一、概述

丁酸桿菌屬于芽孢桿菌科梭菌屬，革蘭染色為陽(yáng)性，為嚴(yán)格厭氧菌，(0．6～1．2 ) Izm x (3．0～7．0 )ILm，兩端鈍圓。中間部分輕度膨脹，呈直桿狀或稍有彎曲，單個(gè)或成對(duì)。周身鞭毛，能運(yùn)動(dòng)。孢子卵圓、偏心或次端生，對(duì)外界環(huán)境有較強(qiáng)的抵抗力。耐酸、耐高溫及耐高濕。我國(guó)已于 2009 年批準(zhǔn)丁酸梭菌獲得飼料添加劑新產(chǎn)品證書，并于 2013年將其納入 《中國(guó)飼料添加劑品種目錄 (2013 )》的 《 附錄二》中。丁酸梭菌作為活菌型飼用添加劑克服其同類產(chǎn)品包括乳酸桿菌和酵母菌等對(duì)制粒高溫的耐受性低、對(duì)貯存條件要求嚴(yán)格和胃酸通過(guò)率低的缺陷，具有促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、提高畜禽飼料轉(zhuǎn)化率、防治消化道疾病、降低幼畜禽病死率和提高機(jī)體免疫力等作用。

二、生理功能

1、維持腸道微平衡

動(dòng)物腸道內(nèi)的微生物群落在正常狀態(tài)下會(huì)保持穩(wěn)態(tài)，對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育和抵御疾病具有十分重要的意義。當(dāng)動(dòng)物機(jī)體的腸道菌群受到破壞，微生物群落的平衡被打破時(shí)，會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物生產(chǎn)性能下降和各種疾病的發(fā)生。丁酸梭菌有維持或恢復(fù)宿主腸道內(nèi)優(yōu)勢(shì)菌群的數(shù)量，并保證動(dòng)物腸道內(nèi)微生物穩(wěn)態(tài)的作用。首先，丁酸梭菌在腸道中與有害菌競(jìng)爭(zhēng)吸收養(yǎng)分，從而抑制其生長(zhǎng)繁殖；同時(shí)與有害菌競(jìng)爭(zhēng)腸上皮細(xì)胞上的黏附位點(diǎn)，從而抑制其在細(xì)胞上的黏附性生長(zhǎng)：其次，丁酸梭菌可分泌多種多糖分解酶，將多糖分解為寡糖，進(jìn)而為腸道內(nèi)的益生菌提供更多的發(fā)酵底物，促進(jìn)益生菌的生長(zhǎng)和增殖。

Nakajima 等研究指出，從丁酸梭菌培養(yǎng)物中提取的魔芋葡甘露聚糖酶可有效將魔芋葡甘露聚糖水解為寡糖和單糖。此外，丁酸梭菌最主要的代謝產(chǎn)物一丁酸，具有修復(fù)腸道黏膜和降低腸道 pH 的作用，而較低的腸道 pH 更適合益生菌的生長(zhǎng)及增殖；最后，丁酸梭菌菌體中的磷壁酸可有效抑制大腸桿菌的活力及其對(duì)腸上皮細(xì)胞的黏附作用，亦可抑制由大腸桿菌引發(fā)的細(xì)胞凋亡。

2、提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

丁酸梭菌的主要代謝產(chǎn)物為短鏈脂肪酸，其中乙酸和丙酸作為腸上皮細(xì)胞的能源物質(zhì)被動(dòng)物體消化吸收，而丁酸則在調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡和預(yù)防腸道疾病方面發(fā)揮更廣泛的作用；此外，丁酸梭菌在動(dòng)物體內(nèi)能產(chǎn)生多種酶，如淀粉酶、脂肪酶和纖維素酶等，這些酶將宿主自身難 以消化的飼料成分分解為可供宿主吸收利用的小分子物質(zhì)：丁酸梭菌在代謝過(guò)程中還可合成多種維生素。其中包括 B 族維生素、維生素 K 和葉酸等，這些維生素可被分泌到細(xì)胞外，對(duì)保持宿主機(jī)體的健康狀態(tài)發(fā)揮著重要作用。

