丁酸梭菌的功能特性及其在养殖生产中的应用进展

李娟，雷春龙，朱佳文，邱时秀，许祯莹，吴永胜

（成都市农林科学院畜牧研究所，四川 温江 611130）

丁酸梭菌属于芽孢杆菌科，梭菌属，有芽孢，在老培养物中或可变为革兰氏阴性菌，是一种严格厌氧菌，能够抑制动物体内大肠杆菌、沙门氏菌、产气荚膜梭菌、幽门螺杆菌等常见肠道致病菌的增殖，属于肠道益生菌，可促进益生菌的增殖［1］。2009年7月，农业农村部批准丁酸梭菌制剂作为微生物饲料添加剂（原农业部公告第1231号）在中华人民共和国境内生产、经营和使用。该菌主要从奶酪、酸奶、动物和人的肠道以及土壤、树叶等自然环境中分离提取。

1 丁酸梭菌的特性

樊晓璐等［2］从朗姆酒发酵底液中筛选得到一株丁酸梭菌，命名为Y-1。菌株Y-1为革兰氏阳性菌，严格厌氧，表面光滑、有光泽，奶油色，自身不水解明胶，可将麦芽糖和淀粉水解。对菌株Y-1的生长特性探究发现，菌株在梭菌增殖培养液中的最适生长温度为37℃，最适生长pH值为7，菌株对酒精的最高耐受能力为9%vol，耐酸最低pH值为4.0。丁酸梭菌分布广泛，具有很强的环境适应能力，在温度25～37℃和pH值4.0～9.8下均能生长。

2 丁酸梭菌的培养

黄俊等［3］试验证实，芽孢形成以葡萄糖作为碳源，酵母粉和牛肉膏作为混合氮源，在培养基中添加少量的钠、镁和钾等元素，在适宜条件下发酵，芽孢率可达90%。陈秋红等［4］研究证实，用玉米淀粉代替葡萄糖作为碳源，以酵母粉和牛肉膏作为混合氮源，添加少量的钠、镁、钾和钙等元素，同样于适宜条件下培养，芽孢率可达95.3%。

3 丁酸梭菌的功能

3.1 代谢丁酸、产生酶类 丁酸梭菌的主要代谢产物——丁酸是结肠黏膜的主要能量物质。有学者研究表明，在大肠不同区段中，肠黏膜细胞均优先利用丁酸作为主要的能量来源，其次是谷氨酰胺和葡萄糖。还有研究发现，丁酸梭菌在动物肠道中能够产生果胶甲基化酶、裂解酶，在肠道内将果胶降解为中间产物，即4，5-不饱和二半乳糖醛酸和寡聚半乳糖，最终降解为挥发性脂肪酸（乙酸、少量丁酸及甲酸）。

3.2 合成维生素 早期研究发现，丁酸梭菌能够合成泛酸、叶酸、维生素B1、烟酸、核黄素和吡哆醇等维生素，这些维生素既存在于丁酸梭菌细胞内，也会分泌到细胞外，为动物肠道及机体健康提供营养。

3.3 调节肠道 刘亭婷等［5］研究表明，丁酸梭菌组公鸡的盲肠内的大肠杆菌数显著低于对照组和抗生素组，而乳杆菌数量显著高于对照组和抗生素组，说明在饲粮中添加丁酸梭菌能提高蛋用仔公鸡的生长性能，促进免疫器官发育，提升免疫力，抑制炎症发生。李玉鹏等［6］研究认为，丁酸梭菌对仔猪小肠有屏障功能，可以调节机体免疫和肠道菌群平衡，从而促进仔猪生长。刘婷婷等［7］研究发现，在断奶仔猪饲料中添加丁酸梭菌后，十二指肠绒毛高度、回肠绒毛高度均显著高于对照组。郑有秀等［8］研究表明，丁酸梭菌可以提高断奶仔猪盲肠内容物中乳杆菌属的比例，使菌群结构分布更加优化，抑制断奶仔猪肠道有害菌的生长。

3.4 提高生产性能 Meng Q W等［9］学者在研究早期益生菌复合体（芽孢杆菌）的作用时发现，枯草芽孢杆菌和丁酸梭菌对增加育肥猪的生长性能和肉质性状是稳固的。贾聪慧等［10］研究发现，饲粮中添加丁酸梭菌能够促进蛋白质代谢，改善肉鸡的生长性能，且添加丁酸梭菌能减少肉鸡的氨排放。

3.5 增强免疫功能 贾聪慧等［10］研究发现，饲粮中添加丁酸梭菌能够提高肉鸡的血清抗氧化能力并增强机体免疫力。也有研究表明，丁酸梭菌可以显著降低仔猪血清中肿瘤坏死因子α（TNF-α）的含量，显著提高血清中白细胞介素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顺式-5，8，11，14，17-二十碳五烯酸含量，且丁酸梭菌和日粮蛋白质水平对血清中的总脂肪酸、二十四酸、棕榈油酸、花生四烯酸含量互作显著。Liao Xiudong等［12］研究发现，在肉鸡日粮中添加丁酸梭菌后，超氧化物歧化酶含量明显升高，补饲丁酸梭菌可提高C20：1n-9、C20：2n-6、C20：3n-6、C20：3n-3的浓度，提升 C20：4n-6、C20：5n-3、C22：6n-3、总PUFA以及乳腺肌肉中PUFA与饱和脂肪酸的比例，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

丁酸梭菌对提高猪、鸡、牛、羊肉的肉质也有一定的效果，因此被作为微生态制剂广泛应用于医药领域和饲料领域。丁酸梭菌因其独特的营养、免疫调节特性而日渐成为极具潜力的动物保健品和抗生素代替品，因此，进一步开发丁酸梭菌及其代谢产物类饲料添加剂，对于畜禽健康养殖意义重大。