随着食品和饲料工业的迅速发展，各类食品和饲料添加剂的使用日益广泛，特别是保证食品、饲料质量完好，增加食品及饲料营养功能的各种添加剂越来越受到人们的重视。双乙酸钠是一种良好的食品及饲料添加剂。国内外研究结果表明:在饲料中添加双乙酸钠不但可以抑制霉菌生长，而且可增加饲料的营养价值、安全无毒，在机体内无残留，对环境和生态无不良影响。 1 双乙酸钠的化学性质和安全性 双乙酸钠，又称二乙酸钠，双醋酸钠，商品名为Vita-crop(维他可乐波)，化学结构为CH3COOH·CH3COONa，其主要理化性质见表1。双乙酸钠可作为一种绿色食品级饲料添加剂，它在动物体内代谢的终产物是二氧化碳和水，对人和动物无毒副作用，对环境无任何污染。它于1982年通过美国食品和药物管理局的认可，并取得GRAS(一致公认安全：GRAS FDA-21CFR184.754)资格，1993年美国环境保护总署通过联邦政府法规发布了“双乙酸钠在食品、医药及化妆品中允许限量被撤除”的规定。 表1 双乙酸钠的主要理化性质 分子式(C4H7O4Na) | 分子量 | 142 | | 外观 | 白色结晶状粉末 | | 溶解度 | 易溶于水和乙醇 | | 熔点 | 96℃ | | 稳定性 | 常温保持1年，150℃以上完全分解 | | 气味 | 略带乙酸气味 | | PH值 | 10%的水溶液pH值为4.5～5.5 | 2 双乙酸钠的合成方法及其质量标准 2.1 合成方法 双乙酸钠的开发在国外始于70年代，随后相继成功地开发出多种合成工艺路线，如德国开发的醋酸和醋酸钠气相反应生产工艺，印度开发的醋酸和醋酸钠在乙醇溶剂中的液相反应生产工艺及醋酐和醋酸钠反应生产工艺，南非开发的醋酸一醋酐与碳酸钠反应生产工艺等。我国目前开发的工艺有以醋酸和烧碱为原料的液相合成工艺、醋酸和醋酸钠液相合成工艺以及梁亮(1999)提出的直接利用带结晶水的乙酸钠为原料，免除乙醇溶液为溶剂合成双乙酸钠的乙酸/乙酸钠/乙酐法新工艺，使合成双乙酸钠的效率提高到90%以上。 2.2 双乙酸钠产品的质量标准 双乙酸钠的产品质量标准见表2。 表2 双乙酸钠的产品质量标准 | 项目 | FDA标准（工业级） | （FAO/WHO）标准食品度 | | 乙酸含量（%） | 38．0～40.0 | 39.0～41.0 | | 乙酸钠含量（%） | 56.0～58.0 | 58.0～60.0 | | 水分（%） | ≤4 | ≤2 | | 重金属铅（mg/kg） | ～ | ≤10 | | 甲醛及易氧化杂质 | ～ | ＜痕量 | | 10%水溶液的pH值 | 4.5～5.0 | 4.5～5.0 | 3 双乙酸钠的作用及其作用机理 双乙酸钠在自然状态下或动物肠道中可释放出乙酸，而乙酸具有以下作用:①乙酸可参与动物的能量代谢。乙酸在消化道被吸收，由血液输送到代谢组织的细胞浆中，在乙酰辅酶A合成酶催化下转化成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A是糖、脂肪酸、氨基酸分解代谢进入呼吸链的活性形式，上述物质之间还可以通过它相互转化。因此，双乙酸钠有促进动物机体物质代谢的作用。