營養(yǎng)技術(shù)
新型飼料添加劑--丁酸鈉
長期以來,飼用抗生素在保障動物健康、促進(jìn)動 物生長、提高飼料利用率等方面效果明顯,給畜禽生 產(chǎn)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但隨著人民生活水平的提 高和健康意識的加強(qiáng),飼用抗生素所帶來的抗藥性和 藥物殘留等問題也日益受到人們的重視,于是各國政 府紛紛出臺措施嚴(yán)格控制抗生素作為飼料添加劑應(yīng) 用。因此,開發(fā)抗生素替代品成為飼料添加劑研究的 熱點。
短鏈脂肪酸(SCFA)包括乙酸、丙酸和丁酸,其中 起主要作用的是丁酸。主要來自大腸中厭氧桿菌對碳 水化合物和蛋白質(zhì)的酵解作用,是結(jié)腸上皮細(xì)胞能量 的主要來源(Pryde等,2002)。丁酸具有水、脂兩親的特 性,偏重于親脂,pH值在4～6時不易被分解,動物攝 食后大部分能避過酸性環(huán)境的小腸,直接進(jìn)入盲腸和 結(jié)腸繼續(xù)發(fā)揮作用。作為一種生物調(diào)節(jié)劑,丁酸在維 持細(xì)胞的分化和結(jié)腸上皮的完整性、提高動物生產(chǎn)性 能方面發(fā)揮著重要作用。因其具有游離性和揮發(fā)性的 特點,飼料生產(chǎn)中將其制成相對穩(wěn)定的鈉鹽———丁酸 鈉。丁酸鈉具有無污染、無有害殘留和獨特的營養(yǎng)生 理功能等特點而逐漸成為熱門的抗生素替代品之一。
1、丁酸鈉的結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)
丁酸鈉產(chǎn)品呈白色至類白色,可吸濕性的粉末, 似絨毛狀,具有特殊的奶酪酸敗樣氣味,易溶于水,水 溶液pH值呈堿性。本品在常規(guī)貯存和搬運條件下,處 于室溫和密封狀態(tài)下穩(wěn)定,但勿與性質(zhì)相反的物質(zhì)、 粉塵、過熱物品、強(qiáng)氧化劑混存。本品可能產(chǎn)生的有害 分解產(chǎn)物有一氧化碳、二氧化碳、氧化鈉、過敏性和有 毒的煙塵與氣體,也有可能導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制、 眼和皮膚過敏、消化道和呼吸道應(yīng)激。
飼料級丁酸鈉與化工級丁酸鈉具有明顯的區(qū)別 (見表1)。動物口腔粘膜細(xì)柔,感受能力強(qiáng),若用低價、 低質(zhì)的化工級丁酸鈉作為誘食劑時能引起動物粘膜 灼傷,導(dǎo)致采食量下降,甚至拒食。因此,日糧配制一 定要嚴(yán)把原料品質(zhì)關(guān)。
2、丁酸鈉的營養(yǎng)生理功能
2.1作為腸道細(xì)胞的能量來源
研究發(fā)現(xiàn),SCFA能夠為結(jié)腸提供能量,是腸細(xì)胞 偏愛的能量源,且在腸腔內(nèi)極易吸收。其中丁酸是結(jié) 腸粘膜上皮細(xì)胞的主要能量來源,約占SCFA耗氧所產(chǎn)能量的70%,為動物提供了高達(dá)30%的維持能 (Basson等,1996)。丁酸先于丙酸和醋酸被消耗,結(jié) 腸產(chǎn)生的丁酸約70%～90%被結(jié)腸細(xì)胞代謝消耗掉 (Cook等,1998)。
在腸上皮細(xì)胞的丁酸是通過羥甲基戊二酰輔酶 A循環(huán)中的β-氧化作用進(jìn)行能量代謝,首先是通過 丁酸輔酶A合成酶把丁酸轉(zhuǎn)化成丁酸輔酶A(bu- tyrate-CoA),然后通過一系列反應(yīng)快速生成乙酰輔酶 A進(jìn)行能量代謝(Schrǒder等,1997)。
