服務(wù)熱線：0592-3923906
技術(shù)資訊
Technical Information新奧公司技術(shù)部
丁酸鈉在陸生動物上的研究進(jìn)展已經(jīng)廣為普及，也因為全球抗生素濫用所造成的抗藥性，歐盟決定于2006年禁止用抗生素作為所謂的“生長促進(jìn)劑”添加到飼料中。在尋找抗生素替代品的過程中丁酸鈉由于具有廣泛的生物調(diào)節(jié)作用而逐漸引起人們的關(guān)注。許多科學(xué)研究報告已證實丁酸鈉在陸生動物具有以下的作用, 例如抑制人類結(jié)腸粘膜發(fā)炎及癌癥生成； 改善禽類的蛋殼品質(zhì)及減少肉雞下??；增長增生豬腸道絨毛、使腸壁變豐厚；及刺激犢牛瘤胃肌層及突觸的生長。至于丁酸鈉在魚類上的應(yīng)用，可從以下的試驗得到驗證。
（1）丁酸鈉對羅非魚生長、血液參數(shù)及免疫反應(yīng)的影響（Ahmed H. A., 2015）
1）試驗設(shè)計
選擇健康狀況良好的羅非魚200條，隨機(jī)分成兩個處理組，每個處理組各100條。對照組飼喂基礎(chǔ)日糧，丁酸鈉組飼喂基礎(chǔ)日糧添加0.03%丁酸鈉，基礎(chǔ)日糧含有蛋白質(zhì)24.7%，總能3896千卡/公斤。羅非魚的喂食量以每日3%魚體重量喂食；每日分兩餐。
2）試驗結(jié)果
表1 丁酸鈉對羅非魚的生長表現(xiàn)
| 對照組 | 丁酸鈉組 | |
| 初重 (克) | 16.7 | 16.8 |
| 末重 (克) | 100.4 | 112.1 |
| 增重 (克) | 83.7 | 95.3 |
| 生長速度, % | 1.08 | 1.14 |
| 采食量 (克) | 165.75 | 175.54 |
| 料肉比 | 1.98 | 1.84 |
| 蛋白合成效率 | 2.06 | 2.21 |
| 魚體增加長度 (公分) | 2.7 | 3.5 |
| 存活率, % | 92.25 | 95.12 |
表2 丁酸鈉對羅非魚肉品質(zhì)的影響
| % | 對照組 | 丁酸鈉組 |
| 水分 | 73.7 | 72.3 |
| 干物質(zhì) | 26.3 | 27.7 |
| 蛋白質(zhì) | 62.3 | 66.5 |
| 脂肪 | 21.9 | 19.6 |
| 灰分 | 15.8 | 13.9 |
表3 丁酸鈉對羅非魚血清蛋白、血葡萄糖及肝指數(shù)的影響
| 對照組 | 丁酸鈉組 | |
| 血液總蛋白 (mg/dL) | 3.92b | 4.56a |
| 血液白蛋白 (mg/dL) | 2.87a | 3.02a |
| 血液球蛋白 (mg/dL) | 1.05c | 1.54ab |
| 血液葡萄糖 (mg/dL) | 86.75b | 97.50a |
| 腸道葡萄糖吸收 % | 27.25b | 44.0a |
| GPT (mg/dL) | 38.3a | 32.6b |
| GOT (mg/dL) | 106.0a | 90.4b |
| ALP (mg/dL) | 73.82a | 57.18b |
注：肩字母不同表示差異顯著（P〈0.05）
（2） 丁酸鈉對美洲鰻鱺采食、生長性能及抗氧化能力的影響（Zhang S,2011）
1）試驗設(shè)計
選擇健康狀況良好的美洲鰻鱺600條，隨機(jī)分成三個處理組，每個處理組設(shè)2個重復(fù)，每個重復(fù)各100條。對照組飼喂基礎(chǔ)日糧，丁酸鈉1組飼喂基礎(chǔ)日糧添加0.05%丁酸鈉，丁酸鈉2組飼喂基礎(chǔ)日糧添加0.1%丁酸鈉。試驗預(yù)飼期20天，正式期6周。
2）試驗結(jié)果
表4 丁酸鈉對美洲鰻鱺生長情況的影響
| 處理組 | 初重 (克) | 增重率 % | 采食率 % | 飼料系數(shù) | 存活率 % |
| 對照組 | 57.70 | 7.55 | 1.62 | 3.76 | 99.5 |
| 丁酸鈉1組 | 58.07 | 7.71 | 1.62 | 3.49 | 100 |
| 丁酸鈉2組 | 57.73 | 10.36 | 1.62 | 2.78 | 100 |
表5 丁酸鈉對美洲鰻鱺肝臟健康情況的影響
| 處理組 | 肝總抗氧化能力(U/mg) | 肝過氧化氫酶活力(U/mg) | 丙二醛(nmole/mg) |
| 對照組 | 2.45 | 20.29 | 5.17 |