②乙酸是反刍动物合成脂肪的主要前体物质。由于反刍动物ATP—柠檬酸裂解酶活性很低，只能由葡萄糖提供有限数量的乙酰辅酶A用于合成脂肪酸，然而反刍动物脂肪组织中乙酸辅酶A合成酶活性非常高，可迅速地乙酸转化为乙酶A，进而转变为脂肪酸及脂 。因此饲喂双乙酸钠可以提高乳汁率。③乙酸是经典的消毒防腐剂，能抑制霉菌、细菌的生长和繁殖，能防止贮藏的食品和饲料发霉、腐败，从而具有防腐、保鲜效果。④乙酸在消化道中可解离出H+离子，所以双乙酸钠还是饲料酸化剂。另外，由于双乙酸钠对人和动物具有非常爽快的醋酸味，与某些甜味剂可以配伍成适口性较好的饲料调味剂。 4 双乙酸钠在动物饲料中的应用 4.1 双乙酸钠作为防霉剂在饲料中的应用 双乙酸钠具有较强的杀灭真菌的能力，可用于所有混合饲料及其原料的防腐保鲜。近年来，有关双乙酸钠用于饲料防霉方面的研究报道较多。南化集团公司研究院的研究结果表明在饲料及其原料中，随着双乙酸钠用量的增加，防霉效果也显著增加，而且储藏后霉菌个数比储藏前减少了两个数量级，表现出了明显的杀灭霉菌的作用。浙江粮食科学研究所以饲料中常见的几种霉菌为对象，进行了多种防霉剂对比试验，发现双乙酸钠的防霉作用接近丙酸而远超过丙酸盐。吴昕(1991)在饲料中分别添加0.2、0.4和0.6%的双乙酸钠，结果发现，饲料中霉菌总数在2周内急剧上升，以后逐渐下降；0.2、0.4和0.6%添加水平的双乙酸钠，对霉菌各有不同程度的抑制作用，方差分析结果表明，0.6%的双乙酸钠对霉菌数量有显著抑制作用，各添加水平的双乙酸钠在抑制饲料发热方面均有作用，可推迟饲料发热1～2周。 4.2 双乙酸钠在饲料青贮过程中的应用 在国外，人们用双乙酸钠处理来提高高水分玉米及干草贮存时的稳定性，也用双乙酸钠与许多饲料牧草相混以提高牧草质量稳定性和防霉防腐。美国明尼苏达大学研究了青贮低水分紫花苜蓿和高水分玉米添加双乙酸钠对发酵速率及发酵终产物组分的影响后得出结论，添加双乙酸钠可以改善保存于空气中的这两类饲料原料的稳定性。葛政华(1994)将0.2%左右的双乙酸钠添加于青贮黑青草中，经过5个月储藏后，霉菌总数为对照组的1/10，这说明，黑麦草中添加双乙酸钠后防霉有效，并基本上保鲜，开启使用期几乎不发霉。上海农学院在1990年对玉米青贮33 d后，取样分析结论表明:①每克样品的总霉菌数3个试验组(添加双乙酸钠组，分别为0.05、0.1、0.2%)均显著低于对照组，这说明，双乙酸钠对玉米在青贮及开启使用过程中均能显著抑制霉菌生长，有较显著的防腐保鲜效果;②试验组的pH值显著低于对照组，而总酸度与挥发性脂肪酸均比对照组高，这意味着试验组较对照组具有更多的有利于泌乳的营养成分供奶牛利用;奶牛适口性饲喂试验说明，添加双乙酸钠能提高奶牛对青贮玉米的适口性，采食量可提高10%～20%。 4.3 双乙酸钠添加剂在反刍动物饲料中的应用 乙酸是合成乳脂肪的前体，牛奶中50%的脂肪酸是由乙酸合成的，双乙酸钠进入牛消化道以后分解为乙酸根和钠离子，从而增加了体内乙酸的含量，有利于牛奶中短链脂肪酸的合成，因而可提高乳脂率。同时，双乙酸钠添加剂可改善瘤胃内环境，有利于瘤胃内有益微生物的生长繁殖，促进各种营养物质的消化和吸收，从而可提高奶产量。