乙酸、丙酸、丁酸被結(jié)腸粘膜上皮細(xì)胞吸收,可被 轉(zhuǎn)運至肝臟進(jìn)一步代謝或被結(jié)腸粘膜上皮細(xì)胞用 作能源消耗。研究發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)的游離結(jié)腸上皮細(xì)胞, 75%的氧消耗來自丁酸鹽的氧化(Scheppach等,1994)。 若丁酸是唯一可利用能源時,可完全被結(jié)腸粘膜利 用。體外研究表明:當(dāng)葡萄糖、谷氨酰胺等作為呼吸能 源時,結(jié)腸上皮細(xì)胞首先利用丁酸(Roediger,1982)。 幾乎所有的丁酸都能被腸上皮細(xì)胞吸收,同位素示蹤 法試驗發(fā)現(xiàn),丁酸能進(jìn)入總血液循環(huán)。幾乎所有的體 組織都能代謝丁酸,丁酸在外周組織能被迅速氧化,用 于脂肪合成,也可以進(jìn)入乳腺合成乳脂(Bergmann等, 1990)。
因此,丁酸鹽和其它初級短鏈脂肪是結(jié)腸上皮細(xì) 胞的主要呼吸燃料,結(jié)合丁酸非離子彌散性吸收為主 的特點,丁酸無需經(jīng)過肝膽吸收和復(fù)雜的三羥循環(huán)系 統(tǒng),可以直接為腸上皮細(xì)胞提供能量,是腸上皮細(xì)胞 的快速能量源。
2.2改善小腸形態(tài),促進(jìn)小腸消化吸收功能
小腸粘膜上皮細(xì)胞是執(zhí)行消化吸收功能的最主 要細(xì)胞。一方面,腸上皮細(xì)胞的紋狀緣含有許多酶,參 與營養(yǎng)物質(zhì)的消化;另一方面,食物在腸上皮細(xì)胞的 腸腔面或腸腔內(nèi)被消化分解,營養(yǎng)成分被主動吸收或 簡單擴(kuò)散。經(jīng)腸上皮細(xì)胞的腸腔面進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),除一 部分供給該細(xì)胞自身使用外,大部分從細(xì)胞基側(cè)面以 主動轉(zhuǎn)運或擴(kuò)散的方式釋放,進(jìn)入固有層的毛細(xì)血 管。因此,粘膜上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性是執(zhí)行消化吸 收功能的基本保證(王子旭等,2003)。
Galfi等(1990)給生長豬飼喂含0.17%丁酸鈉的日 糧發(fā)現(xiàn),丁酸鈉增加了回腸微絨毛長度。羅海祥(2006) 研究表明,在斷奶仔豬日糧中添加0.1%丁酸鈉可顯著 降低21 d斷奶仔豬的十二指腸的隱窩深度(P<0.05), 比對照組降低了42.12%,對絨毛高度的影響不顯著 (P>0.05),但絨毛高度與隱窩深度的比值(VH/CD)比對 照組提高了57.79%(P<0.05),丁酸鈉顯著降低了絨毛 寬度(P<0.05),比對照組低了20.42%;添加0.1%丁酸鈉 組的腸粘膜厚度比對照組低了9.28%,沒有達(dá)到顯著 水平(P>0.05);對空腸絨毛高度和隱窩深度的影響不顯 著(P>0.05),但有提高絨毛高度與隱窩深度比值(VH/CD) 的趨勢(0.05<P<0.1),比對照組提高了21.56%。在斷奶 仔豬日糧中添加0.1%丁酸鈉可顯著降低28日齡斷奶仔 豬回腸的隱窩深度(P<0.05),比對照組降低36.12%,對絨 毛高度的影響不顯著(P>0.05),但顯著影響絨毛高度 與隱窩深度的比值(VH/CD)(P<0.05),比對照組提高了 73.16%;丁酸鈉顯著降低了絨毛寬度(P<0.05),比對照 組低了16.06%,添加0.1%丁酸鈉組的腸粘膜厚度比 對照組高出了15.31μm(P>0.05)。
