Chất axít hoá: Hoạt động phối hợp tạo nên hiệu quả vượt trội

Trong hàng thập kỷ qua, các xít hữu cơ như axit lactic, axit propionic đã được sử dụng với mục đích tiêu diệt mầm bệnh và nấm mốc hiện diện trong thức ăn. Mặt khác như axít axetic, axít citric, axít fumaric, axít lactic, axít propioníc đóng vai trò quan trọng trong vấn đề dinh dưỡng thú như một chất tự nhiên và là thành phần trong quá trình biến dưỡng. Những axít này được tin tưởng rằng kích thích tăng trưởng thú qua việc giảm pH của dạ dày, tăng cường hoạt động của men pepsin, giảm sự sinh sôi nảy nở của mầm bệnh và gia tăng hoạt động tiêu hóa dinh dưỡng ở ruột.

Khi được bổ sung, thông qua hoạt động kháng khuẩn, điều hòa vệ sinh đường ruột, từ đó đóng vai trò chủ đạo trong sự phát triển miễn dịch đường tiêu hóa, ảnh hưởng đến sức khỏe và tăng trưởng của thú.

Bảng 1: Khoảng pH thích hợp cho sự phát triển của các mầm bệnh thường gặp

Những thay đổi pH của môi trường bên ngoài sẽ làm hư hại lớp lipopolisaccharide của màng ngoài vi khuẩn, đồng thời cũng làm vô hoạt những en-zym thiết yếu ở bề mặt tế bào. Thông thường môi trường có pH càng thấp, thì hoạt động kháng khuẩn càng mạnh. Đặc tính này gắn liền với khả năng phân ly của các axít hữu cơ, được biểu thị bằng chỉ số pKa. Chỉ số này được xác định là độ pH mà ở đó có sự cân bằng giữa thể phân ly và không phân ly của từng axít.

Bên cạnh đó, các axít vô cơ yếu như axít Photphoric có thể làm giảm pH, để tăng hiệu quả kinh tế, có thể được dùng để kết hợp với axít hữu cơ khác như axít Fumaric (kem Gest). A-xít Formic là một axít béo đơn mạnh nhất, là một chất axít hóa tốt, hiệu quả mạnh mẽ trong việc ức chế vi khuẩn thông qua việc làm giảm pH.

Bảng 2: Hệ số phân ly của các axít hữu cơ

Thứ hai, môi trường trung tính bên trong tế bào vi khuẩn sẽ làm cho phân tử axít hữu cơ phân ly thành ion H ⁺và anion. Khi pH bị giảm nhanh, tế bào phải liên tục đến cạn kiệt năng lượng của mình để đẩy ion H ⁺ra ngoài nhằm cân bằng pH. Protein bị biến dạng ở môi trường pH thấp dẫn đến việc vô hoạt các hoạt động của các enzym. Hơn nữa, anion axít sẽ phá hủy và gây rối loạn hoạt động của ADN và sự tổng hợp protein, làm chết tế bào vi khuẩn. Thêm vào đó, sự khác nhau về cấu trúc của các anion đưa đến sự khác nhau trong hoạt động kháng khuẩn của các axít hữu cơ có chỉ số pKa tương đương. Ví dụ: axít Sorbic (pKa: 4.8) thì có hoạt lực kháng khuẩn cao hơn là axít Propionic (pKa: 4.9). Nên nhớ rằng axít nào tan trong nước tốt thì khi vào bên trong tế bào sẽ hoạt động hiệu quả hơn.

Các cơ chế hoạt động kháng khuẩn của các axít hữu cơ được mô tả trong hình 1

At pH = 4 mostly undissociated (ở pH = 4 phần lớn axít không phân ly).

At pH = 4 mostly dissociated (ở pH = 7 phần lớn axít phân ly).

Cytoplasmic membrane (màng tế bào chất).

Reduced pH (làm giảm pH).

Osmotic effects (ảnh hưởng quá trình thấm lọc).