| 丁酸鈉1組 | 2.63 | 18.75 | 5.02 |
| 丁酸鈉2組 | 3.07 | 23.36 | 4.37 |
（3）丁酸鈉對淡水魚生長表現(xiàn)及腸道粘膜結(jié)構(gòu)的影響（Wang et. Al., 2008）
1）試驗設(shè)計
選擇健康狀況良好的鯉魚360條，隨機(jī)分成四個處理組，每個處理組設(shè)3個重復(fù)，每個重復(fù)各30條。對照組飼喂基礎(chǔ)日糧，另外三個試驗組分別在基礎(chǔ)日糧中添加0.05%、0.1%、0.15%的丁酸鈉。飼料期60天，每日投餌2次，喂食量為魚體重的3-4%。
2）試驗結(jié)果
表6 丁酸鈉對鯉魚生長情況的影響
| 對照組 | 丁酸鈉組（克/噸） | |||
| 500 | 1000 | 1500 | ||
| 初重 (克) | 43.21 | 42.77 | 43.03 | 45.36 |
| 末重 (克) | 128.67 | 130.33 | 132.37 | 132.70 |
| 平均增重 (克) | 85.5 | 87.6 | 89.3 | 89.3 |
| 料肉比 | 1.95 | 1.91 | 1.87 | 1.87 |
| 魚蛋白合成 % | 202.66 | 207.67 | 211.86 | 211.88 |
表7 丁酸鈉對鯉魚腸道粘膜結(jié)構(gòu)的影響
| 對照組 | 丁酸鈉組（克/噸） | |||
| 500 | 1000 | 1500 | ||
| 絨毛高度 (μm) | 627.89a | 657.11b | 683.67c | 765.44e |
| 絨毛寬度 (μm) | 110.97a | 128.68bd | 136.66cd | 153.39e |
注：肩字母不同表示差異顯著（P〈0.05）
圖1 丁酸鈉增長鯉魚腸絨毛長度
Nuez-Ortin 2011也指出包被丁酸鈉對鯰魚(P. hypohthalmus)生長有非常優(yōu)異的表現(xiàn)，如下表。
| 對照 | 增重 (克) | 生長速度 | 料肉比 | 蛋白生成比例(%/天) |
| 37.56a | 3.34a | 1.65a | 1.34a | |
| 0.05%包被丁酸鈉 | 50.68b | 4.32b | 1.39b | 1.81b |
注：肩字母不同表示差異顯著（P〈0.05）
在維護(hù)腸道健康方面, 丁酸鹽能抑制陸生動物腸道發(fā)炎。當(dāng)細(xì)菌入侵時，單核球/巨噬細(xì)胞產(chǎn)生大量促進(jìn)發(fā)炎的細(xì)胞激素(cytokine)如IL-12 (白細(xì)胞介素； interleukin 12)及少量IL-10。IL-12 刺激T細(xì)胞生成γ干擾素(interferon-γ)，腫瘤壞死因子(TNF，tumor necrosis factor)及IL-2 (白細(xì)胞介素IL-2)。全都會促使腸道發(fā)炎反應(yīng)。見圖2。
圖2
而丁酸會刺激單核球/巨噬細(xì)胞產(chǎn)生IL-10，IL-10反抑制IL-12生成，因此腸道發(fā)炎反應(yīng)被抑制。見圖3。
圖3
水產(chǎn)飼料配方中普遍使用魚粉及魚油來促進(jìn)魚蝦生長，但因這幾十年來全球魚粉魚油的短缺，迫使科學(xué)家尋找植物性蛋白原料以取代魚粉，如大豆等原料。但大豆有抗?fàn)I養(yǎng)因子的缺點 (如皂苷、過敏性蛋白等)，會造成鮭魚、烏頰海鯛、海鱸、鯉魚及養(yǎng)分消化率下降及腸炎。(Francis et. al. 2001; Baeverfjord and Krogdahl, 1996; Bonnyaratpalin et. al. 1998;Uran et. al. 2008; Bonaldo et. al. 2008)。魚類腸道發(fā)炎的癥狀包括黏膜組織高度營養(yǎng)化、發(fā)炎細(xì)胞滲透性的改變、 充血、腸道絨毛變短而影響吸收、營養(yǎng)消化率下降及對其他細(xì)菌性疾病抵抗減弱等。
