丁酸钠在动物营养中的应用研究进展

小才亮根

丁酸钠在动物营养中的应用研究进展

　　摘要：丁酸钠作为新型饲料添加剂，可部分替代抗生素，起到酸化、电解质平衡调节、胃肠道微生态平衡调节、诱食等作用，是目前较好的抗生素替代品之一。本文就丁酸钠的生物学特性、功能及其在畜禽养殖上的应用效果进行综述，以期为丁酸钠在畜禽生产的应用提供理论指导。
　　关键词：丁酸钠；抗生素；畜禽；新型饲料添加剂
抗生素具有促进动物生长，预防、治疗动物疾病等重要作用，从而被添加于饲料中广泛用于动物生产。但是，近些年来由于在饲料中添加抗生素产生耐药性、药物残留等副作用，以及饲用抗生素所引发的诸多食品安全问题日益引起人们的关注。2006年1月1日，欧美全面禁止了抗生素在饲料中的使用，因此，为了保证畜禽的健康，避免因禁用抗生素生长促进剂给畜禽饲养造成经济损失，世界各国都在积极地探索应用可以替代抗生素生长促进剂的物质。丁酸钠是目前研究较多的一种抗生素替代品之　　一，具有促进动物生长、增加机体免疫力、调节肠道微生物等功能，正逐渐被广泛应用于动物生产中。
　　1. 丁酸钠的生物学特性
　　丁酸钠的有效成分是一种短链挥发性脂肪酸－丁酸，由于丁酸具有游离性和挥发性的特点，畜牧和饲料生产中将其制成相对稳定的盐。丁酸钠在进入动物体后分解为丁酸根离子和钠离子，丁酸不同于醋酸或丙酸等短链挥发性脂肪酸，丁酸在水和脂肪中均有可弥散性（水、脂两亲），比较亲脂，而且在pH4～6环境下不易被分解，因此，部分丁酸可以避过水性环境的小肠到大肠段继续发挥作用。

