三丁酸甘油酯在養(yǎng)豬生產(chǎn)上的應(yīng)用研究進(jìn)展

丁斌鷹

(武漢工業(yè)學(xué)院動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430023)

丁酸是腸道中存在的一種短鏈脂肪酸，為腸道上皮細(xì)胞提供能量，促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育。近年來(lái)的研究表明，丁酸還具有較強(qiáng)的殺菌作用(Kwan等，1998)，可影響蛋白質(zhì)合成 (Kruh等，1982)，基因表達(dá) (Miller等，1998)和細(xì)胞分化(Pouillart等，1992)等作用。但是，丁酸的液體形態(tài)和易揮發(fā)性，以及特殊的臭味，導(dǎo)致其不利于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。三丁酸甘油酯作為丁酸的前體物，使用方便，安全無(wú)毒副作用，無(wú)臭味，既解決了丁酸為液態(tài)易揮發(fā)難以添加的特點(diǎn)，又改善了直接使用丁酸氣味難聞的缺點(diǎn)，而且具有促進(jìn)畜禽腸道健康發(fā)育，提高機(jī)體免疫能力，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收，進(jìn)而提高動(dòng)物生產(chǎn)性能，是目前較好的營(yíng)養(yǎng)性添加劑產(chǎn)品。

1 三丁酸甘油酯的理化性質(zhì)

三丁酸甘油酯（Tributyrin）天然存在于乳脂中，由三分子丁酸和一分子甘油組成，化學(xué)式為C15H26O6，為白色近油狀液體，幾乎沒(méi)有氣味或略有脂肪香氣。易溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，極難溶于水。詹彥等（2007）研究認(rèn)為三丁酸甘油酯通過(guò)口服給藥方式，血漿丁酸濃度最高可達(dá)0.34 mM，并能維持大于0.1 mM濃度至少0.5～4 h，藥物半衰期為40 min。

2 三丁酸甘油酯的功能

2.1 為腸黏膜細(xì)胞供能

三丁酸甘油酯屬于短鏈脂肪酸酯，在腸道脂肪酶的作用下，分解成丁酸、丁酸甘油一酯和甘油。丁酸被腸黏膜細(xì)胞主要以非離子彌散形式吸收后，直接通過(guò)門(mén)靜脈系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟進(jìn)一步代謝或被腸黏膜上皮細(xì)胞用作能源消耗。腸上皮細(xì)胞中的丁酸通過(guò)丁酸輔酶A合成酶轉(zhuǎn)化成丁酸輔酶A，丁酸輔酶A不需要與肉堿分子結(jié)合而直接滲透通過(guò)線(xiàn)粒體內(nèi)膜，然后通過(guò)一系列反應(yīng)如羥甲基戊二酰輔酶A循環(huán)等快速生成乙酰輔酶A參與能量代謝。丁酸是結(jié)腸上皮細(xì)胞的主要呼吸燃料，體外試驗(yàn)表明了結(jié)腸優(yōu)先燃燒丁酸為上皮細(xì)胞供能，其次才是葡萄糖、谷氨酰胺等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(Roediger WE，1982)，而且丁酸提供了70%以上的能量供結(jié)腸上皮細(xì)胞利用（楊麗杰，2006；岳雙明等，2007)。

2.2 改善小腸形態(tài)結(jié)構(gòu)

小腸是消化道中最重要的消化部位和最主要的吸收?qǐng)鏊?，小腸的功能單位是絨毛，小腸形態(tài)結(jié)構(gòu)的完整性通常由腸絨毛高度以及隱窩深度來(lái)表示。三丁酸甘油酯具有增加動(dòng)物腸道絨毛高度，降低隱窩深度，提高腸絨毛高度與隱窩深度比值的作用。

所有的試驗(yàn)都表明了丁酸顯著的促進(jìn)了上皮細(xì)胞的發(fā)育（Roediger W.H，1980）。胡杰（2004）的研究表明，三丁酸甘油酯有利于維持腸道的黏膜形態(tài)，與對(duì)照組相比，添加三丁酸甘油酯的仔豬絨毛高度增加9.46%，隱窩深度顯著降低36.12%（P＜0.05），絨毛高度與隱窩深度比值顯著提高73.16%。

