丁酸钠及其在断奶仔猪腹泻中的应用研究进展

2015-01-25

猪业科学 2015年6期

关键词：隐窝丁酸绒毛

(山东省滨州畜牧兽医研究院，山东滨州 256600)

庄金秋，梅建国，姚春阳，莫玲，李峰

(山东省滨州畜牧兽医研究院，山东滨州 256600)

丁酸钠作为有机酸制剂的一种，以其绿色环保、使用安全、可部分替代抗生素等特点引起了养殖者的极大关注。文内概述了丁酸钠在断奶仔猪腹泻中的应用研究进展，以期为广大养殖业主和兽医临床科技工作者更好地防治仔猪腹泻疾病提供参考。

丁酸钠；断奶仔猪；腹泻；研究进展

丁酸钠（sodium butyrate）是正丁酸的钠盐，一般呈白色，为似绒毛状的、可吸湿性的粉末，具有特殊的奶酪酸败样气味，易溶于水，水溶液pH呈碱性。丁酸钠在动物体内分解为丁酸根离子（C4H7O2

-）和钠离子（Na+）。丁酸根离子最终代谢产物为酮体和二氧化碳（CO2），为肠黏膜细胞提供约75%的能量。丁酸钠流动性较好，易与其他饲料混合，而且不会改变饲料的pH，无污染、无有害残留，已成为当今倍受关注的抗生素替代品之一。笔者概述了丁酸钠在断奶仔猪腹泻中的应用研究进展，以期为广大养殖业主和兽医临床科技工作者更好地防治仔猪腹泻疾病提供参考。

1 调节胃肠道菌群平衡

丁酸是一种短链脂肪酸和有机酸，它的活性成分丁酸有水、脂两亲的特性，它在pH为4～6时，不易分解，而且可透过革兰氏阳性菌和阴性菌细胞膜。因此，丁酸可以使动物摄食后避过胃液的酸性环境，在盲肠和结肠中发挥作用。丁酸进入细菌细胞内可分解为丁酸根离子和氢离子（H+），随着细胞内H+浓度的提升，对H+耐受性差的有害菌（沙门氏菌、大肠杆菌和梭状芽孢杆菌等）大量消亡，而抗酸性的有益菌（乳酸杆菌等）则得以存活，并且大量繁殖，从而可有效调节胃肠道有益菌和有害菌之间的平衡，使整个肠道趋于健康状态，减少动物腹泻。Galfi等[1]（1990）研究显示，在断奶仔猪日粮中添加0.17%丁酸钠，可高效抑制大肠杆菌滋生，促进乳酸杆菌生长，尤其对盲肠菌群作用更加明显。郭小华等[2]（2005）的研究也表明，在断奶仔猪日粮中添加0.1%的丁酸钠，可以在一定程度上改善胃肠道微生物菌群的环境，增加肠道乳酸杆菌的数量，降低肠道致病性大肠杆菌的数量。

