丁酸梭菌在断奶仔猪中的作用

王晓佳

（抚顺市农业特产学校，辽宁 抚顺 113123）

丁酸梭菌（Clostridium butyricum）是一种革兰氏阳性产芽孢的厌氧杆菌，因其可以产生大量丁酸而得名，1880年由Prazmowski首次从猪的肠道中分离出来，并被认为是环境、人体以及动物肠道中的共生菌群[1]。丁酸梭菌目前常被用作饲料添加剂，具有调节肠道菌群、产生营养物质、提高机体免疫力以及对多种饲用抗生素具有较强的耐受性等多种优良特性[2]。作为微生态制剂，丁酸梭菌还能大幅度降低伪膜性肠炎的发病率，对菌群失调引起的腹泻、抗生素相关性肠炎、便秘等有良好疗效，且无任何毒副作用[3]。因此在实现绿色仔猪养殖中具有良好的应用前景。

1 丁酸梭菌对断奶仔猪肠道环境和生理的作用

断奶仔猪由于胃肠道发育不健全，胃酸分泌不足，加上断奶应激的影响，极易造成仔猪养分吸收不好，腹泻加剧，甚至造成死亡。添加丁酸梭菌可以促进早期断奶仔猪肠道发育、改善胃酸分泌不足、提高机体免疫力[4]。丁酸梭菌是肠道内的有益菌，能够调节肠道菌群、促进肠道营养和免疫[5]。李玉鹏等研究饲粮添加丁酸梭菌可使仔猪空肠和回肠中乳酸杆菌数量显著提高，大肠杆菌数量显著降低[6]。刘韶娜等研究也表明，添加丁酸梭菌可使盲肠大肠杆菌数量降低，双歧杆菌和乳酸杆菌数量升高[7]。断奶仔猪饲粮添加丁酸梭菌可有效改善仔猪肠道菌群结构，从而提高饲料转化效率[8]。因为丁酸梭菌能分泌淀粉酶，淀粉酶水解淀粉生成的低聚糖能够被双歧杆菌和乳酸菌等有益菌利用，进而促进肠道有益菌繁殖，丁酸梭菌还能产生大量的有机酸—丁酸、醋酸和乳酸等，降低肠道pH，抑制致病菌生长[9]。

戴青等研究饲粮中添加0.05%～0.1%的丁酸梭菌，与抗生素组相比，不仅提高了饲料转化率，降低了腹泻率，还使肠道内乳酸菌、丁酸梭菌含量显著提高，肠道pH降低，大肠杆菌含量显著降低[10]。杨玲等用丁酸梭菌替代0、50%、100%的抗生素结果表明，100%替代组的沙门氏菌降低79.11%，50%替代组的产气荚膜菌降低94.29%。随时间推移，50%替代组及100%替代组的沙门氏菌、产气荚膜梭菌以及100%替代组的大肠杆菌持续下降[11]。这说明丁酸梭菌不仅能够调节肠道菌群，还可能部分或全部的替代某些抗生素。因为丁酸梭菌除了能够生成厌氧环境、降低肠道pH，还可以与肠道致病菌争夺定植位点，降低大肠杆菌等致病菌的黏附能力，并产生抑菌物质—丁酸梭菌素（主要是有机酸、蛋白质或者多肽类物质）抑制有害菌繁殖[12]，降低腹泻几率。

丁酸梭菌无毒且具有较强耐高温、低pH及胆汁能力，同时对猪肠道绒毛发育具有促进作用[13]。郑有秀等在基础饲粮中添加250、500、1 000和2 000 mg/kg丁酸梭菌，结果表明断奶仔猪的空肠绒毛高度较对照组分别提高了32.23%、35.71%、33.59%和47.36%，空肠绒毛高度/隐窝深度较对照组分别提高了47.24%、48.03%、19.69%和22.83%[14]。李海花等研究饲粮添加丁酸梭菌可显著提高空肠和回肠的绒毛高度/隐窝深度，显著降低血清中D-乳酸含量，促进仔猪肠道发育，激活仔猪肠黏膜信号通路，并促进其通路关键负反馈子的表达，提高紧密连接蛋白的表达，降低肠黏膜通透性，提高肠道屏障功能，并且对仔猪肠道屏障功能存在调节作用[15]。这说明饲粮中添加丁酸梭菌能够提高仔猪小肠屏障功能，进而促进仔猪生长[6]。王柳懿等在基础饲粮中添加丁酸梭菌激活了肠黏膜TLR2/4信号通路，使仔猪处于免疫激活状态，提升了仔猪免疫力[16]。因为丁酸梭菌是一种专性厌氧菌，其主要代谢产物丁酸是结肠上皮细胞的主要能量物质，能促进结肠上皮细胞增殖，增强肠道屏障功能[2]，有利于肠道发育。

综上所述，断奶仔猪饲粮中添加丁酸梭菌可以促进肠道有益菌生长，降低肠道pH，提高肠道屏障免疫，修复肠道生理功能，进而降低仔猪腹泻几率，提高营养物质消化，促进仔猪生长。

