丁酸梭菌的特性及其在水产动物中的应用研究进展

梁丽潇， 叶金云， 李爱科， 王薇薇， 陈丽仙， 乔 琳

（1.湖州师范学院生命科学学院，浙江湖州 313000；2.国家粮食和物资储备局科学研究院粮食品质营养研究所，北京 100037）

近年来， 随着水产养殖集约化程度的不断提高，养殖水体不断恶化，大量抗生素和化学药物的不合理使用导致水产动物免疫力下降， 种质发生退化，对环境和疾病的抵抗力减弱，病害频发，并导致耐药性菌株的出现，此外，大量残留药物不仅影响水产品品质， 还会随着养殖废水的排放进入并污染周边环境， 进而引起食品安全和环境污染问题（艾春香，2018；徐亚飞等，2018）。 为此，农业农村部于2020 年7 月1 日起禁止饲料企业生产含促生长类药物添加剂的商品饲料， 饲用抗生素替代品成为人们关注的热点。 含有益生菌的微生态制剂由于其绿色环保、无残留、无毒副作用、作用范围广，可以改良水产动物的生长性能，改善饲料利用率，强化其免疫能力和对疾病的抵抗力，调节肠道菌群和改善肠道结构等优点， 逐渐成为饲用抗生素的替代品之一（Tran 等，2020；艾春香，2018；徐亚飞等，2018）。丁酸梭菌因其既可以形成芽孢， 又可以产生对肠道黏膜发育有益的丁酸等短链脂肪酸而成为继芽孢杆菌、 酵母菌和乳酸菌之后的新型饲用微生物的候选菌种 （Tran 等，2020；徐亚飞等，2018；赵敏孟等，2018；梁静等，2018）。 我国农业部已批准了该菌的生产与使用，并将丁酸梭菌写入《饲料添加剂品种目录（2013）》中（赵敏孟等，2018）。本文对丁酸梭菌作为饲用微生物添加剂方面的国内外研究进展进行综述。

1 丁酸梭菌的生物学特性

1.1 形态特征和生理生化特性 丁酸梭菌（Clostridium butyricum）又名为酪酸菌、丁酸梭状芽孢杆菌、丁酸菌，因其是由宫入近治博士最早发现并报告的，故又名宫入菌。丁酸梭菌形态一般是直杆状或者轻度弯曲，呈单个或成对的短链状，偶尔出现丝状菌体，菌体头尾钝圆，中间部分稍微膨大，在琼脂培养基上形成直径为1 ～3 mm 稍微突起白色或奶油色边缘不规则的圆形菌落， 丁酸梭菌是严格厌氧的革兰氏阳性芽孢杆菌， 初培养的菌革兰氏染色为阳性， 但是培养一段时间后的菌可变为阴性（Tran 等，2020；范晨薇，2020；易中华，2012）。 丁酸梭菌能够利用发酵单糖（葡萄糖）和二糖（果糖、蔗糖和乳糖）等碳水化合物产酸，但不可水解明胶，无法消化血清蛋白，可以产生淀粉酶对淀粉和糖类进行水解生成丁酸、乙酸和乳酸，以及少量的甲酸、丙酸（易中华，2012）。 丁酸梭菌分布广泛，对各种环境具有很强的适应能力，不管是在自然界的奶酪或天然酸奶， 还是人与动物的粪便或土壤中，均可存在，在温度25 ～37 ℃均能生长，生存pH 为4.0 ～9.8，菌体可以产生芽孢，抵抗不良环境（艾春香，2018；邱权等，2018）。

1.2 耐热性 丁酸梭菌因产生芽孢而具有耐热性，但是不同菌株的耐热能力有差异。 据报道，有些丁酸梭菌菌株在100 ℃的高温条件下， 可以存活5 min（庄志发等，1999），有些菌株在80 ℃处理30 min 可全部存活，90 ℃处理20 min 有90%以上的存活率（李洁等，2020）。单春乔等（2020）研究表明， 丁酸梭菌DL-01 的芽孢经过90 ℃处理30 min 几乎不失去活性，萌发率100%；经过95 ℃处理10 min，存活率95%；经过100 ℃处理10 min，存活率达90%。 然而，谢树贵（2007）的研究表明，丁酸梭菌B1的芽孢发酵液经过80 ℃处理30 min后，其存活率仅为6.48%。贾丽楠等（2017）将一株丁酸梭菌与玉米-豆粕型肉鸡基础饲料按一定比例混合均匀，采用水浴方式模拟饲料制粒温度，评估该株菌耐受饲料制粒的潜力，结果表明，含有丁酸梭菌的饲料经过85 ℃处理2.5 min 后的存活率为70.43%， 随着处理时间的延长存活率逐渐下降，由此说明，当本研究的丁酸梭菌菌株用于饲料的高温调制制粒时，如果调制时间较长，会使丁酸梭菌的活性显著下降， 从而影响其对动物的使用效果。 王腾浩（2006）将丁酸梭菌ZJU-F1 的芽孢发酵液置于不同温度水浴中处理15 min，评估该菌株的耐高温性能，结果表明，处理温度低于75℃时，其存活率能保持在84.23%以上，而当温度上升至80 ℃时存活率仅为27.41%，由此推测，生产丁酸梭菌ZJU-F1 的菌粉产品时， 不能采用温度过高的干燥方式，在进行饲料制粒加工时，温度也不要高于75 ℃。