　　短链脂肪酸为大肠细菌酵解的产物，为结肠肠腔的主要阴离子及结肠上皮细胞的主要营养物质，他们在许多方面影响结肠黏膜功能，如调节钠离子吸收，诱导表皮细胞增生，增强黏膜血流，促进黏液分泌。短链脂肪酸包括乙酸、内酸和丁酸，其中起主要作用的是丁酸，他们主要来自大肠中厌氧杆菌对碳水化合物和蛋白质的酵解作用，是结肠上皮能量的主要来源，对于维持细胞的分化和结肠上皮的完整性有重要作用。而且丁酸盐还可以起到有效的杀菌作用。
　　2. 丁酸钠的功能
　　2.1 作为能源物质
　　短链脂肪酸主要在结肠黏膜和肝内代谢，其中丁酸盐是结肠上皮最好的氧化底物，占结肠细胞氧耗量的80%，丁酸盐和其他初级短链脂肪是结肠上皮的主要呼吸燃料，其生成对维持健全的局部黏膜是必要的，它们对肠黏膜具有营养作用，可以刺激结肠内水钠的吸收，产生促使黏膜修复的酶。动物结肠离体试验表明:结肠上皮细胞70%以上的能量源可以由丁酸提供。结合丁酸非离了弥散性吸收为主的特点，丁酸无需经过肝胆吸收和复杂的三羟循环系统，可以直接为肠上皮细胞提供能量，是肠上皮细胞的快速能量源。
　　2.2 改善小肠形态
　　很多研究表明，肠绒毛形态学除受仔猪日龄与断奶等因素的影响外，仔猪日粮的组成和特性对仔猪肠道形态有明显的影响，有关报道很多。而丁酸钠为快速分化细胞的一种能源，它通过直接促进细胞更新而刺激损伤的肠绒毛得到恢复。
罗海祥(2006)研究表明，在断奶仔猪日粮中添加0.1%丁酸钠可显著降低21d断奶仔猪的十二指肠的隐窝深度，比对照组降低了42.12%，对绒毛高度的影响不显著，但绒毛高度与隐窝深度的比值（VH/CD)比对照组提高了57.79%。丁酸钠显著降低了绒毛宽度，比对照组低了20.42％。
在断奶仔猪日粮中添加0.1%的丁酸钠对空肠绒毛高度和隐窝深度的影响不显著,但有提高绒毛高度与隐窝深度的比值（VH/CD)的趋势,比对照组提高了21. 56%。在断奶仔猪日粮中添加0. 1%丁酸钠可显著降低28日龄断奶仔猪回肠的隐窝深度，比对照组降低36. 12%，显著影响绒毛高度与隐窝深度的比值（VH/CD)，比对照组提高73.16%。丁酸钠显著降低了绒毛宽度。
　　2.3 维持小肠黏膜完整性
　　小肠黏膜上皮是执行消化吸收功能的最主要细胞。一方面，肠上皮细胞的纹状缘含有许多酶，参与营养物质的消化；另一方面，食物在肠上皮细胞的肠腔内被消化分解，营养成分被主动吸收或简单扩散，经肠上皮细胞的肠腔面进入细胞内，除一小部分供给细胞自身使用外，大部分从细胞基侧面以主动转运或扩散的方式释放，进入固有层的毛细而管。因此，黏膜上皮细胞结构的完整性是执行其消化吸收功能的保证。
王继风等（2005）在仔猪日粮中添加1g/kg丁酸钠，采用组织学和扫描电镜技术，对仔猪小肠黏膜上皮和杯状细胞的显微和超微结构进行了观察研究。结果标明，饲料添加丁酸钠后仔猪空肠和结肠的黏膜上皮完整，肠绒毛更为粗壮；黏膜吸收细胞呈高柱状，排列整齐，游离面有明显的纹状缘；杯状细胞呈高脚杯状，散在于柱状细胞之间，细胞数量比抗生素组增多1. 4～1. 7倍。表明丁酸钠具有维持小肠黏膜上皮细胞结构完整性，进而促进断奶仔猪小肠消化吸收的作用，并优于抗生素。
　　2.4 增强免疫功能
　　肠道的屏障功能主要由肠黏膜屏障来实现，后者包括机械屏障、生化屏障、化学屏障、免疫学屏障和肠黏膜固有层分子筛等部分。其中肠黏膜机械屏障有肠黏膜上皮细胞、上皮细胞侧面的细胞连接、上皮基膜和上皮表面的细胞衣组成，它们构成了机体免疫系统的第一道防线。因此，肠黏膜上皮结构的完整性与肠黏膜机械屏障功能，乃至机体的免疫功能有密切关系。王继风等(2005)试验表明，断奶仔猪饲喂1g/kg丁酸钠能促进小肠杯状细胞的增植，维持肠道黏膜上皮细胞的正常形态，维护肠黏膜的正常机械屏障作用，同时在这些方面丁酸钠的作用均优于抗生素。
另外，肠道相关肠黏膜免疫细胞包括淋巴细胞、杯状细胞、肥大细胞等，其中肥大细胞是天然免疫的效应细胞之一，小仅在天然免疫中发挥重要作用，是机体抗感染免疫的第一线细胞，而且能通过所分泌的细胞因了参与获得性免疫，所以肥大细胞是重要的免疫活性细胞。李芙燕等（2006）在饲料中加入丁酸钠，可显著增加十二指肠、空肠以及回肠的肥大细胞数量，分别比对照组增加了19. 7%、27. 2%和30. 7％。章亮等((2006)指出添加丁酸钠组空肠上皮内淋巴细胞数量比对照组提升2 9. 3%，表明肠道局部免疫水平得到提升，增强了动物的抗病能力。
