丁酸梭菌的功能特性及其在養殖生產中的應用進展

李娟，雷春龍，朱佳文，邱時秀，許禎瑩，吳永勝

（成都市農林科學院畜牧研究所，四川 溫江 611130）

丁酸梭菌屬于芽孢桿菌科，梭菌屬，有芽孢，在老培養物中或可變為革蘭氏陰性菌，是一種嚴格厭氧菌，能夠抑制動物體內大腸桿菌、沙門氏菌、產氣莢膜梭菌、幽門螺桿菌等常見腸道致病菌的增殖，屬于腸道益生菌，可促進益生菌的增殖［1］。2009年7月，農業農村部批準丁酸梭菌制劑作為微生物飼料添加劑（原農業部公告第1231號）在中華人民共和國境內生產、經營和使用。該菌主要從奶酪、酸奶、動物和人的腸道以及土壤、樹葉等自然環境中分離提取。

1 丁酸梭菌的特性

樊曉璐等［2］從朗姆酒發酵底液中篩選得到一株丁酸梭菌，命名為Y-1。菌株Y-1為革蘭氏陽性菌，嚴格厭氧，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。對菌株Y-1的生長特性探究發現，菌株在梭菌增殖培養液中的最適生長溫度為37℃，最適生長pH值為7，菌株對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，具有很強的環境適應能力，在溫度25～37℃和pH值4.0～9.8下均能生長。

2 丁酸梭菌的培養

黃俊等［3］試驗證實，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，在培養基中添加少量的鈉、鎂和鉀等元素，在適宜條件下發酵，芽孢率可達90%。陳秋紅等［4］研究證實，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，芽孢率可達95.3%。

3 丁酸梭菌的功能

3.1 代謝丁酸、產生酶類 丁酸梭菌的主要代謝產物——丁酸是結腸黏膜的主要能量物質。有學者研究表明，在大腸不同區段中，腸黏膜細胞均優先利用丁酸作為主要的能量來源，其次是谷氨酰胺和葡萄糖。還有研究發現，丁酸梭菌在動物腸道中能夠產生果膠甲基化酶、裂解酶，在腸道內將果膠降解為中間產物，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 早期研究發現，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胞內，也會分泌到細胞外，為動物腸道及機體健康提供營養。

3.3 調節腸道 劉亭婷等［5］研究表明，丁酸梭菌組公雞的盲腸內的大腸桿菌數顯著低于對照組和抗生素組，而乳桿菌數量顯著高于對照組和抗生素組，說明在飼糧中添加丁酸梭菌能提高蛋用仔公雞的生長性能，促進免疫器官發育，提升免疫力，抑制炎癥發生。李玉鵬等［6］研究認為，丁酸梭菌對仔豬小腸有屏障功能，可以調節機體免疫和腸道菌群平衡，從而促進仔豬生長。劉婷婷等［7］研究發現，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容物中乳桿菌屬的比例，使菌群結構分布更加優化，抑制斷奶仔豬腸道有害菌的生長。

3.4 提高生產性能 Meng Q W等［9］學者在研究早期益生菌復合體（芽孢桿菌）的作用時發現，枯草芽孢桿菌和丁酸梭菌對增加育肥豬的生長性能和肉質性狀是穩固的。賈聰慧等［10］研究發現，飼糧中添加丁酸梭菌能夠促進蛋白質代謝，改善肉雞的生長性能，且添加丁酸梭菌能減少肉雞的氨排放。

3.5 增強免疫功能 賈聰慧等［10］研究發現，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機體免疫力。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水平對血清中的總脂肪酸、二十四酸、棕櫚油酸、花生四烯酸含量互作顯著。Liao Xiudong等［12］研究發現，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

丁酸梭菌對提高豬、雞、牛、羊肉的肉質也有一定的效果，因此被作為微生態制劑廣泛應用于醫藥領域和飼料領域。丁酸梭菌因其獨特的營養、免疫調節特性而日漸成為極具潛力的動物保健品和抗生素代替品，因此，進一步開發丁酸梭菌及其代謝產物類飼料添加劑，對于畜禽健康養殖意義重大。