黄玉德(1997)在以干谷草为主的混合干草、青贮玉米秸和精料构成的奶牛日粮中，分别添加0.1、0.2、0.3%的双乙酸钠(占日粮精料量的百分比)，试验结果表明:试验组显著提高了产奶量和乳脂率，显著提高了饲料转化率，并且以添加0.3%的效果最佳，每头牛平均每日增收7.73元，经济效益十分显著。Webb等(1992)用荷斯坦犊牛进行的试验结果表明:在犊牛代乳料和开食料中添加1%的双乙酸钠显著提高了犊牛夏季35日龄体重和冬季70日龄体重，并减少冬季的腹泻天数，但对采食量和饲料报酬没有影响。 4.4 双乙酸钠添加剂在猪饲料中的应用 据黄玉德报道，在断奶仔猪日粮中分别添加0.1、0.2、0.3%的双乙酸钠，试验结果发现，添加0.1%组仔猪日增重比对照组平均提高9.21%(P＜0.05),0.2%组提高12.20%(P＜0.05)，0.3%组与对照组无显著性差异，料重比以添加0.2%组最佳。此外，添加双乙酸钠还可显著减少仔猪的腹泻，试验者认为，在断奶仔猪日粮中添加双乙酸钠的量以0.2%为佳。 4.5 双乙酸钠添加剂在鸡饲料中的应用 双乙酸钠添加剂对病原微生物的增殖有抑制作用，同时能促进有益微生物的生长繁殖，因而增强畜禽的抗病能力，尤以防治畜禽由病原微生物所致的腹泻效果明显。美国有人研究证实，双乙酸钠对预防火鸡出血性肠炎有良好的效果。杨晓红(1998)的试验结果表明:双乙酸钠对鸡腹泻，尤其是由细菌和真菌毒素等导致的鸡下痢、腹泻有明显的预防和治疗作用，且能促进育成鸡的生长，提高产蛋鸡的产蛋量。Singh等用0.0625、0.125、0.375%的双乙酸钠对0～3周龄的内仔鸡进行的试验表明，双乙酸钠没能提高平均日增重，但改善了饲料报酬，增加了小肠乳酸菌含量，减少了小肠链球菌的数量。 4.6 双乙酸钠添加剂在水产饲料中的应用 双乙酸钠添加剂用于水产养殖，可提高饲料利用率，降低饲料系数，提高适口性，增加采食量，还能有效防治鱼常见的细菌性疾病，并且由于含双乙酸钠的饲料散布在水中不会腐败，故能净化水质。据报道，在鲤鱼饲料中按0.1、0.2和0.3%添加双乙酸钠，每天投喂4次，经过50d观察，鲤鱼增重比对照组提高6.15%～15.11%，饲料系数降低0.21%～0.27%，且大群鱼无病死现象发生。 5 使用双乙酸钠应注意的问题 5.1 稳定性问题 双乙酸钠具有吸湿性，150度以上完全分解。因此应将其保存在干燥阴凉、温度不高于40度的地方，在饲料的加工过程中应避免高温以防其分解而降低使用效果。 5.2 添加量问题 双乙酸钠的添加量与饲料中各原料的含水量有关，水分越高添加量越大，一般来说，双乙酸钠在饲料中添加量为 0.1%～0.8%。另外，动物的品种也影响双乙酸钠在饲料中的用量，因此应根据实际情况酌情添加。 6 小结 双乙酸钠具有较强的杀灭真菌的能力，它适用于所有混合饲料及其原料的防腐保鲜，作为饲料添加剂，双乙酸钠可增加饲料对畜禽的适口性，提高饲料中粗蛋白的利用率，提高奶牛的产奶量和乳脂率，提高育肥猪的瘦肉率和母猪的产仔数等;同时，双乙酸钠还能防止仔猪腹泻、控制和治疗火鸡出血性肠炎。此外，双乙酸钠还可配制酸味调味剂，因此开发应用双乙酸钠具有广阔的市场前景。 