丁酸梭菌的功能特性及其在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)展

李娟，雷春龍，朱佳文，邱時(shí)秀，許禎瑩，吳永勝

（成都市農(nóng)林科學(xué)院畜牧研究所，四川 溫江 611130）

丁酸梭菌屬于芽孢桿菌科，梭菌屬，有芽孢，在老培養(yǎng)物中或可變?yōu)楦锾m氏陰性菌，是一種嚴(yán)格厭氧菌，能夠抑制動(dòng)物體內(nèi)大腸桿菌、沙門氏菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、幽門螺桿菌等常見(jiàn)腸道致病菌的增殖，屬于腸道益生菌，可促進(jìn)益生菌的增殖［1］。2009年7月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部批準(zhǔn)丁酸梭菌制劑作為微生物飼料添加劑（原農(nóng)業(yè)部公告第1231號(hào)）在中華人民共和國(guó)境內(nèi)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和使用。該菌主要從奶酪、酸奶、動(dòng)物和人的腸道以及土壤、樹(shù)葉等自然環(huán)境中分離提取。

1 丁酸梭菌的特性

樊曉璐等［2］從朗姆酒發(fā)酵底液中篩選得到一株丁酸梭菌，命名為Y-1。菌株Y-1為革蘭氏陽(yáng)性菌，嚴(yán)格厭氧，表面光滑、有光澤，奶油色，自身不水解明膠，可將麥芽糖和淀粉水解。對(duì)菌株Y-1的生長(zhǎng)特性探究發(fā)現(xiàn)，菌株在梭菌增殖培養(yǎng)液中的最適生長(zhǎng)溫度為37℃，最適生長(zhǎng)pH值為7，菌株對(duì)酒精的最高耐受能力為9%vol，耐酸最低pH值為4.0。丁酸梭菌分布廣泛，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，在溫度25～37℃和pH值4.0～9.8下均能生長(zhǎng)。

2 丁酸梭菌的培養(yǎng)

黃俊等［3］試驗(yàn)證實(shí)，芽孢形成以葡萄糖作為碳源，酵母粉和牛肉膏作為混合氮源，在培養(yǎng)基中添加少量的鈉、鎂和鉀等元素，在適宜條件下發(fā)酵，芽孢率可達(dá)90%。陳秋紅等［4］研究證實(shí)，用玉米淀粉代替葡萄糖作為碳源，以酵母粉和牛肉膏作為混合氮源，添加少量的鈉、鎂、鉀和鈣等元素，同樣于適宜條件下培養(yǎng)，芽孢率可達(dá)95.3%。

3 丁酸梭菌的功能

3.1 代謝丁酸、產(chǎn)生酶類 丁酸梭菌的主要代謝產(chǎn)物——丁酸是結(jié)腸黏膜的主要能量物質(zhì)。有學(xué)者研究表明，在大腸不同區(qū)段中，腸黏膜細(xì)胞均優(yōu)先利用丁酸作為主要的能量來(lái)源，其次是谷氨酰胺和葡萄糖。還有研究發(fā)現(xiàn)，丁酸梭菌在動(dòng)物腸道中能夠產(chǎn)生果膠甲基化酶、裂解酶，在腸道內(nèi)將果膠降解為中間產(chǎn)物，即4，5-不飽和二半乳糖醛酸和寡聚半乳糖，最終降解為揮發(fā)性脂肪酸（乙酸、少量丁酸及甲酸）。

3.2 合成維生素 早期研究發(fā)現(xiàn)，丁酸梭菌能夠合成泛酸、葉酸、維生素B1、煙酸、核黃素和吡哆醇等維生素，這些維生素既存在于丁酸梭菌細(xì)胞內(nèi)，也會(huì)分泌到細(xì)胞外，為動(dòng)物腸道及機(jī)體健康提供營(yíng)養(yǎng)。

3.3 調(diào)節(jié)腸道 劉亭婷等［5］研究表明，丁酸梭菌組公雞的盲腸內(nèi)的大腸桿菌數(shù)顯著低于對(duì)照組和抗生素組，而乳桿菌數(shù)量顯著高于對(duì)照組和抗生素組，說(shuō)明在飼糧中添加丁酸梭菌能提高蛋用仔公雞的生長(zhǎng)性能，促進(jìn)免疫器官發(fā)育，提升免疫力，抑制炎癥發(fā)生。李玉鵬等［6］研究認(rèn)為，丁酸梭菌對(duì)仔豬小腸有屏障功能，可以調(diào)節(jié)機(jī)體免疫和腸道菌群平衡，從而促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)。劉婷婷等［7］研究發(fā)現(xiàn)，在斷奶仔豬飼料中添加丁酸梭菌后，十二指腸絨毛高度、回腸絨毛高度均顯著高于對(duì)照組。鄭有秀等［8］研究表明，丁酸梭菌可以提高斷奶仔豬盲腸內(nèi)容物中乳桿菌屬的比例，使菌群結(jié)構(gòu)分布更加優(yōu)化，抑制斷奶仔豬腸道有害菌的生長(zhǎng)。

3.4 提高生產(chǎn)性能 Meng Q W等［9］學(xué)者在研究早期益生菌復(fù)合體（芽孢桿菌）的作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌和丁酸梭菌對(duì)增加育肥豬的生長(zhǎng)性能和肉質(zhì)性狀是穩(wěn)固的。賈聰慧等［10］研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加丁酸梭菌能夠促進(jìn)蛋白質(zhì)代謝，改善肉雞的生長(zhǎng)性能，且添加丁酸梭菌能減少肉雞的氨排放。

3.5 增強(qiáng)免疫功能 賈聰慧等［10］研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加丁酸梭菌能夠提高肉雞的血清抗氧化能力并增強(qiáng)機(jī)體免疫力。也有研究表明，丁酸梭菌可以顯著降低仔豬血清中腫瘤壞死因子α（TNF-α）的含量，顯著提高血清中白細(xì)胞介素4（IL-4）的含量。

3.6 其他功能 何婷等［11］研究表明，丁酸梭菌能提高血清中順式-5，8，11，14，17-二十碳五烯酸含量，且丁酸梭菌和日糧蛋白質(zhì)水平對(duì)血清中的總脂肪酸、二十四酸、棕櫚油酸、花生四烯酸含量互作顯著。Liao Xiudong等［12］研究發(fā)現(xiàn)，在肉雞日糧中添加丁酸梭菌后，超氧化物歧化酶含量明顯升高，補(bǔ)飼丁酸梭菌可提高C20：1n-9、C20：2n-6、C20：3n-6、C20：3n-3的濃度，提升 C20：4n-6、C20：5n-3、C22：6n-3、總PUFA以及乳腺肌肉中PUFA與飽和脂肪酸的比例，增加大腿肌肉中C18：2t-9、t-12，C20：3n-6，C20：3n-3和C20：5n-3的含量。

4 研究前景

丁酸梭菌對(duì)提高豬、雞、牛、羊肉的肉質(zhì)也有一定的效果，因此被作為微生態(tài)制劑廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域和飼料領(lǐng)域。丁酸梭菌因其獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)、免疫調(diào)節(jié)特性而日漸成為極具潛力的動(dòng)物保健品和抗生素代替品，因此，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)丁酸梭菌及其代謝產(chǎn)物類飼料添加劑，對(duì)于畜禽健康養(yǎng)殖意義重大。