Hu等(2007)給雞飼糧中添加不同水平(500、1 000、 2 000 mg/kg)的丁酸鈉發(fā)現(xiàn),500 mg/kg和1 000 mg/kg 的丁酸鈉能顯著增加十二指腸粘膜的DNA、RNA和 蛋白質(zhì)濃度(P<0.05),但對結(jié)腸DNA、RNA和蛋白質(zhì)濃 度無作用。試驗還發(fā)現(xiàn)絨毛高度與隱窩深度的比值隨 著丁酸鈉的增加而成線性增加(P<0.05)。他認(rèn)為絨毛高 度與隱窩深度的比值對消化道作用更為有效,因為淺 的隱窩深度和長的絨毛高度是維持消化道功能的最 佳比率。
但也有不一致的報道,G.Biagi等(2007)給斷奶 仔豬分別飼喂1 000、2 000、4 000 mg/kg的丁酸鈉產(chǎn) 品(有效含量為85%),結(jié)果表明,丁酸鈉對小腸粘膜 的形態(tài)結(jié)構(gòu)影響不大,但能增加盲腸的酸度。他認(rèn)為 造成這種不一致的結(jié)論可能在于取樣時間太晚,因為 小腸粘膜樣品是在試驗結(jié)束后(斷奶后6周)采集的, 該時期的小豬消化道已經(jīng)發(fā)育完全,所以對試驗結(jié)果 有一定影響。
2.3維持腸粘膜上皮細(xì)胞的正常形態(tài),增強(qiáng)免疫功能 腸粘膜機(jī)械屏障由腸粘膜上皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞側(cè) 面的細(xì)胞連接、上皮基膜和上皮表面的細(xì)胞衣組成。 它們構(gòu)成了機(jī)體免疫系統(tǒng)的第一道防線。因此,腸粘 膜上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性與腸粘膜機(jī)械屏障功能,乃 至機(jī)體的免疫功能有密切關(guān)系(Reynolds等,1996;殷 彥君等,2002)。
丁酸鈉能抑制結(jié)腸上皮細(xì)胞的凋亡,誘導(dǎo)結(jié)腸癌 細(xì)胞凋亡,抑制NF-kB的活性,減少TNF-α等炎癥 性細(xì)胞因子的產(chǎn)生和釋放,抑制腸粘膜的炎癥反應(yīng)。 這些作用有利于結(jié)腸炎的愈合,減少細(xì)菌或食物抗原 跨粘膜遷移,減輕腹瀉。Sauer等(2007)研究發(fā)現(xiàn),丁酸 的抗腸炎功能與其調(diào)節(jié)結(jié)腸細(xì)胞氧化和代謝性應(yīng)激 的基因表達(dá)有關(guān)。
有試驗報道,丁酸灌腸劑能促進(jìn)細(xì)胞增殖,降低 腸道粘膜的損害并能治療由腸炎引起的腹瀉(Schep- pach等,1996;Claus等,2006)。Kanauchi等(1999)給大 鼠口服和心臟注射丁酸后,用光學(xué)顯微鏡觀察其對腸 屏障功能的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),心臟注射組顯著降低了 腸粘膜的損害和滲透性(P<0.05)。
王繼風(fēng)等(2005)在仔豬日糧中添加1 g/kg丁酸鈉 后發(fā)現(xiàn),仔豬空腸和結(jié)腸的粘膜上皮完整,腸絨毛更 為粗壯;粘膜吸收細(xì)胞呈高柱狀,排列整齊,游離面有 明顯的紋狀緣;杯狀細(xì)胞呈高腳杯狀,散在柱狀細(xì)胞 之間,試驗組細(xì)胞數(shù)量比抗生素組增多1.4～1.7倍。表 明丁酸鈉具有維持腸粘膜上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整性,進(jìn)而 促進(jìn)斷奶仔豬小腸消化吸收的作用,并優(yōu)于抗生素。 李芙燕等(2006)在飼料中加入丁酸鈉,可顯著增加十 二指腸、空腸以及回腸的肥大細(xì)胞數(shù)量,分別比對照 組增加了19.7%、27.2%和30.7%。