丁酸杆菌的生理功能

概述^[1-2]

丁酸杆菌属于芽孢杆菌科梭菌属，革兰染色为阳性，为严格厌氧菌，(0．6～1．2 ) Izm x (3．0～7．0 )ILm，两端钝圆。中间部分轻度膨胀，呈直杆状或稍有弯曲，单个或成对。周身鞭毛，能运动。孢子卵圆．偏心或次端生，对外界环境有较强的抵抗力。耐酸、耐高温及耐高湿。 我国已于 2009 年批准丁酸梭菌获得饲料添加剂新产品证书，并于 2013年将其纳入 《中国饲料添加剂品种目录 (2013 )》的 《 附录二》中。丁酸梭菌作为活菌型饲用添加剂克服其同类产品包括乳酸杆菌和酵母菌等对制粒高温的耐受性低、对贮存条件要求严格和胃酸通过率低的缺陷，具有促进动物生长、提高畜禽饲料转化率、 防治消化道疾病、 降低幼畜禽病死率和提高机体免疫力等作用。

生理功能^[1]

1 维持肠道微平衡

动物肠道内的微生物群落在正常状态下会保持稳态，对动物的生长发育和抵御疾病具有十分重要的意义。当动物机体的肠道菌群受到破坏，微生物群落的平衡被打破时，会导致动物生产性能下降和各种疾病的发生。丁酸梭菌有维持或恢复宿主肠道内优势菌群的数量，并保证动物肠道内微生物稳态的作用。首先，丁酸梭菌在肠道中与有害菌竞争吸收养分，从而抑制其生长繁殖；同时与有害菌竞争肠上皮细胞上的黏附位点，从而抑制其在细胞上的黏附性生长：其次，丁酸梭菌可分泌多种多糖分解酶，将多糖分解为寡糖，进而为肠道内的益生菌提供更多的发酵底物，促进益生菌的生长和增殖。

Nakajima 等研究指出，从丁酸梭菌培养物中提取的魔芋葡甘露聚糖酶可有效将魔芋葡甘露聚糖水解为寡糖和单糖。 此外，丁酸梭菌最主要的代谢产物一丁酸，具有修复肠道黏膜和降低肠道 pH 的作用，而较低的肠道 pH 更适合益生菌的生长及增殖；最后，丁酸梭菌菌体中的磷壁酸可有效抑制大肠杆菌的活力及其对肠上皮细胞的黏附作用，亦可抑制由大肠杆菌引发的细胞凋亡。

2 提供营养物质

丁酸梭菌的主要代谢产物为短链脂肪酸，其中乙酸和丙酸作为肠上皮细胞 的能源物质被动物体消化吸收，而丁酸则在调节肠道微生态平衡和预防肠道疾病方面发挥更广泛的作用；此外，丁酸梭菌在动物体内能产生多种酶，如淀粉酶、 脂肪酶和纤维素酶等，这些酶将宿主自身难 以消化 的饲料成分分解为可供宿主吸收利用的小分子物质：丁酸梭菌在代谢过程 中还可合成多种维生素。其中包括 B 族维生素、维生素 K 和叶酸等，这些维生素可被分泌到细胞外，对保持宿主机体的健康状态发挥着重要作用。

3 增强机体免疫力

无论是医疗卫生行业还是畜牧业，丁酸梭菌已被广泛应用于激活免疫系统、 调节免疫功能和改善机体的健康状况等方面。这与丁酸梭菌的主要代谢产物一丁酸的作用密不可分。首先，丁酸梭菌的主要代谢产物丁酸是肠黏膜细胞的主要能量来源。丁酸对动物机体肠道上皮细胞的繁殖有促进作用，具有修复肠道黏膜的功能，对炎症性肠病有一定的治疗作用；其次，丁酸能够刺激肠道细胞进行黏膜免疫，促进某些细胞因子的免疫调节作用。

Gaudier等研究认为，丁酸具有保护肠道的原因是其能够通过调节黏蛋白基因的表达而影响黏膜黏液的组成和特性。Segain 等认为，对于动物机体出现的炎症反应，丁酸能够调节基因表达，通过抑制 NF-KB(KB) 而抑制炎症。高权新研究表明，丁酸梭菌能够显著提高炎性抑制因子白细胞介素-10 (IL-10) 和 Hsp70 (Heat Shock Protein 70 ) 的表达量 。Kanai等研究表明，丁酸梭菌可在发炎的黏膜上诱导白细胞介素-10 激活巨噬细胞。从而防止肠道炎症性疾病的发生。

应用^[2]

1 改善动物生长性能

丁酸梭菌用作饲料添加剂加入到畜禽日粮中，其主要的功能是增强动物胃肠道的消化吸收功能、提升动物体生长性 能及提高 饲料转化率。施大林等研究表明，向肉仔鸡日粮中添加 10 亿 CFU/kg饲料的丁酸梭菌，饲养 49 d 后与对照组相比可极显著提高全期增质量和全期料肉比(P< 0．01) ，并且存活率有所提高。 Zhao 等研究表明，与对照组相比含 10 亿 CFU/kg 丁酸梭菌饲料，可以显著提 高1～42 d 肉鸡的平均日采食量和平均日增质量 (P <0．05)。然而 ，目前丁酸梭菌在断奶仔猪的应用和在提高仔猪生长性能方面并没有得到可观的结果。

2提高机体免疫力

丁酸梭菌作为饲料添加剂在幼龄畜禽中应用，可通过激活机体的免疫系统而提 高动物的免疫功能，提高抗病力。Yang 等研究表明，饲料日粮中添加 2 000 万 CFU/kg 丁酸梭菌可显著增加肉仔鸡血清中免疫球蛋白 A (IgA )、 免疫球蛋 白G (IgG )的含量，并增加血清免疫球蛋 白 M (IgM ) 含量。

3 改善动物产品品质

在畜禽饲料中添加丁酸梭菌不仅能有效改善动物的生长性能及维持畜禽肠道微生物稳态，还能有效提升动物产品的品质，尤其是肉品质。赵旭对肉仔鸡的研究结果指出，添加丁酸梭菌后可以通过改变肉鸡肠道 菌群结构来影响肉鸡的脂肪沉积，最终实现改善 肉鸡肌肉品质的目的，肉仔鸡日粮中添加丁10 亿 CFU/ kg酸梭菌，42 日龄肉仔鸡胸肌和腿肌中肌内脂肪含量及腿肌肌纤维直径显著增加，腿肌的肌纤维密度降低。 Chen 等报道，肉仔鸡 日粮中添加复合益生菌 (20 亿C FU / kg 丁酸梭菌+200 亿CFU/ kg枯草芽孢杆菌) ，可降低 肉鸡血清中胆固醇和三酰甘油的含量，并能降低胸肌的 L值(亮度值 ，L值越低肉色越红) ，增加肌肉的感官品质。Meng 等报道，菌株复配制剂 (丁酸梭菌+枯草芽孢杆菌) 可提高生长育肥猪的肉色评分、大理石纹评分和肌肉红度 。

主要参考资料

[1]农业大词典

[2]张吉鹍.丁酸梭菌的生理功效及其在猪业生产中的应用[J].养猪,2019(04):20-24.