随着食品和饲料工业的迅速发展，各类食品和饲料添加剂的使用日益广泛，特别是保证食品、饲料质量完好，增加食品及饲料营养功能的各种添加剂越来越受到人们的重视。双乙酸钠是一种良好的食品及饲料添加剂。国内外研究结果表明:在饲料中添加双乙酸钠不但可以抑制霉菌生长，而且可增加饲料的营养价值、安全无毒，在机体内无残留，对环境和生态无不良影响。 1 双乙酸钠的化学性质和安全性 双乙酸钠，又称二乙酸钠，双醋酸钠，商品名为Vita-crop(维他可乐波)，化学结构为CH3COOH·CH3COONa，其主要理化性质见表1。双乙酸钠可作为一种绿色食品级饲料添加剂，它在动物体内代谢的终产物是二氧化碳和水，对人和动物无毒副作用，对环境无任何污染。它于1982年通过美国食品和药物管理局的认可，并取得GRAS(一致公认安全：GRAS FDA-21CFR184.754)资格，1993年美国环境保护总署通过联邦政府法规发布了“双乙酸钠在食品、医药及化妆品中允许限量被撤除”的规定。 表1 双乙酸钠的主要理化性质 分子式(C4H7O4Na) | 分子量 | 142 | | 外观 | 白色结晶状粉末 | | 溶解度 | 易溶于水和乙醇 | | 熔点 | 96℃ | | 稳定性 | 常温保持1年，150℃以上完全分解 | | 气味 | 略带乙酸气味 | | PH值 | 10%的水溶液pH值为4.5～5.5 | 2 双乙酸钠的合成方法及其质量标准 2.1 合成方法 双乙酸钠的开发在国外始于70年代，随后相继成功地开发出多种合成工艺路线，如德国开发的醋酸和醋酸钠气相反应生产工艺，印度开发的醋酸和醋酸钠在乙醇溶剂中的液相反应生产工艺及醋酐和醋酸钠反应生产工艺，南非开发的醋酸一醋酐与碳酸钠反应生产工艺等。我国目前开发的工艺有以醋酸和烧碱为原料的液相合成工艺、醋酸和醋酸钠液相合成工艺以及梁亮(1999)提出的直接利用带结晶水的乙酸钠为原料，免除乙醇溶液为溶剂合成双乙酸钠的乙酸/乙酸钠/乙酐法新工艺，使合成双乙酸钠的效率提高到90%以上。 2.2 双乙酸钠产品的质量标准 双乙酸钠的产品质量标准见表2。 表2 双乙酸钠的产品质量标准 | 项目 | FDA标准（工业级） | （FAO/WHO）标准食品度 | | 乙酸含量（%） | 38．0～40.0 | 39.0～41.0 | | 乙酸钠含量（%） | 56.0～58.0 | 58.0～60.0 | | 水分（%） | ≤4 | ≤2 | | 重金属铅（mg/kg） | ～ | ≤10 | | 甲醛及易氧化杂质 | ～ | ＜痕量 | | 10%水溶液的pH值 | 4.5～5.0 | 4.5～5.0 | 3 双乙酸钠的作用及其作用机理 双乙酸钠在自然状态下或动物肠道中可释放出乙酸，而乙酸具有以下作用:①乙酸可参与动物的能量代谢。乙酸在消化道被吸收，由血液输送到代谢组织的细胞浆中，在乙酰辅酶A合成酶催化下转化成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A是糖、脂肪酸、氨基酸分解代谢进入呼吸链的活性形式，上述物质之间还可以通过它相互转化。因此，双乙酸钠有促进动物机体物质代谢的作用。②乙酸是反刍动物合成脂肪的主要前体物质。