2 改善消化道形态结构

小肠的绒毛长度、隐窝深度、黏膜厚度及绒毛表面积是衡量小肠消化吸收功能的重要指标。刚断奶的仔猪消化道不完善，小肠上皮细胞绒毛较短，隐窝未成熟，并且面临绒毛损伤的问题，从而导致消化酶的分泌显著降低，用于吸收营养物质的面积也损失巨大，吸收日粮营养的能力非常弱。如果营养物质不能够在小肠被吸收，它们将流入大肠，大肠内的有害菌或病原菌却可以有效地利用这些营养物质，从而使它们得以迅速繁殖，破坏作用将更大。而受损绒毛膜的完整修复将需要额外消耗40%～50%的有效能，这样将使仔猪的增重和饲料转化效率降低。丁酸钠是提高肠绒毛增殖和隐窝增深的激活剂，它可以通过更新中间细胞而刺激受损绒毛膜的修复。对于断奶仔猪，丁酸钠可促进其绒毛膜的生长，使其绒毛长度增长30%，从而提高其消化吸收营养物质的能力，抑制病原菌的生长。它也可以促进胃肠道细胞的增殖和成熟，促进肠绒毛增殖，降低仔猪小肠隐窝深度，提高绒毛高度与隐窝深度的比值，从而提高其消化吸收营养物质的能力。Buddle等[3]（1992）认为，肠道绒毛上皮细胞主要发挥吸收功能，隐窝上皮细胞主要发挥分泌功能，肠道净吸收取决于绒毛高度与隐窝深度比值的高低（VH/CD）；对于断奶仔猪，丁酸钠有降低动物小肠隐窝深度，提高绒毛高度与隐窝深度的比值，降低绒毛宽度的作用，从而提高其消化吸收营养物质的能力。王继凤等[4]（2005）研究发现，在仔猪日粮中添加1 g/kg丁酸钠，空肠和回肠绒毛高度可提高10.2%～34.0%，绒毛高度与隐窝深度比值提高21.4%～28.6%，电镜下观察空肠和回肠黏膜结构完整，层次清晰，肠绒毛排列整齐，柱状细胞结构清晰，绒毛粗壮。罗海祥[5]（2006）在断奶仔猪日粮中添加0.1%丁酸钠，断奶后7 d屠宰观察，结果发现，与对照组相比，添加丁酸钠组的十二指肠隐窝深度和绒毛宽度，分别显著降低42.12%和20.42%（P＜0.05），回肠的隐窝深度和绒毛宽度分别显著降低36.12%和16.06%（P＜0.05），而绒毛高度无显著变化（P＞0.05）。钟翔等[6]（2009）认为，日粮中添加丁酸钠能改善断奶仔猪肠道黏膜形态结构，促进消化器官的生长发育，从而提高生产性能。

3 促进动物消化能力，降低仔猪腹泻发生率

丁酸是肠细胞偏爱的能量，丁酸钠在肠腔内吸收，通过氧化可快速为肠道上皮细胞提供能量来源。丁酸钠作为一种酸化剂，可以降低胃肠道pH，激活胃蛋白酶原和提高消化酶活性，促进胃肠道杯状细胞增殖和成熟，维持小肠黏膜上皮细胞结构完整，促进小肠消化吸收，从而提高采食量、饲料报酬和日增重，降低仔猪腹泻率。Martin等[7]（2004）报道，在断奶仔猪日粮中添加0.1%丁酸钠可以提高仔猪健康水平，提高断奶仔猪日增重，减少腹泻发生率，降低仔猪的药物治疗费用。Manzanilla等[8]（2006）给早期断奶仔猪日粮添加0.3%丁酸钠可降低腹泻率。丁斌鹰等[9]（2007）等在断奶仔猪日粮中添加1%和2%的丁酸钠，均有改善仔猪生长性能的趋势，降低断奶仔猪的腹泻发生率。试验全程14 d，1%丁酸钠组腹泻率降低33.89%（P＞0.05）；2%丁酸钠组腹泻率降低76.25%（P＜0.05）。吴胜莲等[10]（2010）在断奶仔猪基础日粮中添加0.05%和0.1%的丁酸钠，结果发现，与对照组相比，腹泻率分别下降69.4%（P＜0.05）和75.0%（P＜0.05）；腹泻指数分别下降68.9%（P＜0.05）和73.3%（P＜0.05）；每头仔猪毛利收入分别提高15.39%和33.1%。由此表明，丁酸钠对断奶仔猪防止腹泻及降低腹泻指数有显著效果。