1.3 耐药性 丁酸梭菌可以单独使用，亦可与抗生素合用， 不同菌株对抗生素的抗性和敏感性均不同。 如赵锦文等（2000）评价了一株药用丁酸梭菌的抗生素抗性，结果表明，该菌株对替硝唑、氯霉素、甲硝唑、林可霉素、头孢拉定、氨苄西林等抗生素敏感，对阿米卡星、庆大霉素和磺胺甲恶唑耐受。Isa 等（2016）评估了丁酸梭菌MIYAI RI588 和丁酸梭菌ATCC19398T 的抗生素抗性发现， 两者均对庆大霉素、卡那霉素、链霉素等氨基糖苷类抗生素具有抗性， 而对临床上其他重要的抗生素都非常敏感。 谢树贵（2007）研究表明，丁酸梭菌B1对氨苄青霉素、硫酸链霉素、红霉素、氯霉素敏感，对庆大霉素和卡那霉素具有抗性。 高文文等（2020）研究表明，丁酸梭菌C1-6 对青霉素、氯霉素、卡那霉素、庆大霉素、克林霉素具有抗性，对红霉素中度敏感，对氨苄西林、四环素、万古霉素、头孢呋辛敏感。 王腾浩（2006）研究表明，丁酸梭菌ZJU-F1 除对青霉素、红霉素、氧氟沙星和克林霉素呈中度敏感外，对大多数青霉素类、四环素类以及头孢类抗生素均具有敏感性， 而对大多数氨基糖苷类抗生素均具有抗性。由此可见，大多数丁酸梭菌菌株都对氨基糖苷类抗生素具有抗性， 临床应用时在评估菌株不存在耐药基因转移风险的情况下可以与这类抗生素同时使用。

1.4 耐酸性 丁酸梭菌可以耐受比较强的酸性环境，例如动物的胃肠环境（李洁等，2020；易中华，2012）。丁酸梭菌在pH 1.0 ～5.0 可以存活，最高和最低起始生长pH 分别为10.6 和4.6 （李雄彪等，2008），在pH 为3.0 的培养条件下存活率达90%以上（冉雪松等，2007）。高文文等（2020）研究表明，丁酸梭菌C1-6 在pH 为2 和3 的酸性条件下孵育3 h 后存活率分别为72.5%和91.8%。 孔青（2006）的研究表明，与乳杆菌、肠球菌、双歧杆菌相比，丁酸梭菌ZJUCB 对酸和胆汁盐更加耐受。

2 丁酸梭菌的生理功能

2.1 产生短链脂肪酸等酸性物质， 修复肠道黏膜， 降低肠道pH 丁酸梭菌可以通过在肠道内分解食物中不易消化的淀粉或多糖来产生短链脂肪酸（杨桂苹，1998）， 其中主要的代谢产物为丁酸，而丁酸是肠上皮细胞增殖与成熟的基础，能为肠道黏膜细胞提供能量， 为肠上皮组织细胞再生与修复提供主要营养素 （桂国弘等，2016）。 Ling等（2015）给抗生素引起腹泻的小鼠分别饲喂丁酸梭菌CGMCC0313-1 和婴儿双歧杆菌CGMCC0313-2 及其复合菌，考察两株益生菌对腹泻小鼠的影响，结果表明，两株益生菌均可以修复抗生素引起的小鼠结肠上皮细胞的肿胀和脱落， 其中复合菌的修复效果最好，丁酸梭菌CGMCC0313-1 的修复效果好于婴儿双歧杆菌CGMCC0313-2，这可能与丁酸梭菌代谢产生短链脂肪酸恢复了因抗生素引起的小鼠结肠短链脂肪酸组成的改变有关。 Zhang 等（2011）向肉鸡饲料中添加丁酸梭菌饲喂40 d 后，肉鸡盲肠的pH 显著下降，乙酸、丁酸、戊酸和总短链脂肪酸浓度显著升高，表明丁酸梭菌对肉鸡肠道健康有促进作用。 李玉鹏等（2017）考察了丁酸梭菌对断奶仔猪空肠和回肠中NOD 样受体蛋白、 封闭蛋白、 紧密连接蛋白的mRNA 表达水平的影响，结果表明，饲喂丁酸梭菌14 d 后，空肠上皮细胞的NOD 样受体蛋白、封闭蛋白、 紧密连接蛋白的mRNA 表达水平显著上升， 回肠上皮细胞的封闭蛋白和紧密连接蛋白的mRNA 表达水平显著上升， 表明丁酸梭菌可以刺激断奶仔猪肠道上皮细胞的繁殖， 改善肠道黏膜屏障功能。