由于反刍动物ATP—柠檬酸裂解酶活性很低，只能由葡萄糖提供有限数量的乙酰辅酶A用于合成脂肪酸，然而反刍动物脂肪组织中乙酸辅酶A合成酶活性非常高，可迅速地乙酸转化为乙酶A，进而转变为脂肪酸及脂 。因此饲喂双乙酸钠可以提高乳汁率。③乙酸是经典的消毒防腐剂，能抑制霉菌、细菌的生长和繁殖，能防止贮藏的食品和饲料发霉、腐败，从而具有防腐、保鲜效果。④乙酸在消化道中可解离出H+离子，所以双乙酸钠还是饲料酸化剂。另外，由于双乙酸钠对人和动物具有非常爽快的醋酸味，与某些甜味剂可以配伍成适口性较好的饲料调味剂。 4 双乙酸钠在动物饲料中的应用 4.1 双乙酸钠作为防霉剂在饲料中的应用 双乙酸钠具有较强的杀灭真菌的能力，可用于所有混合饲料及其原料的防腐保鲜。近年来，有关双乙酸钠用于饲料防霉方面的研究报道较多。南化集团公司研究院的研究结果表明在饲料及其原料中，随着双乙酸钠用量的增加，防霉效果也显著增加，而且储藏后霉菌个数比储藏前减少了两个数量级，表现出了明显的杀灭霉菌的作用。浙江粮食科学研究所以饲料中常见的几种霉菌为对象，进行了多种防霉剂对比试验，发现双乙酸钠的防霉作用接近丙酸而远超过丙酸盐。吴昕(1991)在饲料中分别添加0.2、0.4和0.6%的双乙酸钠，结果发现，饲料中霉菌总数在2周内急剧上升，以后逐渐下降；0.2、0.4和0.6%添加水平的双乙酸钠，对霉菌各有不同程度的抑制作用，方差分析结果表明，0.6%的双乙酸钠对霉菌数量有显著抑制作用，各添加水平的双乙酸钠在抑制饲料发热方面均有作用，可推迟饲料发热1～2周。 4.2 双乙酸钠在饲料青贮过程中的应用 在国外，人们用双乙酸钠处理来提高高水分玉米及干草贮存时的稳定性，也用双乙酸钠与许多饲料牧草相混以提高牧草质量稳定性和防霉防腐。美国明尼苏达大学研究了青贮低水分紫花苜蓿和高水分玉米添加双乙酸钠对发酵速率及发酵终产物组分的影响后得出结论，添加双乙酸钠可以改善保存于空气中的这两类饲料原料的稳定性。葛政华(1994)将0.2%左右的双乙酸钠添加于青贮黑青草中，经过5个月储藏后，霉菌总数为对照组的1/10，这说明，黑麦草中添加双乙酸钠后防霉有效，并基本上保鲜，开启使用期几乎不发霉。上海农学院在1990年对玉米青贮33 d后，取样分析结论表明:①每克样品的总霉菌数3个试验组(添加双乙酸钠组，分别为0.05、0.1、0.2%)均显著低于对照组，这说明，双乙酸钠对玉米在青贮及开启使用过程中均能显著抑制霉菌生长，有较显著的防腐保鲜效果;②试验组的pH值显著低于对照组，而总酸度与挥发性脂肪酸均比对照组高，这意味着试验组较对照组具有更多的有利于泌乳的营养成分供奶牛利用;奶牛适口性饲喂试验说明，添加双乙酸钠能提高奶牛对青贮玉米的适口性，采食量可提高10%～20%。 4.3 双乙酸钠添加剂在反刍动物饲料中的应用 乙酸是合成乳脂肪的前体，牛奶中50%的脂肪酸是由乙酸合成的，双乙酸钠进入牛消化道以后分解为乙酸根和钠离子，从而增加了体内乙酸的含量，有利于牛奶中短链脂肪酸的合成，因而可提高乳脂率。同时，双乙酸钠添加剂可改善瘤胃内环境，有利于瘤胃内有益微生物的生长繁殖，促进各种营养物质的消化和吸收，从而可提高奶产量。