在食品和飼料行業中,短鏈脂肪酸及其鹽類物質有著悠久的歷史,通常將其作為防腐劑來使用。而它們也經常用于仔豬飼料中,對仔豬性能表現具有積極的作用。芳香族羧酸、苯甲酸及其鈉鹽和苯甲酸鈉,在胃的酸性環境以及仔豬偏中性的腸道環境中具有更佳的抗菌效果。最近,凱米拉公司在歐盟注冊了一種新的苯甲酸鈉產品——Protural,可應用于畜牧業中作為一種飼料添加劑。
在食品工業中,苯甲酸是使用的最長久的化學防腐劑。加貝爾(1921年)首次證明苯甲酸具有很好的抗菌作用。相似的研究結果也表明苯甲酸對真菌和酵母菌也具有一定作用。苯甲酸抗菌活性的基本原理是吸收后的苯甲酸分子通過擴散作用以結合酸的形式透過細菌細胞膜,這種結合酸是不帶電和不具親脂性的。
由于苯甲酸的溶解度很低,因此其吸收很慢。此外,苯甲酸具有較高的解離常數(pKa=4.19),所以無論是在胃的酸性環境還是在仔豬腸道的偏中性環境,苯甲酸都能夠具有較好的抗菌效果。苯甲酸的解離動力學見表1。苯甲酸也能改變細菌細胞膜的通透性,同時也能抑制細胞內特定的酶系統。這使得苯甲酸能有效地抑制革蘭氏陰性以及革蘭氏陽性菌(見表2和表3)。
表1 苯甲酸在不同pH情況下的分解率
表2 苯甲酸對不同細菌的抗菌譜
表3 在胃或小腸內不同有機酸對特定細菌生長的影響
一項對6種不同有機酸的對比研究表明,有機酸在胃內的比小腸內的抑菌效果更顯著。結果還顯示大腸型菌群與乳酸菌相比,其并不能在PH值4.5的胃內酸性環境中生長。而與其他5種短鏈脂肪酸相比,苯甲酸具有最高的抑菌效果。
氨的釋放降低
苯甲酸或苯甲酸鹽不會在體內蓄積。當其從腸道吸收后,它會在肝臟內被代謝轉化為馬尿酸(與甘氨酸反應)。馬尿酸由腎臟通過尿液排出體外。像這樣,從蛋白質代謝分解的氮大多數會由馬尿酸排泄,而并非由尿素排泄。這將導致尿液和泌尿道酸化,同時會減低糞坑中氨的釋放。事實上,在較低的PH值的情況下,尿素酶(可將尿素轉化為氨)的活性將受到抑制。而氨主要是由尿液中尿素形成,尿素酶的催化作用主要根據以下公式:
尿素酶
CO(NH2)2 + H202 → NH4 + CO2
苯甲酸在仔豬飼養方面的應用已獲得很多積極意義。不過苯甲酸的缺點有水溶性低、氣味刺鼻,而且會使得環境變得塵土飛揚。