, в частности бензойная кислота эффективны в задних отделах кишечника. Бензойная кислота может подавлять рост протеолитических бактерий (например, Clostridium spp.). Это снижает токсическую нагрузку на организм птицы. (Hansen и др.., 2007).

- Стимулирование развития полезной микрофлоры: избирательно подавляя определенные патогенные или нежелательные бактерии, органические кислоты могут создавать более благоприятную среду для размножения полезных микроорганизмов, таких как Lactobacillus и Bifidobacterium spp.

- Источник энергии для колоноцитов: Некоторые поглощенные или продуцируемые микроорганизмами короткоцепочечные жирные кислоты 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 VITOACIDER®.

VITOACIDER® – это синергетическая смесь органических кислот и их солей, специально созданная для оптимизации пищеварительной функции и повышения продуктивности с/х птицы. Эффективность препарата заключается во взаимодополняющем действии его компонентов на протяжении всего ЖКТ.

В состав VITOACIDER® входят:

Формиат кальция. Соль муравьиной кислоты. Основной подкислитель для верхних отделов ЖКТ (желудка). Муравьиная кислота (H-COOH) и её соли, включая формиат кальция (Ca (HCOO)₂), занимают важное место в современных схемах кормления сельскохозяйственной птицы. Эти соединения сочетают антимикробные свойства, регуляторное воздействие на пищеварительные процессы и питательную ценность, что делает их универсальными подкислителями (Ricke S C и др., 2020; EFSA, 2014). Их применение распространяется на улучшение конверсии корма, контроль патогенной микрофлоры, оптимизацию минерального обмена и повышение резистентности. 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 построения костной ткани, скорлупы и других важных 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 и др., 2020). Это особенно эффективно против грамотрицательных патогенов, таких как Salmonella spp. и E. coli, которые чувствительны к кислотному стрессу (Mohamed E Abd El-Hack и др., 2024; IZAT A.L. и др., 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 взрослой птицы 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). Муравьиная кислота участвует в цикле Кребса*, повышая энергоэффективность корма, а её метаболизм в печени стимулирует синтез глутатиона, усиливая антиоксидантную защиту (Mohamed E Abd El-Hack и др., 2024) 

*Цикл трикарбоновых кислот или цикл Кребса является ключевым внутриклеточным механизмом получения энергии для всех процессов жизнедеятельности организма.

- Пропионат кальция. Пропионовая кислота (C₃H₆O₂) и её соли, такие как пропионат кальция (Ca(C₃H₅O₂)₂), играют ключевую роль в современных схемах кормления сельскохозяйственной птицы. Эти соединения сочетают антимикробные свойства, регуляцию пищеварения и поддержку энергетического метаболизма, что делает их незаменимыми для повышения продуктивности и укрепления здоровья птиц. Их применение охватывает контроль патогенной микрофлоры, улучшение усвояемости кормов и профилактику метаболических нарушений (Pearlin BV и др., 2020; Marcos Martinez do Vale и др., 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 и др.,2004; Jonsson N N, 1998).

Янтарная кислота. 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.

- Нормализует микробиоценоз ЖКТ, подавляя рост патогенных бактерий (Salmonella, E. coli) при сохранении полезной микрофлоры (Radkowski M, 2018; Zhou X, Liu Y и др., 2022).

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

Пожалуй, одно из самых впечатляющих открытий последних лет — это способность янтарной кислоты укреплять стенку кишечника.

Применение янтарной кислоты для молодняка в стрессовые периоды (температурный стресс, смена корма) и в программах замены кормовых антибиотиков является наиболее перспективным направлением.

Фумаровая кислота. 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 и др., 1987), уменьшает количество нежелательных бактерий в желудочно-кишечном тракте (например, E.coli) и улучшает скорость роста птицы до 4 % (Bolduan, 1987; Eidelsburger and Kirchgessner, 1994; Falkowski and Aherne, 1983; Kirchgessner and Roth, 1988; Kirchgessner и др., 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 фумаровая кислота 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 фумаровая кислота может улучшить переваримость и утилизацию питательных веществ в организме птицы.

Важно, что фумаровая кислота избирательна: подавляя вредные бактерии, она щадит полезные молочнокислые бактерии (Lactobacillus), которые сами производят кислоту и помогают пищеварению (Grecco H. A. T. и др., 2018, Yang Y., Lee K. Y., Kim I. H, 2019).

Фумаровая кислота не заменит антибиотики в полной мере, но в комбинации с хорошим управлением стадом и сбалансированным кормлением помогает животным реализовать свой генетический потенциал — без риска развития антибиотикорезистентности.

Бензойная кислота. Это простейшая ароматическая карбоновая кислота, белый кристаллический порошок. Она естественным образом встречается в природе: в ягодах, фруктах, смоле некоторых деревьев, а также вырабатывается некоторыми бактериями.

Бензойная кислота (pKa 4,20) особенно эффективна в нижних отделах ЖКТ, поскольку ее более высокий уровень pKa позволяет ей дольше оставаться недиссоциированной. Она обладает широкой антимикробной активностью в отношении бактерий, дрожжей и плесени.

Вероятно, одним из самых важных свойств бензойной кислоты является её влияние на микробиом кишечника. Исследования показывают, что бензойная кислота не просто убивает бактерии «направо и налево», а действует избирательно (Torrallardona D., Badiola I., Broz J., 2007; Diao H. и др., 2014).

На молекулярном уровне бензойная кислота усиливает экспрессию белков плотных контактов (окклюдина и ZO-1), которые отвечают за целостность кишечного барьера (Chen J.L. и др., 2016). Проще говоря, она не даёт вредным веществам и бактериям просачиваться через стенку кишечника в кровь.

Бензойная кислота — это не просто консервант, а многофункциональная кормовая добавка. Она яркий пример того, как простое и давно известное вещество может оказаться ключом к решению сразу нескольких проблем современного животноводства: от устойчивости к антибиотикам до загрязнения окружающей среды.

Сочетание в VITOACIDER® 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 VITOACIDER® дает ощутимые преимущества для птицеводства:

Улучшение переваривания и усвоения питательных веществ

- Оптимизированный рН железистого 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 (ССП) на 5-10% и более эффективное использование питательных веществ в рационе.

Укрепление здоровья кишечника и борьба с патогенами

- Антимикробная активность широкого спектра (формиат кальция, пропионат кальция, бензойная кислота) в отношении основных патогенов, таких как E. coli, Salmonella spp., Clostridium perfringens;

- Снижение частоты и тяжести энтеральных заболеваний (например, некротического энтерита у бройлеров).

- Стабилизация микрофлоры кишечника, благоприятствующая развитию полезных бактерий.

Результат: Снижение смертности до 3-5%, сокращение расходов на медикаменты, более здоровое и выносливое поголовье.

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 птице лучше переносить такие стрессы, как 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

- Соли пропионовой кислоты, 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 VITOACIDER® — это инвестиции в здоровье и продуктивность птицы, а также в устойчивое производство.

Для получения рекомендаций по применению и обсуждения того, как VITOACIDER® может оптимизировать Вашу работу, пожалуйста, свяжитесь с техническими специалистами нашей компании.

Список используемых источников предоставляется по запросу