丁酸盐在畜禽生产中的应用研究进展

李娟+吴永胜+雷春龙+孙越鸿

摘要 丁酸盐是饲用酸化剂的一种，有抑菌、抗肿瘤等作用。动物的日粮中添加一定量的丁酸盐有利于其饲料转化效率和生产性能的提高，有利于胃肠道的发育。本文综述了丁酸盐的作用机理及其在畜禽生产中的应用研究进展，以期为丁酸盐替代抗生素促进畜牧业可持续发展提供一定的参考依据。

关键词 丁酸盐；作用机理；畜禽生产；应用

中图分类号 S816.7 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）05-0234-02

Abstract Butyrate is a kind of acidifier in the diet which has activities of inhibiting bacterium and antineoplastic.Feeding butyrate can improve the feed conversion rate，the production performance and the gastrointestinal tracts of animal.The research progress of mechanism of action and application in production of butyrate were briefly reviewed in this study.It provided a reference for improving the sustainable development of animal husbandry by replacing the antibiotics with butyrate.

Key words butyrate；mechanism of action；livestock and poultry production；application

短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFA）也称挥发性脂肪酸（Volatile fatty acids，VFA）。根据碳链中碳原子的多少，把碳原子数为1～6的有机脂肪酸称为短链脂肪酸，主要包括乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸。丁酸易溶于水，在动物脂肪和植物油中以丁酸酯形式存在。现阶段众多生产研究者将丁酸盐作为一种无抗药性、无毒害的饲料酸化剂应用于畜禽生产中。饲料酸化剂是继抗生素之后，与益生素、酶制剂、香味剂等并列的重要添加剂，是一种无残留、无抗药性、无毒害作用的新型环保型添加剂。饲料酸化剂分为有机酸和无机酸，丁酸盐是其中一种。众多研究表明，动物的日粮中添加一定量的丁酸盐有利于其饲料转化效率和生产性能的提高[1-3]。现阶段丁酸盐在国内外研究比较火热，常用的丁酸盐有丁酸钠、丁酸钾和丁酸钙等。丁酸钠作为新型饲料添加剂于2003年被农业部列入《饲料添加剂品种目录》中，可部分替代抗生素，丁酸钠以其绿色环保、使用安全等特点逐渐引起国际饲料和养殖界广泛关注，被认为是抗生素的潜在替代品之一。本文对丁酸盐的作用机理及其在畜禽生产中的应用进行简要综述。

1 丁酸盐的作用机理

1.1 参与细胞信号转导通路的调控

研究不同给药方式对丁酸盐诱导的K562细胞向红系分化的影响。结果显示，不同浓度的丁酸盐诱导后联苯胺染色阳性细胞率增加4～6倍，细胞平均血红蛋白较用药前增加9～14倍[4]。张洁研究证实，丁酸盐可通过钙离子途径磷酸化激活CaMKK途径，继而活化AMPK途径促进紧密连接的重组[5]。丁酸钠能抑制亨廷顿蛋白N-末端片段突变引起的SH-SY5Y细胞活力降低，保护机体不受亨廷顿蛋白的毒害[6]。

1.2 抗肿瘤

丁酸盐可抑制血管内皮因子的表达，参与肿瘤血管生成的调节[7]。丁酸盐可以通过多种途径对体外培养的多种肿瘤细胞发挥作用[8]。丁酸盐刺激隐窝（潜在的肿瘤发育位点）细胞生理模式下的增殖，并抑制结肠肿瘤细胞的增殖[9]。

1.3 参与基因调控

丁酸钠能够上调IGFBP-3基因的表达，另外可以上调细胞周期抑制剂p21基因表达，下调神经纤毛-1凋亡抑制基因 Bcl-xL、细胞周期蛋白D1基因表达[10]。丁酸盐能诱导人结肠、胃和肝脏细胞中抗菌肽基因的表达[11]。丁酸钠能增加肉鸡IGF-1基因的表达水平，能增加肉鸡空肠中GHR基因表达量。

1.4 参与肠道维护

结肠上皮细胞优先吸收利用丁酸，它被认为是结肠黏膜的生长诱导剂和炎症抑制剂。丁酸能为肠道细胞提供能源物质，具有改善肠黏膜形态和机能的作用[12]。丁酸盐对肠道上皮通透性的作用与抗菌肽活化蛋白激酶AMPK诱导的紧密连接的装配有关，它通过对肠道通透性的影响来调控结肠防御屏障功能[13]。外源性的丁酸能抑制肠道革兰氏阴性细菌驱动的固有层T细胞活化和体外HIV-1感染水平，从而促进艾滋病毒相关的黏膜发病机制[14]。

