丁酸梭菌在畜牧业中的研究进展

丁酸梭菌(Clostridium butyricum) 又名酪酸菌。2013 年，丁酸梭菌被纳入《中国饲料添加剂品种名录(2013)》。丁酸梭菌的代谢产物丁酸是实现最佳肠道健康的主要驱动力。文章就丁酸梭菌在畜禽生产中的现实作用进行综述，以期为替代抗生素提供参考。

　　1 丁酸梭菌的生物学特性

　　丁酸梭菌水解淀粉和糖类的主要代谢产物丁酸是机体肠道上皮细胞修复和再生的主要营养物质。丁酸梭菌的孢子对外界抵抗能力强，具有很强的稳定性、抗逆性，耐高温，耐酸碱，最适生长pH值为7.2.通过胃肠道不会失活。

　　1.1 营养功能

　　丁酸梭菌可以利用葡萄糖发酵产生氢气，同时还可以产生消化酶、B族维生素、氨基酸、丁酸等营养物质，在丁酸梭菌代谢的过程中还能够合成叶酸、吡哆醇、维生素B1等多种维生素和氨基酸，而丁酸梭菌分泌的乙酸、丁酸等可以直接作为能量物质供机体肠上皮细胞利用，为动物提供良好的营养素来源或起辅助消化的作用，有助于提高饲料的转化率，降低料重比。

　　1.2 肠道微生态功能

　　杨晓伟研究表明，在仔猪日粮中添加高剂量丁酸梭菌能够显著提高仔猪肠道中双歧杆菌和乳酸杆菌数量，降低大肠杆菌数量，优化仔猪肠道内的微生物区系平衡。Guo等研究表明，丁酸梭菌复合物对抗生素相关性腹泻有中度保护作用。Hagihara等研究发现，丁酸梭菌可以通过调节肠道微生物群，保护抗生素诱导下失调的肠道屏障功能。丁酸梭菌通过TLR2-MyD88途径直接触发炎症黏膜肠道巨噬细胞产生白细胞介素-10(IL-10)，丁酸梭菌对巨噬细胞IL-10特异性缺陷的小鼠结肠的预防作用被否定，表明肠道巨噬细胞诱导IL-10对丁酸梭菌的益生作用至关重要。

　　丁酸梭菌可以促进炎症黏膜中肠巨噬细胞产生IL-10.预防小鼠试验性结肠炎。在断奶仔猪的日粮中添加5×105CFU/g丁酸梭菌可以显著提高空肠和回肠的乳酸杆菌数量，显著降低大肠中大肠杆菌的数量。因此，丁酸梭菌对平衡肠道菌群起到一定的作用。Duan 等研究发现，在对虾饲粮中添加不同水平丁酸梭菌可使对虾肠道内益生菌富集并削弱潜在致病菌;在对虾日粮中添加1×109CFU/g丁酸梭菌可以改善对虾生长性能，增强在高温胁迫下对虾的抗氧化能力。兰菲菲研究表明，在欧洲鳗鲡日粮中添加1×108CFU/kg丁酸梭菌能够显著提高肠道皱襞长度，对肠道上皮细胞的完整性具有保护作用。

　　Chen 等研究表明，在仔猪日粮中添加0.4% 丁酸梭菌可以显著降低饲料增重比、腹泻评分，增加十二指肠、空肠和回肠的绒毛高度和空肠绒毛高度/隐窝深度;0.4%丁酸梭菌能够降低血浆肿瘤坏死因子(TNF)细胞，增加回肠黏膜IL-10和TLR2的mRNA的表达，因此，在仔猪饲粮中添加丁酸梭菌可以改善和提高断奶仔猪肠道菌群分布和免疫功能。

　　2 丁酸梭菌的抗炎与免疫功能

　　丁酸梭菌作为益生菌可以维护动物机体肠道微生物平衡，保护肠道上皮细胞，增强动物机体免疫力。Liu等在断奶獭兔基础日粮中添加不同浓度丁酸梭菌，发现丁酸梭菌通过上调ZO-1、Claudin和Occludin的mRNA水平以及产生 SIgA 来维持小肠屏障功能;HDG 中MyD88、TLR2和TLR4的相对表达升高;同时减少IL-6.INF-γ和TNF-α在内的促炎细胞因子。袁文华等分别在青年鸽基础饲粮中添加1×108CFU/kg丁酸梭菌、5×109CFU/kg乳酸菌、5×109CFU/kg乳酸菌+1×108CFU/kg丁酸梭菌，发现3种剂量的益生菌均可以提高脾脏指数和法氏囊指数。在鱼的基础饲粮中添加丁酸梭菌不仅使鱼血清和皮肤黏液中免疫球蛋白M水平升高，还能够增强鲤鱼肠道内的物理屏障，重塑鲤鱼肠道微生物区系，抑制病原菌增殖。王柳懿等在断奶仔猪基础日粮中添加5×1011CFU/kg丁酸梭菌，发现血清白介素-8(IL-8)和TNF-α含量有上升趋势，回肠中TLR-2/4的表达量显著升高，同时显著提高下游接头蛋白MyD88、负调节因子Tollip和Bcl3表达量。丁酸梭菌通过激活动物机体免疫系统，增强机体抵抗力。丁酸梭菌的抗炎能力是通过激活动物机体肠道上皮细胞TLR-2.进一步调节NF-κB途径分泌信号因子，即TLR-2被激活后细胞分泌适量的促炎性因子IL-6和肿瘤坏死因子(TNF-α)，以抵抗病原菌的侵袭。