3、增強(qiáng)機(jī)體免疫力

無(wú)論是醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)還是畜牧業(yè)，丁酸梭菌已被廣泛應(yīng)用于激活免疫系統(tǒng)、調(diào)節(jié)免疫功能和改善機(jī)體的健康狀況等方面。這與丁酸梭菌的主要代謝產(chǎn)物一丁酸的作用密不可分。首先，丁酸梭菌的主要代謝產(chǎn)物丁酸是腸黏膜細(xì)胞的主要能量來(lái)源。丁酸對(duì)動(dòng)物機(jī)體腸道上皮細(xì)胞的繁殖有促進(jìn)作用，具有修復(fù)腸道黏膜的功能，對(duì)炎癥性腸病有一定的治療作用；其次，丁酸能夠刺激腸道細(xì)胞進(jìn)行黏膜免疫，促進(jìn)某些細(xì)胞因子的免疫調(diào)節(jié)作用。

Gaudier等研究認(rèn)為，丁酸具有保護(hù)腸道的原因是其能夠通過(guò)調(diào)節(jié)黏蛋白基因的表達(dá)而影響?zhàn)つゐひ旱慕M成和特性。Segain 等認(rèn)為，對(duì)于動(dòng)物機(jī)體出現(xiàn)的炎癥反應(yīng)，丁酸能夠調(diào)節(jié)基因表達(dá)，通過(guò)抑制 NF-KB(KB) 而抑制炎癥。高權(quán)新研究表明，丁酸梭菌能夠顯著提高炎性抑制因子白細(xì)胞介素-10 (IL-10) 和 Hsp70 (Heat Shock Protein 70 ) 的表達(dá)量 。Kanai等研究表明，丁酸梭菌可在發(fā)炎的黏膜上誘導(dǎo)白細(xì)胞介素-10 激活巨噬細(xì)胞。從而防止腸道炎癥性疾病的發(fā)生。

三、應(yīng)用

1、改善動(dòng)物生長(zhǎng)性能

丁酸梭菌用作飼料添加劑加入到畜禽日糧中，其主要的功能是增強(qiáng)動(dòng)物胃腸道的消化吸收功能、提升動(dòng)物體生長(zhǎng)性 能及提高飼料轉(zhuǎn)化率。施大林等研究表明，向肉仔雞日糧中添加 10 億 CFU/kg飼料的丁酸梭菌，飼養(yǎng) 49 d 后與對(duì)照組相比可極顯著提高全期增質(zhì)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，與對(duì)照組相比含 10 億 CFU/kg 丁酸梭菌飼料，可以顯著提 高1～42 d 肉雞的平均日采食量和平均日增質(zhì)量 (P <0．05)。然而 ，目前丁酸梭菌在斷奶仔豬的應(yīng)用和在提高仔豬生長(zhǎng)性能方面并沒(méi)有得到可觀的結(jié)果。

2、提高機(jī)體免疫力

丁酸梭菌作為飼料添加劑在幼齡畜禽中應(yīng)用，可通過(guò)激活機(jī)體的免疫系統(tǒng)而提 高動(dòng)物的免疫功能，提高抗病力。Yang 等研究表明，飼料日糧中添加 2 000 萬(wàn) CFU/kg 丁酸梭菌可顯著增加肉仔雞血清中免疫球蛋白 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、改善動(dòng)物產(chǎn)品品質(zhì)

在畜禽飼料中添加丁酸梭菌不僅能有效改善動(dòng)物的生長(zhǎng)性能及維持畜禽腸道微生物穩(wěn)態(tài)，還能有效提升動(dòng)物產(chǎn)品的品質(zhì)，尤其是肉品質(zhì)。趙旭對(duì)肉仔雞的研究結(jié)果指出，添加丁酸梭菌后可以通過(guò)改變?nèi)怆u腸道 菌群結(jié)構(gòu)來(lái)影響肉雞的脂肪沉積，最終實(shí)現(xiàn)改善 肉雞肌肉品質(zhì)的目的，肉仔雞日糧中添加丁10 億 CFU/ kg酸梭菌，42 日齡肉仔雞胸肌和腿肌中肌內(nèi)脂肪含量及腿肌肌纖維直徑顯著增加，腿肌的肌纖維密度降低。 Chen 等報(bào)道，肉仔雞 日糧中添加復(fù)合益生菌 (20 億C FU / kg 丁酸梭菌+200 億CFU/ kg枯草芽孢桿菌) ，可降低 肉雞血清中膽固醇和三酰甘油的含量，并能降低胸肌的 L值(亮度值 ，L值越低肉色越紅) ，增加肌肉的感官品質(zhì)。Meng 等報(bào)道，菌株復(fù)配制劑 (丁酸梭菌+枯草芽孢桿菌) 可提高生長(zhǎng)育肥豬的肉色評(píng)分、大理石紋評(píng)分和肌肉紅度。

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