黄玉德(1997)在以干谷草为主的混合干草、青贮玉米秸和精料构成的奶牛日粮中，分别添加0.1、0.2、0.3%的双乙酸钠(占日粮精料量的百分比)，试验结果表明:试验组显著提高了产奶量和乳脂率，显著提高了饲料转化率，并且以添加0.3%的效果最佳，每头牛平均每日增收7.73元，经济效益十分显著。Webb等(1992)用荷斯坦犊牛进行的试验结果表明:在犊牛代乳料和开食料中添加1%的双乙酸钠显著提高了犊牛夏季35日龄体重和冬季70日龄体重，并减少冬季的腹泻天数，但对采食量和饲料报酬没有影响。 4.4 双乙酸钠添加剂在猪饲料中的应用 据黄玉德报道，在断奶仔猪日粮中分别添加0.1、0.2、0.3%的双乙酸钠，试验结果发现，添加0.1%组仔猪日增重比对照组平均提高9.21%(P＜0.05),0.2%组提高12.20%(P＜0.05)，0.3%组与对照组无显著性差异，料重比以添加0.2%组最佳。此外，添加双乙酸钠还可显著减少仔猪的腹泻，试验者认为，在断奶仔猪日粮中添加双乙酸钠的量以0.2%为佳。 4.5 双乙酸钠添加剂在鸡饲料中的应用 双乙酸钠添加剂对病原微生物的增殖有抑制作用，同时能促进有益微生物的生长繁殖，因而增强畜禽的抗病能力，尤以防治畜禽由病原微生物所致的腹泻效果明显。美国有人研究证实，双乙酸钠对预防火鸡出血性肠炎有良好的效果。杨晓红(1998)的试验结果表明:双乙酸钠对鸡腹泻，尤其是由细菌和真菌毒素等导致的鸡下痢、腹泻有明显的预防和治疗作用，且能促进育成鸡的生长，提高产蛋鸡的产蛋量。Singh等用0.0625、0.125、0.375%的双乙酸钠对0～3周龄的内仔鸡进行的试验表明，双乙酸钠没能提高平均日增重，但改善了饲料报酬，增加了小肠乳酸菌含量，减少了小肠链球菌的数量。 4.6 双乙酸钠添加剂在水产饲料中的应用 双乙酸钠添加剂用于水产养殖，可提高饲料利用率，降低饲料系数，提高适口性，增加采食量，还能有效防治鱼常见的细菌性疾病，并且由于含双乙酸钠的饲料散布在水中不会腐败，故能净化水质。据报道，在鲤鱼饲料中按0.1、0.2和0.3%添加双乙酸钠，每天投喂4次，经过50d观察，鲤鱼增重比对照组提高6.15%～15.11%，饲料系数降低0.21%～0.27%，且大群鱼无病死现象发生。 5 使用双乙酸钠应注意的问题 5.1 稳定性问题 双乙酸钠具有吸湿性，150度以上完全分解。因此应将其保存在干燥阴凉、温度不高于40度的地方，在饲料的加工过程中应避免高温以防其分解而降低使用效果。 5.2 添加量问题 双乙酸钠的添加量与饲料中各原料的含水量有关，水分越高添加量越大，一般来说，双乙酸钠在饲料中添加量为 0.1%～0.8%。另外，动物的品种也影响双乙酸钠在饲料中的用量，因此应根据实际情况酌情添加。 6 小结 双乙酸钠具有较强的杀灭真菌的能力，它适用于所有混合饲料及其原料的防腐保鲜，作为饲料添加剂，双乙酸钠可增加饲料对畜禽的适口性，提高饲料中粗蛋白的利用率，提高奶牛的产奶量和乳脂率，提高育肥猪的瘦肉率和母猪的产仔数等;同时，双乙酸钠还能防止仔猪腹泻、控制和治疗火鸡出血性肠炎。此外，双乙酸钠还可配制酸味调味剂，因此开发应用双乙酸钠具有广阔的市场前景。 |
点击图片查看原图