章亮等(2006)試驗結(jié) 果表明,添加丁壯素(丁酸鈉)組空腸上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞 數(shù)量比對照組提高29.3%,表明腸道局部免疫水平得 到提高,增強(qiáng)了動物的抗病能力。Manzanilla等(2006) 在斷奶仔豬上研究發(fā)現(xiàn),0.3%的丁酸鈉能增加結(jié)腸表 面的杯狀細(xì)胞數(shù)量。有試驗發(fā)現(xiàn),飼喂丁酸鹽的肉雞 可以有效抵抗21日齡由于球蟲攻擊引起的應(yīng)激反 應(yīng),且在幼雞的盲腸中存在未離解的丁酸鹽與病原體 控制有關(guān)。
2.4維護(hù)胃腸道內(nèi)有益微生物菌叢
動物胃腸道存在著大量的微生物,當(dāng)其中的雙歧 桿菌、乳酸菌等有益菌占優(yōu)勢時能夠抑制大腸桿菌等 有害菌在腸道內(nèi)的附著和增殖,從而減少消化道疾病 的發(fā)生(Meng等,1998)?？梢娔c道微生態(tài)的平衡對于 宿主的健康有著極為重要的意義(Floch等,2001)。 丁酸鹽可以抑制病源微生物(沙門氏桿菌、大腸 桿菌、梭狀芽孢桿菌等)的生長,增加有益菌群數(shù)量(乳 酸桿菌、糞鏈球菌等),改善腸道微生物菌群,起到部 分替代抗生素的作用。
眾所周知,丁酸是有機(jī)酸(C1-C7)的一種。由于有 機(jī)酸具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu),有機(jī)酸的抗菌機(jī)制是相當(dāng) 復(fù)雜的,但它們具有相似的作用機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn),揮發(fā) 性有機(jī)酸和非揮發(fā)性有機(jī)酸及無機(jī)酸的抗菌效果存 在明顯差異,揮發(fā)性有機(jī)酸(甲酸、丙酸、丁酸)具有較 好的殺菌作用,直接擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),通過降低胞內(nèi) pH值,抑制某些大分子的代謝,破壞病原菌細(xì)胞膜的 完整性,從而達(dá)到殺菌作用。揮發(fā)性有機(jī)酸鹽(如丁酸 鹽)盡管不能降低病原菌細(xì)胞間質(zhì)的pH值,不能以酸 的形式滲透進(jìn)入病原菌細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮殺菌作用,但也具 有抗菌作用,其作用強(qiáng)弱依賴于有機(jī)酸鹽的溶解性。 如揮發(fā)性有機(jī)酸的鈉鹽全溶于水,而鈣鹽只有部分可 溶,因而體外抑菌試驗中,丁酸鈉的抑菌效果要比甲 酸鈣和丙酸鈣的強(qiáng),此外有機(jī)酸的二價鹽體外抑菌效 果優(yōu)于飽和度高的有機(jī)酸鹽。
Brul等(1999)總結(jié)了有機(jī)酸的作用模式:破壞細(xì) 菌細(xì)胞膜;抑制細(xì)菌的基礎(chǔ)代謝功能;調(diào)節(jié)細(xì)菌內(nèi)的 pH值和有毒陰離子在細(xì)菌內(nèi)的聚集。研究認(rèn)為,僅非 解離的有機(jī)酸(非離子化)才能產(chǎn)生明顯的抗菌效果, 解離形式的有機(jī)酸即使是很大的濃度也沒有理想的 抗菌效果(Presser等1997),非解離的有機(jī)酸能經(jīng)過 被動擴(kuò)散通過細(xì)菌的細(xì)胞壁,進(jìn)入細(xì)胞后,由于胞內(nèi) 的pH值接近于7,高于有機(jī)酸的解離度,有機(jī)酸解 離,胞內(nèi)pH值下降。有些細(xì)菌就是不能夠耐受這種跨 膜的pH值梯度而受到抑制,因為胞內(nèi)的H+的增加, H+就要依賴于ATP酶將H+泵出細(xì)菌細(xì)胞內(nèi),而這一過程是耗能的,所以細(xì)菌會衰竭而死。