2.2 抑制有害细菌的繁殖， 促进肠道菌群平衡丁酸梭菌与其他定植在肠黏膜上皮细胞的细菌之间可能会产生黏附位点的竞争， 或者产生短链脂肪酸直接杀死肠道致病菌 （Tran 等，2020； 邱权等，2018），从而阻碍肠道内有害菌的生长和增殖，促进益生菌数量的增加，改善肠道菌群平衡。 Gao等（2011）研究表明，丁酸梭菌MIYAIRI 588 可以通过产生脂磷壁酸抑制大肠杆菌O157：H7 在人结肠上皮细胞的黏附，但是对大肠杆菌O157：H7无抗菌活性。肖英平等（2017）发现，将丁酸梭菌添加到肉鸡的饲粮中可明显提高肉鸡盲肠中的类杆菌属、丁酸梭菌、别样杆菌等产短链脂肪酸菌群的丰度。 Yang 等 （2012） 研究表明， 丁酸梭菌HJCB998 可以抑制肉鸡盲肠中大肠杆菌、沙门氏杆菌、产气荚膜梭菌等致病菌的生长，促进乳酸杆菌和双歧杆菌浓度的增加。 李玉鹏等（2017）的研究表明， 丁酸梭菌可以显著提高断奶仔猪空肠和回肠中乳酸杆菌的数量， 降低回肠中大肠杆菌的数量。 Zhang 等（2018）把丁酸梭菌加入日粮中饲喂断奶仔猪28 d 后，仔猪粪便中巨型球菌数量显著增加，产乙酸菌和乙酸利用菌成为优势菌群，且粪便中的乙酸浓度显著下降。

2.3 合成多种消化酶和营养素，为机体提供营养物质 丁酸梭菌能在动物肠道内直接合成和分泌纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶和蛋白酶等消化酶，从而加速饲料中不可消化碳水化合物的分解， 同时产生叶酸、B 族维生素等营养素供动物利用，对机体有增强免疫力和提高营养素消化吸收水平的生理活性功能 （祖立闯等，2020； 邱权等，2018）。Howie 和Baker（1952）的研究可以证明这一点，研究者在猪的盲肠中分离到一株可以产生淀粉酶分解未经加工的土豆淀粉的丁酸梭菌， 并且在体外实验中证实该菌还可以产生B 族维生素， 随后，研究者分别给含有这种丁酸梭菌的猪饲喂含有未经加工土豆淀粉并且不含B 族维生素的饲料和含有经煮沸处理土豆淀粉并且不含B 族维生素的饲料，结果表明，食用未经加工土豆淀粉的饲料的猪因体内丁酸梭菌分解土豆淀粉并产生B 族维生素而可以正常生长， 但是食用经煮沸处理土豆淀粉的饲料的猪的体重和整体健康水平都明显下降， 原因为丁酸梭菌不能分解变性的土豆淀粉而无法产生B 族维生素导致猪营养不良。 此外，刘逸凡等（2019）从鸡肠道分离、筛选到一株高产胞外多糖的丁酸梭菌RO-07，对该菌产生的胞外多糖进行纯化后发现其在体外对羟基自由基和超氧阴离子有良好的清除效果， 表明丁酸梭菌可以通过产生胞外多糖提高机体的抗氧化能力。 由此可见，丁酸梭菌可以通过在动物体内产生消化酶、维生素、 胞外多糖等营养物质， 补充动物营养需求，进而提升动物的生长性能和抵抗力。