4 提高机体免疫水平，增强仔猪对疾病的抵抗力

肠道黏膜屏障包括机械屏障、免疫学屏障、分子筛、化学屏障和生物屏障。肠道黏膜免疫是机体防止感染的第一道防线。丁酸钠作为肠道上皮细胞快速有效的能源，能促进肠道黏膜的修复、生长、发育与成熟，构建健康的肠道黏膜屏障，提高免疫力和抗病力，减少腹泻的发生，为猪病防治提供新的思路。王继凤等（2005）在断奶乳猪料中加入0.1%丁酸钠，结果表明，丁酸钠组肠上皮细胞内淋巴细胞和肥大细胞的数量均明显优于对照组。丁酸钠可使仔猪空肠和结肠的黏膜上皮结构的完整性，杯状细胞呈高脚杯状，散在于柱状细胞之间，细胞数量比抗生素组提高1.4～1.7倍，从而提高肠黏膜免疫水平，促进断奶仔猪消化吸收能力，并优于抗生素。章亮等[11]（2006）研究表明，添加丁酸钠，可使空肠上皮内淋巴细胞数量提高29.3%，杯状细胞数量提高1.3～2.2倍。上皮内淋巴细胞不仅在肠道黏膜中起重要的免疫屏障作用，对上皮细胞的更新、生长及分化也有很重要的作用；杯状细胞分泌的黏蛋白和柱状细胞分泌的复合糖蛋白是肠道黏膜上皮细胞表面的细胞衣，是潜在致病原的重要物理屏障，其数量的增加表明丁酸钠提高了断奶仔猪肠道细胞的免疫活性，增强了肠道黏膜的屏障功能。另外，卢玉发等[12]（2008）研究表明，日粮中添加丁酸钠可以显著提高断奶仔猪血清中IgG的浓度。游金明等[13]（2010）报道，在断奶仔猪日粮中添加不同剂量的丁酸钠和甘露寡糖（MOS），结果表明，添加不同水平和组合的丁酸钠和甘露寡糖后，注射卵清白蛋白（OVA）第7天，仔猪血清OVA抗体水平有不同程度的提高。李丹丹等[14]（2012）研究发现，丁酸钠可以促进断奶仔猪免疫系统的发育，提高免疫球蛋白和补体含量，有效刺激机体分泌IgA+细胞，从而提高断奶仔猪的免疫功能，提高仔猪的存活率。

5 作为新型的饲料添加剂，提高动物的生长性能

丁酸钠的特殊气味对仔猪具有很强的诱食性，可作为诱食剂，且已日益成为动物保健品和抗生素的替代品。丁酸钠添加于各种饲料以提高断奶仔猪日增重、采食量、饲料转化率、从而获得较好的整体生产性能、减少断奶后所产生的一系列问题，并缩短达到屠宰体重的日龄，提高经济效益。丁酸钠流动性较好，易与其他饲料混合，而且不改变饲料的pH，但必须注意，动物口腔黏膜细柔，感受能力强，若用低质粗糙的化工级丁酸钠作为诱食剂，会引起动物黏膜灼伤，从而导致采食量下降、甚至拒食，因此配制日粮时一定要严格控制丁酸钠原料质量。Galfi等（2001）、Piva等（2002）、安东亚（2007）、卢玉发等[12]（2008）的研究充分表明丁酸钠可以增加仔猪采食量、提高日增重及改善饲料转化率，具有明显促进仔猪生长的作用。郭小华等（2005）在断奶仔猪日粮中添加0.1%的丁酸钠，结果发现，日粮中添加丁酸钠可以提高营养物质的表观消化率，蛋白质、能量、钙和磷消化率分别提高3.15%、4.50%、8.78%和5.35%。消化率的提高能防止因消化不良而导致的腹泻。

包膜技术的应用使丁酸在胃肠道中得到稀释，从而达到调节回盲肠微生物、营养肠道的目的。孔祥书等（2009）、陈国顺等[15]（2011）、徐振飞等[16]（2011）研究发现，在断奶仔猪日粮中添加不同剂型的丁酸，能显著降低仔猪的腹泻率，改善料重比，提高生产性能。王志刚等[17]（2013）饲粮中添加微囊丁酸钠不仅可以提高断奶仔猪的平均日采食量和平均日增重，降低料重比及缓解腹泻情况，而且还可以提高仔猪的净利润，提高养殖经济效益。田丹等[18]（2014）试验中使用微囊丁酸钠CM3000后，试验组仔猪试验期间未出现腹泻情况，粪便成形度好，而对照组试验期间陆续有仔猪发生腹泻。罗海祥等（2006）也有类似的研究结果：在断奶仔猪玉米-豆粕型基础日粮中添加0.1%丁酸钠，可提高猪的绒毛高度与隐窝深度的比值，从而改善猪的消化吸收功能，可显著降低断奶后1周的腹泻发生率（P＜0.05），比对照组降低40.99%，同时可以提高仔猪日增长量。