但是,Canib等 (2002)報道,在沒有明顯降低胃腸道pH值的情況下有 機(jī)酸有較強(qiáng)的殺菌作用。有機(jī)酸除可通過降低腸道 pH值而影響微生物外,陰離子還具有獨特的殺菌功 能。大量陰離子在胞內(nèi)積聚,從而改變胞內(nèi)的滲透壓 而造成細(xì)菌中毒,如糖酵解和核酸合成的停止、酶解 反應(yīng)受阻(脫羧酶和過氧化氫酶等)等(Canibe等,2001)。 考慮到腸道內(nèi)的pH值條件,Russell等(1992)認(rèn)為, 有機(jī)酸對微生物的作用主要是通過其陰離子而實現(xiàn) 的。有機(jī)酸的抗菌效果隨著有機(jī)酸碳鏈的增長和不飽 和度的增加而增強(qiáng)(Foegeding等,1991)。
有研究表明,在暴露于短鏈脂肪酸的腸炎沙門 氏菌鼠傷寒血清變種存活試驗中,丁酸鹽和戊酸鹽 可以起到最有效的殺菌作用。雖然在幼齡雞遠(yuǎn)端小 腸和盲腸中短鏈脂肪酸的水平迅速降低,但是,到15 日齡左右時,短鏈脂肪酸水平增加。除了殺菌活性 外,Galfi等(1990)報道丁酸鈉能維護(hù)胃腸道內(nèi)有益 微生物菌叢。
M.Castillo等(2006)給早期斷奶仔豬日糧添加3 種(0.04%的阿維霉素、0.3%丁酸鈉和0.03%植物提取 物)添加劑,觀察它們對胃腸道微生物的定植、代謝活 動以及微生物結(jié)構(gòu)群落的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),所有添加 劑組增加了微生物(如乳酸桿菌)的數(shù)量,與對照組相 比,中藥提取物組和丁酸鈉組顯著增加了乳酸桿菌與 腸道細(xì)菌的比率(lactobacilli:enterobacteria ratio)。采用 PCR-RELP(限制性片段長度多態(tài)性)法測定空腸內(nèi)菌 群生態(tài)學(xué)變化發(fā)現(xiàn),0.3%的丁酸鈉使菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生了 最大的變化并顯著高于其它2種添加劑組。
G.Biagi等(2007)在體外發(fā)酵試驗中使用不同劑 量(60、120和240 mmol/l)的丁酸鈉發(fā)現(xiàn),它能影響盲 腸微生物系統(tǒng),極顯著降低了總的產(chǎn)氣量(P<0.01),同 時它也降低了產(chǎn)氣頻率。在體內(nèi)試驗中,丁酸鈉對盲 腸和空腸的乳酸桿菌、梭菌屬、大腸桿菌無顯著影響, 但極顯著增加了盲腸pH值和異丁酸濃度(P<0.01)。 pH值的增加能抑制病源微生物(沙門氏桿菌、大腸桿 菌、梭狀芽孢桿菌等)的生長,減少動物腹瀉。
2.5其它作用
除了上述明顯的作用特點以外,丁酸鈉還有其它 作用:①丁酸鈉具有特征性氣味,能誘導(dǎo)動物采食。斷 奶后幼畜對日糧中母源性物質(zhì)仍然保留依賴性。豬奶 干物質(zhì)中含有超過3.8%的丁酸鹽,因此,丁酸鈉在仔 豬教槽料和反芻動物代乳料中的作用尤為明顯(章亮 等,2006)。②改善結(jié)腸血液循環(huán),有利于腸道術(shù)后創(chuàng) 口愈合(Cook等,1998;李雄彪等,2006)。③丁酸鈉能增 加葡萄糖甙(脂)酰鞘氨醇的合成,防治結(jié)腸細(xì)胞編程 性死亡,抑制腸粘膜的炎癥反應(yīng)。調(diào)節(jié)結(jié)腸上皮細(xì)胞 抗菌肽(cathelicidin)mRNA的表達(dá),有利于降低腸道 疾病發(fā)生率。減少細(xì)菌或食物抗原跨粘膜遷移,有利 于結(jié)腸炎的愈合和降低腹瀉率(張孝衛(wèi)等,2005;Mototeru 等,2007;Markus Schwab等,2007)。