　　2.5 调节肠道菌群
　　研究表明，在暴露于短链脂肪酸的肠炎沙门氏菌鼠伤寒而清变种存活试验中，丁酸盐和戊酸盐可以起到最有效的杀菌作用。虽然在幼龄鸡远端小肠和盲肠中短链脂肪酸的水平迅速降低，但是，到15日龄左右时，短链脂肪酸水平增加并达到平高线。
丁酸钠作为酸化剂不同于传统酸化剂的区别在于，丁酸钠的活性成分丁酸可转运到肠道，而传统的酸化剂在功能仅限于动物胃，嗉囊水平，从而显示了丁酸在小肠水平上强的抗菌功能，抑制病原菌，如大肠杆菌、控制小肠微生物区系，使其出于正平衡。
　　2.6 抑制肠道炎症反应
　　丁酸钠能抑制结肠上皮细胞的凋亡，诱导结肠癌细胞凋亡，抑制转录因子NF－kB，是一种广泛存在于真核细胞内，能将信息从胞浆传至胞核引起相应基因表达的重要转录因子的活性，减少肿瘤坏死因子等炎症性细胞因子的产生核释放，抑制肠黏膜的炎症反应。这些作用有利于结肠炎的愈合，减少细菌或食物抗原跨黏膜迁移，减轻腹泻。
　　2.7 增加细胞葡萄糖转运体的表达
葡萄糖的跨膜转运是细胞利用葡萄糖的主要限速步骤。目前研究标明，这一过程是依靠细胞膜上的特殊转运蛋白来完成的，这种特殊转运蛋白称为葡萄糖转运体。Takano等（1988）研究标明，在培养液中加如丁酸钠，能显著增加猪肾脏LLC-PKI细胞葡萄糖转运体mRNA的表达。
　　3 丁酸钠在畜禽生产中的应用研究
　　3.1 丁酸钠在猪饲料中应用研究
　　仔猪饲料中添加丁酸钠，可显著提高仔猪日采食量、日增重、改善饲料转化效率，降低腹泻发生率。1990年匈牙利学者Galfi
P等开展了猪饲喂正丁酸钠日粮，猪仔断奶后的全程试验。结果表明，试验组日粮提高猪日增重达23.5%，日采食增加了8.9%。由于提高了饲料报酬，实际饲料消耗减少了11.8%。意大利学者Piva A于2002年用每吨日粮添加0.8kg丁酸钠作为试验组饲喂断奶仔猪两周，丁酸钠提高日增重达20%，提高日采食量达16% 。在紧接其后的2周内，试验组日采食量提高达10%，但料肉比减少14%，都达到差异显著水平。比利时农业部动物营养与饲养部门于2002年7月用144头刚断奶的仔猪进行饲养试验以观察丁酸钠对断奶后一周龄仔猪生产性能的影响。结果标明：日粮添加丁酸钠可提高日增重17％，提高采食量7.3％，耗料增重比降低8.3％。
　　3.2 丁酸钠在家禽饲料中的应用研究
李凯年((2006)报道，饲喂添加维吉尼亚霉素和丁酸盐日粮肉鸡的采食量显著低于对照肉鸡，在饲喂0. 20％丁酸钠的肉鸡记录到最高的胴体重。在整个42d肉鸡生长期中，饲喂0. 4％丁酸盐甘油脂对肉鸡的性能没有副作用。
Nollet等（2005）研究了不同剂量的丁酸钠（0、50、100、250和500mg/kg）对蛋鸡生产性能的影响，结果发现，随着丁酸钠的增加，产蛋率不断提高，料蛋比逐渐降低，对蛋重没有影响。
　　3.3 丁酸钠在反刍动物中的应用研究
李祥(2000)等研究挥发性脂肪酸灌注对山羊而浆胃动素水平的影响表明，灌注挥发性脂肪酸可以提高山血浆胃动素水平，瘤胃内输注乙酸、丙酸、丁酸后的血浆胃动素水平极显著高于对照组，皱胃输注丙酸或丁酸后的血浆胃动素水平显一著高于对照组。
　　4 结语
    　在抗生素促生长剂使用弊端凸显的今天，伴随着畜牧业的快速发展，绿色、高效、安全的饲料添加剂正成为国内外关注和研究的热点。丁酸钠作为新一代的饲料添加剂具有无污染、在体内吸收迅速、参与代谢等优点，符合当今及未来采用非药物添加剂作为生长促进剂的主流，目前已得到了广泛的应用。

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好资料，我喜欢。我想大家也都喜欢

空悟

不错，谢谢了，
我们也正在用30%丁酸钠产品。一开始效果不明显，下一步计划提高50%用量看效果怎样
另外请问，雏鸡也可以用丁酸钠吧？

rainbowfeed

用在什么阶段猪

夏明亮

似乎仔猪料中比较多一些，难道是利用了丁酸钠的促进结肠发育的作用？

liyi11

仔猪料里面在用，效果不是很明显。