　　肠道内的树突状细胞是重要的免疫细胞。在小鼠肠应激综合征模型上，通过连续使用丁酸梭菌发现在肠应激综合征的小鼠的促炎因子(IL-1β和IL-6)分泌量明显减少，固有层树突状细胞的数量和功能以及固有层树突状细胞表面上的TIM-3随着肠道炎症反应的减轻而增加。

　　3 丁酸梭菌改善动物生长性能的功能

　　丁酸梭菌可以改善动物肠道内菌群分布形态，提高动物机体饲料转化效率，改善动物生长性能。郑爱娟等研究表明，在爱拔益加肉鸡饲粮中添加2.5× 108CFU/kg，丁酸梭菌组1～21 日龄的肉鸡采食量显著下降。Chen 等研究表明，与抗生素组相比，饲粮中添加0.4%丁酸梭菌的仔猪生长性能无显著差异，但丁酸梭菌能够降低料重比和腹泻率。Zhan 等在蛋鸡产蛋后期的基础饲粮中添加不同剂量的丁酸梭菌，发现蛋鸡产蛋量、蛋重、蛋壳强度呈二次方增长，同时免疫力和抗氧化水平得到显著提高。

　　李文茜等发现，在断奶犊牛基础饲粮基础上添加2.0×108CFU/kg丁酸梭菌，丁酸梭菌组犊牛的平均日增重显著升高，丁酸梭菌组的饲料效率有增高的趋势，且犊牛腹泻率降低。袁文华等发现，在鸽饲粮中添加1×108CFU/kg丁酸梭菌效果最好，GHR基因表达量显著高于对照组，同时乳鸽的胸腺指数也得到显著提高。

　　邢帅等研究发现，饲粮中添加丁酸梭菌能够提高断奶仔猪的平均日增重和平均日采食量;乳酸脱氢酶含量和血糖含量均显著提高。郑有秀等研究发现，在“杜×长×大”三元杂交仔猪饲粮中添加250和1000 mg/kg丁酸梭菌，断奶仔猪的平均日采食量显著降低，添加250和500mg/kg丁酸梭菌试验组断奶仔猪的腹泻率显著降低。李安东等研究表明，当活菌浓度达到2.1×109CFU/g时，丁酸梭菌能够显著提高仔猪的生长性能，降低仔猪的腹泻率。

　　4 丁酸梭菌改善动物胴体品质的功能

　　丁酸梭菌可以有效促进动物生长，保护肠道上皮细胞，平衡肠道微生物分布状态，改善动物胴体品质。Liu等研究表明，在北京鸭饲粮中添加丁酸梭菌可以提高1～42 日龄鸭子的日增重，降低料重比;屠宰后45 min，丁酸梭菌组的肌肉pH值、肉的红度、肌苷酸和肌内脂肪的含量得到明显提高，必需氨基酸和风味氨基酸的浓度，花生四烯酸、二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸和胸部肌肉中的总多不饱和脂肪酸含量增加。赵强等研究发现，在肉鸡日粮中添加不同水平的丁酸梭菌可以提高日增重，降低耗料增重比，显著提高血清总蛋白和白蛋白含量。

　　何婷等研究表明，丁酸梭菌能够提高日粮中蛋氨酸的全肠道表观消化率，提高血清中顺式-5.8.11.14.17-二十碳五烯酸含量，同时血清中总脂肪酸、木蜡酸、棕榈油酸、花生四烯酸含量也相应增加。李可等研究表明，在肉鸡饲粮中添加丁酸梭菌可以显著提高公鸡和母鸡的腿肌率，降低腹脂率。贾聪慧等研究表明，在罗斯308肉鸡中添加3×108CFU/kg丁酸梭菌可以显著提高肉鸡谷胱甘肽氧化酶和总超氧化物歧化酶的活性。

　　5 展望　　

　　丁酸梭菌作为绿色高效的饲料添加剂应用于畜禽生产中，能够增强动物机体抵抗力，是有效的抗生素替代产品。丁酸梭菌能够修复抗生素引起的肠道内微生物区系紊乱，减少幼畜断奶腹泻率。丁酸梭菌可改善动物生长性能与胴体品质，提升养殖效益。虽然丁酸梭菌已在畜牧生产中取得了较好的效果，但丁酸梭菌与宿主免疫系统之间的互作机理仍需进行深入研究。　

　　参考文献：略

                                                                                                                                    -----此文章最终解释权归珠海文琪生物科技有限公司所有，转载请注明出处。