④刺激胰腺分泌, 增加胰高血糖素和胰島素水平,進(jìn)一步刺激結(jié)腸上皮 細(xì)胞的生成。胰消化酶水平也得到提高,腸腔內(nèi)乳糖、 麥芽糖和蔗糖濃度大幅提升(H.Sano等,1995)。⑤葡 萄糖的跨膜轉(zhuǎn)運是細(xì)胞利用葡萄糖的主要限速步驟。 目前研究表明,這一過程依靠細(xì)胞膜上葡萄糖運載體 (GT)來完成。Takano等(1988)研究表明,在培養(yǎng)液中 加入丁酸鈉,能顯著增加豬腎臟細(xì)胞葡萄糖運載體 mRNA的表達(dá)。
3、丁酸鈉在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用
3.1應(yīng)用效果
3.1.1在豬上的應(yīng)用效果
Galfi等(1990)在豬斷奶后飼喂含丁酸鈉的日糧, 結(jié)果表明,試驗組豬日增重提高了23.5%,日采食量 增加了8.9%,由于提高了飼料轉(zhuǎn)化率,實際的飼料消 耗減少了11.8%。Piva等(2002)利用20頭8周齡仔豬 [(9.2±1.4)kg]研究丁酸鈉對斷奶仔豬生產(chǎn)性能影響, 結(jié)果表明,在仔豬日糧中添加丁酸鈉0.8 g/kg,提高了 仔豬的平均日增重20%和采食量16%(P<0.05)。 郭小華等(2005)選取28日齡健康、體重一致的斷 奶仔豬108頭,分為3個處理組:丁酸鈉組(基礎(chǔ)日糧+ 0.1%丁酸鈉)、抗生素組(基礎(chǔ)日糧+60 mg/kg鹽霉素)、 復(fù)合組(基礎(chǔ)日糧+0.1%丁酸鈉+60 m/kg鹽霉素),結(jié)果 發(fā)現(xiàn)仔豬日糧中添加丁酸鈉可以提高營養(yǎng)物質(zhì)的表 觀消化率。羅海祥(2006)在斷奶仔豬日糧中添加0.1% 丁酸鈉可顯著提高斷奶仔豬的平均日增重(P<0.05), 降低料重比,在斷奶仔豬的日糧中添加0.1%丁酸鈉 可以降低仔豬腹瀉率,尤其是斷奶后7 d效果顯著 (P<0.05)。Manzanilla等(2006)給早期斷奶仔豬日糧 添加0.3%丁酸鈉得到了類似的結(jié)果。
3.1.2在雞上的應(yīng)用效果
Nollet等(2005)研究了不同劑量的丁酸鈉(0、50、 100、250、500 mg/kg)對蛋雞生產(chǎn)性能的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著丁酸鈉劑量的增加,蛋雞產(chǎn)蛋率不斷提高,料 蛋比逐漸降低,但對蛋重沒有影響。
Pinchasov等(1989)研究發(fā)現(xiàn),與丙酸鹽等其它有 機(jī)酸鹽不同,丁酸鹽不限制采食量。李凱年(2006)報 道,飼喂0.2%丁酸鹽對肉雞采食量無不良影響,且 0.2%丁酸鈉組肉雞體重最高;在整個42 d肉雞生長 期中,飼喂0.4%丁酸鹽甘油酯對肉雞的生產(chǎn)性能沒 有副作用。
Hu等(2007)給雞飼糧中添加不同水平(500、1 000、 2 000 mg/kg)的丁酸鈉發(fā)現(xiàn),500、2 000 mg/kg的丁酸 鈉能顯著增加0～21日齡的雞體重(P<0.05);日糧添 加丁酸鈉對0～42日齡肉仔雞飼料報酬(FCR)的影 響呈正二次回歸方程反應(yīng)(P<0.05),與對照組相比 2 000 mg/kg丁酸鈉能顯著提高飼料轉(zhuǎn)化率。
3.1.3在反芻動物上的應(yīng)用效果