所幸丁酸鹽也具有抑制水產(chǎn)動物腸道發(fā)炎的功效! Koppe于2009年指出鮭魚日糧中含25%萃取大豆會導(dǎo)致腸炎，而添加0.1%丁酸鈉可以有效抑制腸道發(fā)炎(soy enteritis)。2006年Owen等人以大豆?jié)饪s在鯰魚進(jìn)行過敏性試驗，日糧以魚粉為主或日糧以大豆?jié)饪s + 2公斤丁酸鈉為主，其結(jié)果表明兩組生長速度無統(tǒng)計學(xué)上的差異，表示丁酸鈉可彌補(bǔ)大豆?jié)饪s的缺點。 Jaume Perez-Sanchez及其團(tuán)隊與西班牙Instituto de Acuicultura de Torre la Sal(IATS-CSIC)學(xué)院和挪威University of Life Science用包被丁酸鈉在烏頰海鯛作對比實驗(設(shè)3個重復(fù)，90公升水槽，15幼魚/槽，試驗期9周)。烏頰海鯛幼魚(25克初重)。實驗主要探討是在以植物性蛋白為主的日糧中(內(nèi)含20%魚粉及35%魚油被混合植物油所取代)，添加丁酸鈉是否可減輕生長負(fù)面的影響及植物性引起的腸炎。生長結(jié)果表明，丁酸鈉明顯改善腸道健康及腸道指數(shù) (魚重/腸道長度)。
當(dāng)我們探討丁酸鹽抑制腸道發(fā)炎的機(jī)理，可分為3個方式：
（A）基因控制方式
1）丁酸鹽有助某種基因的修飾/改變/表達(dá)，使腸道更健康。2）丁酸鹽促進(jìn)腸道細(xì)胞分化基因的表現(xiàn)，而不是干狀細(xì)胞增生基因的表現(xiàn)。3）丁酸鹽經(jīng)由降低mRNA及蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)譯(transcript)，來降低增生細(xì)胞核內(nèi)抗原(proliferating cell nuclear antigen; PCNA)的表達(dá)。4) 丁酸鈉可在后腸道，經(jīng)由修飾DNA轉(zhuǎn)譯因子(transcription factors)來提供抗發(fā)炎因子。如此反饋控制發(fā)炎基因的表現(xiàn), 達(dá)到減輕腸道發(fā)炎。
（B）促進(jìn)某種蛋白質(zhì)的功能
丁酸鹽改善腸道屏障細(xì)菌入侵的功能(intestine barrier function)，促進(jìn)緊密結(jié)合(tight junction)的幾種成分基因的表達(dá)，如封閉蛋白(claudin)及緊密連結(jié)蛋白ZO-1(tight junction protein ZO-1)基因表達(dá)。
（C）丁酸鹽改變物質(zhì)的表達(dá)來控制基因
丁酸鹽也改變IL-7 (interleukin 7)，NOD1 (nucleotide-binding protein
oligomerization domain-containing protein 1)，VIM (vimentin),
MRC1(macrophage mannose receptor 1)，CCL20 (C-C motif chemokine
20)的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)抗發(fā)炎基因的表達(dá)。
另外，丁酸鈉在蝦類上也有很廣泛的應(yīng)用。丁酸可用以保護(hù)鹽水明蝦免受病原性弧菌感染（T. Defoirdt等人 2006）。在實驗室中丁酸可完全抑制明蝦弧菌LMG21363生長 (in vitro) 。
圖4
在明蝦體內(nèi)，丁酸可增加經(jīng)過弧菌感染兩天后的存活率 (in vivo)，見表8：
表8 丁酸對明蝦經(jīng)過弧菌感染兩天后的存活率的影響
| 處理組 | 存活（%） |
| 對照組 | 80 + 3 |
| LMG21363弧菌 | 12 + 2 |
| LMG21363弧菌 + 丁酸 (25 mM) | 48 + 2a |
| LMG21363弧菌 + 丁酸 (100 mM) | 50 + 5a |
總體而言, 丁酸鹽在魚類及蝦類上應(yīng)用的效果可歸納如下：
1）改善水產(chǎn)動物的生長表現(xiàn)及營養(yǎng)份消化率；
2）提高魚肉品質(zhì)；
3）促進(jìn)絨毛增長及修復(fù)；
4）抑制腸道發(fā)炎，減少過敏反應(yīng)；
5）提高機(jī)體免疫力；
6）促進(jìn)肝臟健康；
7）抑制弧菌；
8）提高飼料適口性。
相信有一天，丁酸鹽添加于水產(chǎn)飼料配方中不再只是一個新的議題或新的概念。就如同20年前丁酸鹽開始推廣應(yīng)用在畜禽上，到今天為止已被廣泛使用一樣。