3 丁酸梭菌的发酵工艺研究

丁酸梭菌是严格厌氧菌， 进行高密度培养比较困难，适合厌氧发酵的生产设备不完善，导致丁酸梭菌的产业化水平不高。由表1 可以看出，无论是固态发酵还是液体发酵， 不同丁酸梭菌菌株的活菌数和芽孢数水平在108～109CFU/mL（g）。 有些情况下， 丁酸梭菌发酵达到最大活菌数的最适培养基和发酵条件与达到最大芽孢数的情况不同（蒋维勇，2019；邢宏观，2018），实际生产时要注意区分。 用于丁酸梭菌活菌或者芽孢增殖的营养需求并不复杂，采用单一碳源和氮源，再辅以常用的缓冲盐和无机盐即可， 其中培养基中加入CaCO3主要起到中和剂的作用， 维持发酵过程中培养基的pH 尽可能达到中性或者弱酸性 （蒋维勇，2019），MgSO4或者MnSO4具有刺激菌体形成芽孢的作用（亓秀晔等，2021；杜全能等，2021；邢宏观，2018）。 丁酸梭菌发酵的最适初始pH 基本维持在6.5 ～7.0，最适温度为30 ～37 ℃，由于丁酸梭菌发酵过程中产生大量酸性物质导致培养基pH 下降，进而对菌体的生长和芽孢的生成产生反馈抑制，因此，很多研究在采用发酵罐培养时常常会流加中和剂恒定发酵液的pH，减除酸性物质对菌体的反馈抑制 （邹孟琳等，2021； 杜全能等，2021；蒋维勇，2019；史祯晖，2018）。大多数针对丁酸梭菌发酵工艺的研究处于摇瓶阶段， 少数做到发酵罐水平， 最大规模为5 t 发酵罐 （史祯晖，2018），达到生产水平。

表1 丁酸梭菌的发酵工艺研究

4 丁酸梭菌在水产动物中的应用

4.1 提高水产动物的生长性能 丁酸梭菌可在水产动物肠道内分泌各种消化酶， 合成多种维生素等营养物质，从而促进水产动物的生长。在鱼的研究中， 黄灵 （2017） 向饲料中分别添加0.1%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的丁酸梭菌， 以考察不同浓度丁酸梭菌对珍珠龙胆石斑鱼幼鱼生长性能的影响，结果表明，当添加量高于0.2%时，幼鱼的末体重、增重率、特定生长率、肥满度显著增加，饲料系数显著降低， 其中以0.4%的添加量效果最好。何瑞鹏等（2017）向珍珠龙胆石斑鱼幼鱼的饲料中添加不同剂量的丁酸梭菌CBYG01（104、106、108CFU/g 基础日粮），活菌体和发酵液（106CFU/g 基础日粮），经比较研究后发现，当添加1×108CFU/g基础日粮活菌体时，幼鱼摄食后末体重、特定生长率、日摄食量和食物转化率均得到显著提升，肠道中胃蛋白酶、 胰蛋白酶和脂肪酶等消化酶的活性有效增强。随后，研究者进一步考察了含有丁酸梭菌CBYG01 的复合菌剂对珍珠龙胆石斑鱼幼鱼生长性能的影响，结果表明，将蜡样芽孢杆菌BC-01、 嗜酸乳杆菌LAG01 和丁酸梭菌CBG01 按1：1：1 的比例混合， 以3.0 ×106CFU/g 饲料的浓度添加到珍珠龙胆石斑鱼幼鱼饲料中，经过60 d 饲喂后，复合菌剂的添加可显著提高幼鱼的末体重、比生长速率、饲料转化率和表观消化率，显著增加幼鱼肠道胃蛋白酶、 胰蛋白酶和脂肪酶等消化酶活性， 从而提升珍珠龙胆石斑鱼幼鱼的生长性能（He 等，2017）。 Song 等（2006） 给鮸鱼（Miichthys miiuy）饲喂不同剂量的丁酸梭菌（103～109CFU/g基础日粮），结果表明，鮸鱼的生长性能与丁酸梭菌含量有关，与对照组相比，最佳剂量为109CFU/g基础日粮。在虾的研究中，吴伟等（2011）在日本沼虾饲料中添加1%或5%的丁酸梭菌，饲喂21 d 后发现， 日本沼虾的体长和体重的增加率都显著高于对照组。Duan 等（2017a）研究表明，在南美白对虾养殖中， 向日粮中添加不同浓度丁酸梭菌（0.25%、0.5%、1.0%）能够有效提高虾的的生长性能和体粗蛋白质含量并降低饲料系数， 提升肠道中的淀粉酶和蛋白酶的活性，但不影响虾在56 d饲养期的存活率。