王星所等(1996)用3種SCFA鈉鹽溶液灌注皺 胃,觀察其對山羊血清胃泌素水平的影響,結(jié)果表明: 向皺胃內(nèi)灌注乙酸鈉、丙酸鈉和丁酸鈉鹽溶液后,血 清胃泌素水平顯著升高。李祥(2000)等研究揮發(fā)性脂 肪酸灌注對山羊血漿胃動素水平的影響表明,灌注揮 發(fā)性脂肪酸可以提高山羊血漿胃動素水平。瘤胃內(nèi)輸 注乙酸、丙酸、丁酸后的血漿胃動素水平極顯著高于 對照組(P<0.01),皺胃輸注丙酸或丁酸后的血漿胃動 素水平顯著高于對照組(P<0.05)。劉記強(qiáng)等(2006)也得 到類似的結(jié)論。 Dirksen等(1995)研究指出,瘤胃發(fā)酵終產(chǎn)物會 影響瘤胃乳頭的生長。研究表明,丁酸能刺激瘤胃上 皮發(fā)育,幼齡反芻動物瘤胃上皮的發(fā)育主要依賴碳水 化合物發(fā)酵所產(chǎn)生的SCFA,相比之下,大體積纖維性 飼料的刺激并不重要。根據(jù)試驗結(jié)果學(xué)者們推測,隨 采食量增加,瘤胃上皮組織的代謝強(qiáng)度增加,而其中 乙酸、丙酸代謝量無顯著變化,僅有丁酸代謝量增加 接近顯著水平,認(rèn)為采食量增加引起的丁酸產(chǎn)量增加 可能刺激了瘤胃上皮代謝,使瘤胃乳頭增生和瘤胃組 織重量增加。
Iriki等(2007)給哺乳小牛瘤胃內(nèi)注射不同劑量(0、 22、44 g)的丁酸,觀察其對血漿中血管加壓素和酮體 濃度的影響發(fā)現(xiàn),丁酸組增加了血漿中酮體濃度并成 劑量依賴性,且其持續(xù)時間長達(dá)4 h;同時丁酸組的血 管加壓素濃度也顯著增加,且在15 min～2 h內(nèi),44 g 劑量組血漿中血管加壓素的濃度顯著高于22 g劑 量組(P<0.05)。這說明丁酸可能有助于提高肝的生 酮作用。
3.2丁酸鈉應(yīng)用的注意事項
目前,丁酸鈉在動物生產(chǎn)上的應(yīng)用方式主要是在 動物飼料中添加丁酸鈉產(chǎn)品(丁壯素、佳寶育、腸益 健)。Nollet等(2005)注意到,動物飼糧中添加500 mg/kg 丁酸鈉就可顯著提高雞生產(chǎn)性能,可見丁酸鈉具有極 高的效率。但對于其添加劑量應(yīng)視動物種類、年齡、生 理狀況、飼養(yǎng)環(huán)境和飼養(yǎng)管理方式等不同而有所差 異。如果添加量不足則無法體現(xiàn)其效果達(dá)不到生產(chǎn)要 求。不同的研究中丁酸鈉的添加劑量差異較大,丁酸鈉 在肉雞和蛋雞飼糧中的添加劑量為500～2 000 mg/kg (Nollet等,2005;Hu等,2007),而在豬飼糧中的添加 劑量為0.1%~0.17%(郭小華等,2005;Galfi等,1990)。 丁酸鈉在動物飼糧中的添加劑量不同可能與丁酸鈉 產(chǎn)品性狀、腸道微生物發(fā)酵產(chǎn)生的SCFA,尤其是丁酸 的含量、畜禽品種有關(guān),但其適宜添加劑量還有待于 大量的試驗研究來確定。
4結(jié)語
丁酸鈉作為一種新型的飼料添加劑因其獨特的 營養(yǎng)生理特性而日益成為最具潛力的動物保健品和 抗生素替代品。然而,丁酸鈉的研究歷史還很短暫,且 在畜禽上應(yīng)用的報道還較少,尚有許多問題沒有被認(rèn) 知。因此丁酸鈉未來在動物營養(yǎng)上的研究發(fā)展方向應(yīng) 是:①針對丁酸鈉在豬、雞和反芻動物等畜禽上的應(yīng) 用進(jìn)行系統(tǒng)研究,了解其對動物營養(yǎng)生理、腸道微生 態(tài)、免疫機(jī)能等的影響;②對丁酸鈉影響動物腸道菌 群、營養(yǎng)物質(zhì)代謝和免疫機(jī)能的確切機(jī)制作進(jìn)一步研 究,為丁酸鈉的合理應(yīng)用提供依據(jù);③進(jìn)一步進(jìn)行大 規(guī)模試驗,以確定不同純度丁酸鈉產(chǎn)品在不同動物飼 料中的適宜添加劑量,為在飼料工業(yè)中合理使用丁酸 鈉提供參考。
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