2.3 維持腸黏膜細(xì)胞完整性

小腸黏膜由上皮、固有膜和黏膜肌層組成。腸黏膜主要由上皮細(xì)胞和分散其間的杯狀細(xì)胞構(gòu)成，具有消化分解食物和轉(zhuǎn)運(yùn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用。因此，黏膜上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性是執(zhí)行其消化吸收功能的保證（王子旭等，2003）。Sakata等（1987）認(rèn)為丁酸是短鏈脂肪酸中最有效的能促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞增殖的物質(zhì)。其機(jī)理在于丁酸激活了鼠類(lèi)腸黏膜細(xì)胞mRNA蛋白質(zhì)合成，導(dǎo)致了腸絨毛細(xì)胞增殖和隱窩變淺。R.E.Davis（1930）在火雞飼料中添加超量三丁酸甘油酯，發(fā)現(xiàn)機(jī)體酮體的分泌量增加。而酮體和谷氨酰胺是小腸的主要供能底物，對(duì)腸黏膜有較強(qiáng)的促生長(zhǎng)作用。丁酸可以誘導(dǎo)三葉因子的分泌，三葉因子有助于改善黏膜層的黏彈特性，減少炎癥細(xì)胞的補(bǔ)充，并參與維護(hù)和修復(fù)腸道黏膜（徐丹鳳等，2009）。

2.4 促進(jìn)水、鈉吸收

Cumming JH等(1995)認(rèn)為，動(dòng)物體腸道中的丁酸可以通過(guò)Na+-H+交換，刺激Na+的吸收，加強(qiáng)腸道水份的吸收而減少動(dòng)物的腹瀉發(fā)生率。尤其是當(dāng)結(jié)腸內(nèi)沒(méi)有足量的碳水化合物，將會(huì)引起短鏈脂肪酸生成減少，產(chǎn)生結(jié)腸低水鈉吸收，從而易導(dǎo)致腹瀉（許勤，1999）。

2.5 調(diào)節(jié)消化道菌群

消化道菌群對(duì)胃腸道的形態(tài)結(jié)構(gòu)和消化吸收功能有非常復(fù)雜的影響。正常情況下，動(dòng)物胃腸道有益菌群占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，能夠抑制大腸桿菌等有害菌在腸道內(nèi)的附著和增殖，有利于腸道的生理功能。

三丁酸甘油酯調(diào)節(jié)腸道菌群的機(jī)理很少見(jiàn)報(bào)道，一般認(rèn)為是其分解產(chǎn)生的丁酸及一丁酸甘油酯可以抑制沙門(mén)氏菌、大腸桿菌、梭狀芽孢桿菌等病源微生物的生長(zhǎng)，增加乳酸桿菌等有益菌群數(shù)量。

丁酸的殺菌機(jī)理一般歸結(jié)是有機(jī)酸的作用，主要表現(xiàn)在調(diào)節(jié)細(xì)菌內(nèi)的pH值，破壞細(xì)胞膜，抑制細(xì)菌的基礎(chǔ)代謝功能(S Brul等，1999)。有研究認(rèn)為，有機(jī)酸的碳鏈長(zhǎng)度、飽和程度(Russell等，1992)和解離狀態(tài)(KA Presser等，1997)、胃腸道的pH環(huán)境(Nuria Canibe等，2002)等對(duì)有機(jī)酸的殺菌效果有較大的影響。不過(guò)，生產(chǎn)實(shí)踐表明，日糧中添加高劑量的有機(jī)酸可降低腸道pH值，殺滅有害菌。

2.6 抑制腸道炎癥

關(guān)于丁酸甘油酯對(duì)于腸道炎癥性疾病的人類(lèi)醫(yī)學(xué)上的研究較多，尤其是對(duì)人結(jié)腸癌的治療有大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)。研究表明，丁酸甘油酯分解產(chǎn)生的丁酸能通過(guò)影響白細(xì)胞黏附分子的表達(dá)而起到抗炎作用(Menzel T 等，2004)，也可以通過(guò)抑制 NF-κB、阻止 IL-8 的分泌等減少局部炎癥。醫(yī)學(xué)研究資料說(shuō)明了丁酸甘油酯對(duì)腸道炎癥的抑制和較好的療效，這也是在養(yǎng)豬飼料生產(chǎn)中選擇三丁酸甘油酯的一個(gè)重要原因。