2 丁酸梭菌对断奶仔猪生长性能的作用

丁酸梭菌能提高仔猪的生长速度，降低仔猪的腹泻率，改善仔猪的生长性能[17]。李玉鹏等研究表明，饲粮添加丁酸梭菌能使仔猪平均日增重显著提高7.83%、料重比降低5.26%[6]。潘志乐等研究添加丁酸梭菌使断奶仔猪的日增重提高10.26%，料重比降低6.59%，腹泻率降低16.3%[18]。张秀江等研究添加丁酸梭菌可使仔猪日增重平均提高0.69%，采食量平均减少20.53%，饲料效率平均提高20.32%，仔猪腹泻率平均降低20.51%[19]。吴云鹏等研究添加丁酸梭菌能使仔猪日增重提高，料重比降低，仔猪腹泻率及腹泻指数均显著降低[20]。因为丁酸梭菌能产生淀粉酶、蛋白酶、糖苷酶、磷脂合成酶、纤维素酶等多种酶类，能够降解饲料中的抗营养因子，促进营养物质消化吸收，提高饲料消化率，还能够合成B族维生素、维生素C、维生素K、维生素E等多种维生素对机体有营养保健作用[21]。

饲粮中添加丁酸梭菌与添加抗生素组相比，仔猪日增重及料重比无显著差异。仔猪腹泻率及腹泻指数差异也不显著[20]，再次说明丁酸梭菌可能在一定程度上替代某些抗生素。耿正颖等研究用饲粮中添加不同浓度的丁酸梭菌1.0×108、1.0×109、5.0×109CFU/kg替代抗生素（75 mg/kg金霉素）对断奶仔猪平均日增重、平均日采食量和料重比均无显著影响，但是不同添加剂量丁酸梭菌的腹泻率随添加剂量的上升呈线性显著增加[22]。凌欣华等在饲粮中添加复合丁酸梭菌结果表明，低剂量组日增重比空白对照组提高3.58%，比抗生素组提高6.03%，高剂量组日增重比空白对照组增加28 g，提高5.18%，比抗生素组增加26 g，提高4.79%，高剂量组料重比比空白对照组降低3.08%，比抗生素组降低2.07%[23]。杨玲等用丁酸梭菌替代0、50%、100%的抗生素（金霉素75 mg/kg+杆菌肽锌40 mg/kg+吉他霉素50 mg/kg）结果表明，各组生长性能均无显著差异，但随着益生菌的替代比例加大，腹泻率呈线性下降（P=0.04），100%替代抗生素组其生长性能与抗生素组效果相当[11]。所以在规模化养猪生产中，可以用丁酸梭菌部分或者全部替代某些抗生素使用，且添加效果可能随着添加量的升高而更加理想。

综上所述，断奶仔猪饲粮中添加丁酸梭菌可以降低仔猪的腹泻率，改善仔猪的生长性能，并可以在一定程度上部分或全部替代某些抗生素，丁酸梭菌的使用效果可能会随着添加量的升高而更加明显。

3 丁酸梭菌对断奶仔猪免疫和抗氧化功能的作用

饲粮中添加丁酸梭菌能促进仔猪生长，提高其免疫功能。尹会方等研究断奶仔猪添加丁酸梭菌血清中超氧化物歧化酶提高8.9%，血清丙二醛浓度降低7.6%，血清中球蛋白浓度提高10.9%，白蛋白/球蛋白降低9.1%，血清免疫因子浓度升高[24]。刘婷婷等在断奶仔猪基础饲粮中添加500 mg/kg丁酸梭菌结果也表明血清超氧化物歧化酶活性显著升高，血清总抗氧化能力，溶菌酶活性、补体3（C3）水平和总抗氧化能力均显著升高[25]。郑有秀等研究添加丁酸梭菌可缓解仔猪断奶氧化应激，断奶仔猪血清总蛋白水平、血清白蛋白含量、血清过氧化氢酶含量和肝总抗氧化能力均有提高[26]。耿正颖等研究饲粮中添加丁酸梭菌可以显著提高断奶仔猪血清中谷胱甘肽过氧化物酶的含量和总抗氧化能力，提高血清中总超氧化物歧化酶含量，并且总超氧化物歧化酶水平随丁酸梭菌添加量的增加呈线性显著提高。随着丁酸梭菌添加量的增加仔猪血清免疫球蛋白G含量有上升的趋势，仔猪血清中肿瘤坏死因子-α降低，血清中的白细胞介素-4含量随丁酸梭菌添加量的增加呈线性显著提高，说明饲粮添加丁酸梭菌可以提高断奶仔猪抗氧化能力和免疫功能，有助于提高仔猪断奶阶段的健康水平和抗应激能力[25]。并且添加量越多，可能效果会越明显。邢帅等试验被大肠杆菌攻毒的仔猪添加0.05%丁酸梭菌可以使大肠杆菌攻毒后的仔猪乳酸脱氢酶和血糖迅速升高，肌酸激酶显著下降，再次说明丁酸梭菌对仔猪生产性能和抗应激能力有明显的促进作用[27]。丁酸梭菌可能是通过产生丁酸、抗菌肽和调节信号通路等调节基因表达发挥其免疫调节作用[28]。

综上所述，断奶仔猪饲粮中添加丁酸梭菌可以提高机体抗氧化功能和免疫力。

4 小结

丁酸梭菌是厌氧芽孢杆菌，对高温、高压以及胃肠道环境有较好的耐受性，又因为其具有调节肠道微生态平衡、产生消化酶和维生素等营养物质、提高机体免疫力、改善生产性能、安全无毒等作用，所以丁酸梭菌适合作为某些抗生素的替代品，在实现绿色无抗养殖中拥有良好的发展前景。