Metabolic perturbation (Xáo trộn biến dưỡng).

Membrane perturbation (Xáo trộn hoạt động màng tế bào).

Presence of organic acid in undissociated form at lower extracellular pH (Sự hiện diện của axít hữu cơ dạng không phân ly ở pH thấp bên ngoài tế bào).

Example: propionic axít pKa 4.8 (ví dụ: axít propionic với pKa 4.8)

Dissociation of organic axít in to proton and anion in higher pH at cytoplasm (axít hữu cơ phân ly thành anion và proton ở pH cao của tế bào chất).

Ảnh hưởng trên hệ vi sinh đường ruột và thành tích của thú

Bảng 3: So sánh hiệu quả của từng axít đơn lẻ với các sản phẩm phối hợp được biểu thị bằng chỉ số nồng độ tối thiểu ức chế (MIC)

Trong vấn đề dinh dưỡng gia cầm hiện nay, sự hiện diện của axít hữu cơ đóng vai trò chủ đạo trong sự phát triển. Môi trường axít được tin rằng bảo vệ lớp bề mặt nhung mao ruột, giúp quá trình khuyếch tán của các axít không phân ly vào trong tế bào vi khuẩn. Tương tự như trên, sự kích thích gia tăng các tế bào đường tiêu hóa tạo ra bởi các axít hữu cơ cũng xảy ra trên gia cầm. Người ta đã nhận thấy hiệu quả dương tính trên tỷ lệ chuyển biến thức ăn và thành tích tăng trưởng của các axít fumaric, propionic, sorbic và tartaric.

Điều trị với muối của axit propionic và axít formic sẽ làm giảm rõ rệt lượng Salmonella Typhimurium ở manh tràng. Những sản phẩm phối hợp tạo nên hiệu quả cộng hưởng (như axít Lac, Kem Gest) được chứng minh làm giảm đáng kể lượng vi khuẩn coliform ở ruột từ tá tràng cho đến đoạn cuối của đường tiêu hóa và cả manh tràng nhưng không ảnh hưởng đến số lượng Lactobacilus.

Bảng 4

Bảng 5: Thí nghiệm hiệu quả của axít Lac trên gà thịt

Ảnh hưởng của thành phần thức ăn khi bổ sung acidifiers trên hệ vi sinh đường ruột cũng khác nhau, hiệu quả được nhận thấy trên lúa mì tốt hơn là bắp hoặc lúa mạch. Đồng thời các axít như là axít propionic, axít citric có thể làm gia tăng vị ngọt của thức ăn.

Kết luận

Trong nền chăn nuôi gia cầm, người ta mong muốn acidifiers đem lại nhiều ứng dụng rộng rãi hơn nữa. Hiện nay, người ta đang hướng tới nền chăn nuôi không sử dụng kháng sinh và acidifiers đã được dùng như chất thay thế kháng sinh. Trên khắp thế giới, người ta quan tâm ngày càng nhiều về an toàn thực phẩm. Để đạt được hiệu quả của chương trình này, vệ sinh thức ăn và nước uống có thể phát triển gắn kết với hoạt động của acidifiers. Trong lĩnh vực ứng dụng để cân đối hệ vi sinh đường ruột và kháng khuẩn để phòng tiêu chảy, chất axít hóa phối hợp được dùng tốt hơn nhiều khi dùng đơn lẻ.

Ích lợi của chất axít hóa trên dinh dưỡng gia cầm, thể hiện ở hiệu quả kháng khuẩn trên cả thức ăn và trên hệ vi sinh đường ruột. Nó làm giảm lượng mầm bệnh trong thức ăn, từ đó ít kích ứng miễn dịch hơn. Chất axít hóa làm tăng axít hóa đường ruột, từ đó ức chế sự phát triển của mầm bệnh, nhằm giảm cạnh tranh dinh dưỡng với ký chủ, giảm lượng độc tố sinh ra, đồng thời góp phần tích cực gia tăng tiêu hóa thức ăn.