1.5 参与抗炎抑菌

丁酸可直接扩散进入细菌细胞内，通过降低细菌细胞内pH值，抑制细菌中的物质（如DNA、RNA等）的代谢活动，破坏病原菌细胞膜的完整性，达到杀菌的作用[15]。NF-κB是能够与B细胞免疫球蛋白κ轻链基因的增强子κB序列相结合的一种重要的转录因子，丁酸盐抑菌机制是对NF-κB的抑制，通过阻止泛素-IκB的蛋白酶的降解来完成[16]。

2 丁酸盐在畜禽生产中的作用

2.1 对生产性能的影响

添加0.15%丁酸钾和0.15%微囊包膜丁酸钠，可提高哺乳仔猪日增重、断奶重和存活率[17]。日粮中添加丁酸盐可以提高蛋鸡的产蛋率、降低料蛋比[1]，降低肉鸡死亡率[18]。添加0.07%丁酸钠组可提高樱桃谷肉鸭的蛋白质、粗脂肪、钙磷的消化能力和饲料报酬[19]，还可提高樱桃谷肉鸭的平均日增重、绝对增重和相对增重，改善饲料转化率，其中以0.07%的添加量效果最好[20]。添加丁酸钾可显著提高断奶仔猪后期的平均日釆食量，降低断奶仔猪后期的腹泻率[21]，可提高仔猪日采食量和日增重量，降低腹泻率[22]，提高泌乳母猪的采食量、母乳乳脂含量，提高断奶窝重[23]。

2.2 对血清生化指标和免疫性能的影响

丁酸钠显著提高了肉鸡胸腺指数、新城疫抗体效价，降低了肉鸡血清中白细胞介素-6、肿瘤坏死因子а、皮质酮含量，提高了血清中超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性[24]。添加丁酸钠可提高断奶仔猪的脾脏指数、胰脏指数、淋巴结指数[25]，降低断奶仔猪前期血清球蛋白和胰岛素水平，提高生长激素含量[21]，促进断奶仔猪免疫器官发育、提高血清免疫球蛋白含量，刺激机体肠道黏膜分泌免疫球蛋白A阳性细胞[26]。日粮中添加丁酸钾提高血糖和甘油三酯水平[23]。饲料中添加丁酸钠和丁酸钙后，高峰后期蛋鸡产蛋率均提高，料蛋比均降低[3]。黄羽肉鸡添加丁酸钠后，胸腺指数升高，血清中超氧化物歧化酶活性升高[18]。添加丁酸盐能降低鸡的胰岛素敏感性，丁酸盐参与了胰岛素信号转导通路的诱导，可以提高机体的生长和代谢功能[27]。丁酸盐可改善健康状况，提高肉鸡肠道发育和抗氧化能力[28]。丁酸钠可显著提高肉鸡的体重，降低死亡率[29]。

2.3 对肠道的影响

日粮中添加1 g/kg的丁酸鈉能提高断奶仔猪生长性能和肠道消化酶活性[30]。日粮中添加877 mg/kg包膜丁酸钠能降低脂多糖刺激对肉仔鸡肠道黏膜的损害，促进细胞增殖，缓解小肠各段黏膜异麦芽糖酶和空肠黏膜蔗糖酶活性的降低[31]。添加丁酸钾可提高断奶仔猪小肠的绒毛长度，降低隐窝深度[21]。添加丁酸钠可以显著增加肉鸡肥大细胞、上皮内淋巴细胞和杯状细胞的数量[32]。丁酸钠能增加肉鸭空肠的绒毛高度，减少盲肠大肠杆菌和沙门氏菌的数量，增加盲肠乳酸杆菌数量，增强黏膜的屏障功能[33]。添加丁酸钙能增加肉鸡回肠苏氨酸、丝氨酸的消化率，单独或结合使用阿维拉霉素，能改善肉鸡肠道的消化和吸收能力[34]。

3 结语

随着欧盟全面禁止在饲料中添加抗生素类饲料添加剂，寻找抗生素类促生长添加剂的替代品迫在眉睫。从提高饲料资源化利用和对养殖业的健康发展来看，丁酸盐具有广阔的应用前景。丁酸盐对断奶犊牛、断奶仔猪、肉鸡、肉鸭等畜禽生产性能、血清生化指标和胃肠道发育都有着不同程度的影响，后期可以进一步探讨丁酸盐对畜禽的生化代谢和胃肠道形态结构的影响，并继续探讨其分子作用机理研究，从而为其替代抗生素促进畜牧业可持续发展提供参考依据。

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