6 小结

断奶仔猪从产房转入保育舍阶段，常常会发生严重的腹泻。除病原菌感染引起的腹泻外，断奶应激也会引起仔猪腹泻。断奶时，仔猪消化系统和免疫系统发育不完全，易受各种病原微生物的侵袭，同时仔猪日粮由母乳转换为固体饲料，对仔猪有较大的应激，使得小肠绒毛萎缩、隐窝深度增加，消化酶活性降低，严重影响了小肠吸收、分泌和渗出等功能，大大降低了饲料的消化利用率，这可能是引起仔猪生长受阻，产生腹泻等现象的重要原因。大量研究表明，在饲料中添加丁酸钠能在不同程度上提高仔猪的免疫力，提高饲料转化率，改善生长性能，增强机体免疫力和调整肠道菌群平衡等作用。近年来，对于饲料的使用要求越来越严格，饲料既要对猪的生产有优势又要避免饲料对猪的抗药性。丁酸钠作为饲料添加剂，具有绿色无污染、可部分替代抗生素、在体内吸收迅速及参与代谢等诸多优点，在养猪生产中也已表现出其良好的应用效果。然而丁酸钠在猪体内的作用机制、影响因素、不同阶段猪的适宜添加量等问题仍需进一步研究，从而充分发挥丁酸钠在饲料添加剂中的作用，促进养猪业的持续健康发展。

[1] Galfi P，Bokori J. Feeding trial in pigs with a diet containing sodium butyrate[J]. Acta Vet Hung，1990，38（1）：3-17.

[2] 郭小华，朴香淑，闫学军，等.丁酸钠对断奶仔猪消化率的影响[J].饲料广角，2005（12）：41.

[3] Buddle J R，Bolton J R. The path physiology of diarrhea in pigs[J].Pig News Inf，1992，13：41-45.

[4] 王继凤，陈耀星，王子旭，等.丁酸钠对断奶仔猪小肠黏膜形态结构的影响[J].中国兽医科技，2005，35（4）：298-301.

[5] 罗海祥.丁酸钠对断奶仔猪生长性能和小肠形态的影响[J]. 畜禽业，2006（7）：14-16.

[6] 钟翔，陈莎莎，李伟，等. 丁酸钠对断奶仔猪生产性能和肠道形态的影响[J]. 饲料研究，2009（10）：19-22.

[7] Martin Enderink，Qi Zhang. Sodium butyrate：micro -supplement with macro-benefits[J]. Asian Pork，2004（9）：40-41.

[8] Manzanilla E G，Nofrarias M，Anguita M，et al. Effects of butyrate，avilamycin and a plant extract combination on the intestinal equilibrium of early-weaned pigs[J]. Journal of Animal Science，2006，84：2743-2751.

[9] 丁斌鹰，韩祥东，胡麟. 丁酸钠及其配伍在断奶仔猪中的应用效果[J].饲料工业，2007，28（20）：4-6.

[10] 吴胜莲，周映华，何万兵，等. 丁酸钠对断奶仔猪生产性能的影响[J].饲料工业，2010，31（7）：43- 44.

[11] 章亮，罗云，周斌华.丁壮素的特点及其作用[J].饲料广角，2006（10）：47-48.

[12] 卢玉发，梁世忠，谢邦瑞. 丁酸钠对断奶仔猪生长性能及血清生化指标的影响[J].黑龙江畜牧兽医，2008（7）：42-43.

[13] 游金明，付建福，王自蕊，等.丁酸钠和甘露寡糖对断奶仔猪生长性能和免疫功能的影响[J].动物营养学报，2010，22（2）：346-351.

[14] 李丹丹，冯国强，钮海华，等.丁酸钠对断奶仔猪生长性能及免疫功能的影响[J]. 动物营养学报，2012，24（2）：307-313.

[15] 陈国顺，徐振飞，赵芳芳，等. 包膜丁酸钠对断奶仔猪生长性能和肠道消化酶活性的影响[J]. 国外畜牧学（猪与禽），2011，31（2）： 65-67.

[16] 徐振飞，陈国顺，徐长辉.不同剂型丁酸钠对断奶仔猪生长性能和血清指标的影响[J].湖南农业科学，2011（15）：162-164，168.

[17] 王志刚，章利丰，侯嘉，等. 微囊丁酸钠对保育猪生长性能的影响[J].中国饲料，2013（22）：29-31.

[18] 田丹，潘向阳，胡可忠，等. 微囊丁酸钠对保育猪生长性能的影响[J].养殖与饲料，2014（11）：27-29.

2015-04-10）

山东省现代农业产业技术体系生猪产业创新团队项目（SDAIT-06-022-15）