3 三丁酸甘油酯在養(yǎng)豬生產(chǎn)上的應(yīng)用

有關(guān)三丁酸甘油酯在養(yǎng)豬生產(chǎn)上的應(yīng)用，有些企業(yè)根據(jù)三丁酸甘油酯的油脂特性、乳化性能、對(duì)腸道的調(diào)節(jié)作用等做過(guò)較多的試探性試驗(yàn)，比如在日糧添加1～2 kg 45%的三丁酸甘油酯減少日糧中1%～2%的油脂，以及用2 kg 45%的三丁酸甘油酯、2 kg酸化劑和16 kg葡萄糖等量替換乳清粉等方面取得了成功的經(jīng)驗(yàn)，但是目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)這方面的報(bào)道文獻(xiàn)較少，主要集中在對(duì)腸道功能的改進(jìn)、取代抗生素和乳糖醇、益生素等復(fù)合的效果等幾個(gè)方面。

胡杰（2004）在(21±1)d斷奶仔豬中添加三丁酸甘油酯進(jìn)行為期4周的試驗(yàn)。結(jié)果表明，試驗(yàn)第2周、第3周，三丁酸甘油酯組平均日增重分別提高了15.17%、16.53%；試驗(yàn)第1周、第2周、第3周、第4周，三丁酸甘油酯組料肉比分別降低了13.11%、9.34%、8.54%、10.96%；試驗(yàn)第1周、第2周、第3周，三丁酸甘油酯組腹瀉率分別降低了40.99%、9.33%、20.59%。王建民等（2009）的研究也獲得了上述相似的結(jié)果。

在18日齡斷奶的仔豬試驗(yàn)中，Hou等（2006）認(rèn)為，添加5 g/kg三丁酸甘油酯在改善腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)、提高腸道二糖酶活性和降低飼料消耗比10 g/kg谷氨酰胺的效果好，并且5 g/kg三丁酸甘油酯與3 g/kg乳糖醇的復(fù)合物效果最好。

劉統(tǒng)等（2011）研究表明，40日齡斷奶仔豬日糧中添加0.1%以上丁酸甘油酯可以提高斷奶仔豬的日增重達(dá)16.69%，降低料肉比達(dá)13.67%，提高了飼料報(bào)酬，而且對(duì)斷奶仔豬飼料粗蛋白、粗脂肪、粗纖維和能量的表觀消化率有改善作用。

有報(bào)道指出，在西班牙的Centeno農(nóng)場(chǎng)，使用液態(tài)三丁酸甘油酯飲水（小豬20 L/t水、中大豬1.5 L/t水）取代氧化鋅和黏桿菌素，可降低料重比6.43%，減少死亡率40%和降低增重成本2.14%。在西班牙另外一個(gè)Santo農(nóng)場(chǎng)，從30 kg仔豬飼養(yǎng)開(kāi)始，通過(guò)飲用含有0.2%三丁酸甘油酯（小豬）和0.1%三丁酸甘油酯（中大豬），減少了泰樂(lè)菌素和林可霉素的藥物用量，節(jié)約成本58%。更有意思的是，Granja Baeza en Vallelado農(nóng)場(chǎng)，23日齡斷奶仔豬通過(guò)1～17日齡飲水和18～32日齡飼喂丁酸甘油酯的方式，較在飼料中添加3.2 kg/t氧化鋅降低了死亡率15%、料重比22%和提高了日增重5.2%。

4 結(jié)語(yǔ)

三丁酸甘油酯具有促進(jìn)小腸絨毛的發(fā)育，為腸黏膜快速供能，調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡，抑制腸炎等功能，正逐漸被應(yīng)用到飼料中。然而，三丁酸甘油酯在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用報(bào)告還較少，還有許多問(wèn)題還沒(méi)有被廣泛認(rèn)知。三丁酸甘油酯對(duì)腸黏膜的作用機(jī)理、三丁酸甘油酯對(duì)機(jī)體免疫調(diào)節(jié)能力、三丁酸甘油酯對(duì)炎癥的抑制能力等方面還有待進(jìn)一步研究。