4.2 抑制水产动物致病菌的生长 丁酸梭菌可以在水产动物肠道内与有害菌竞争黏附位点或者直接抑制有害菌的生长， 从而增强水产动物的抗感染能力（Gao 等，2013；宋增福等，2006）。张雪平等 （2001） 通过体外抑菌试验证实了丁酸梭菌LCL166 对大肠埃希菌、伤寒杆菌和痢疾杆菌都有良好的抑制作用。 宋增福等（2007）比较了丁酸梭菌C2、枯草芽孢杆菌和硫酸链霉素在体外对鱼类肠道致病菌迟缓爱德华氏菌、鳗弧菌、嗜水气单胞菌的抑制作用，结果表明，作用48 h 内丁酸梭菌C2 的抑制效果比硫酸链霉素强， 作用24 h 内丁酸梭菌C2 对鳗弧菌的抑制效果比枯草芽孢杆菌强。 Pan 等（2008）研究了丁酸梭菌CB2 在体外对鳗弧菌和嗜水气单胞菌的拮抗作用，结果表明，丁酸梭菌CB2 既可以直接抑制鳗弧菌和嗜水气单胞菌的生长， 又可以抑制鳗弧菌和嗜水气单胞菌在鮸鱼肠上皮细胞的吸附， 同时还对两种致病菌有共聚集作用。 Sumon 等（2018）从罗氏沼虾肠道中分离出一株丁酸梭菌和一株哈维氏弧菌， 评价了丁酸梭菌分别在体外和体内对哈维氏弧菌的抑制活性， 结果表明， 在体外试验中两种菌共培养12 h， 丁酸梭菌对哈维氏弧菌的生长有显著的抑制作用；在体内试验中，饲喂罗氏沼虾20 d 后，添加2.0×109CFU/g 饲料的丁酸梭菌组的哈维氏弧菌的活性得到显著抑制， 表明丁酸梭菌在体外和体内均可抑制哈维氏弧菌的生长。

4.3 提高水产动物的免疫活性 研究表明，丁酸梭菌可通过提高水产动物体内抗氧化酶的活性、非特异性免疫和特异性免疫相关指标， 从而提升其免疫能力。

在鱼类的研究中，Song 等（2006）向鮸鱼饲料中添加了不同剂量的丁酸梭菌（103、105、107、109CFU/g 基础日粮）后发现，当丁酸梭菌的添加剂量为109CFU/g 基础日粮时， 鮸鱼血清酚氧化酶（PO）活性和酸性磷酸酶（ACP）活性显著提高；当丁酸梭菌的添加剂量为107CFU/g 基础日粮时，血清中的溶菌酶（LZM）活性显著升高，只有丁酸梭菌的添加剂量达到109CFU/g 基础日粮时，体表黏液的溶菌酶（LZM）活性才会显著升高；当丁酸梭菌的添加剂量高于103CFU/g 基础日粮时，免疫球蛋白M（Ig M）含量就会显著增加。Sakai 等（1995）给虹鳟（Oncorhynchus mykiss）口服丁酸梭菌MIYAIRI 疫苗后，用鳗弧菌感染，考察虹鳟对鳗弧菌的抵抗能力，结果表明，口服丁酸梭菌48 h 后虹鳟血清、 肾脏和肝脏中的鳗弧菌数量显著少于对照组，口服丁酸梭菌10 d 后虹鳟肾脏吞噬细胞的活性显著提升，虹鳟的死亡率显著下降，表明丁酸梭菌MIYAIRI 有效提高了虹鳟对弧菌病的抵抗力。 Gao 等（2016）在银鲳（Pampus argen-teus）饲料中添加丁酸梭菌MIYAI RI588，饲喂30 d 和60 d 后， 银鲳血清的LZM 和超氧化物歧化酶（SOD）活性及IgM 含量均显著提高，表明丁酸梭菌MIYAI RI588 可以增强银鲳的免疫活性。 宋会仪（2007）的研究表明，在美国红鱼（Sciaenops ocellatus） 的饲料中添加109CFU/g 的丁酸梭菌，可使红鱼的血清和体表黏液中LZM、ACP 和PO等酶的活性得到提高， 吞噬细胞呼吸爆发活性显著增加，IgM 和补体C3 的含量提升， 表明丁酸梭菌既可以增强美国红鱼的非特异性免疫也可以增强特异性免疫功能。 黄灵（2017）向珍珠龙胆石斑鱼幼鱼饲料中添加0.4%的丁酸梭菌后，幼鱼血清中的溶菌酶、白蛋白、球蛋白和碱性磷酸酶活性显著提高，幼鱼的抗氧化酶活性显著增加，而丙二醛浓度显著下降， 表明丁酸梭菌可以提高珍珠龙胆石斑鱼幼鱼的非特异性免疫力和抗氧化能力；随后用哈维氏弧菌对珍珠龙胆石斑鱼幼鱼进行攻毒试验，结果表明，添加丁酸梭菌比例大于0.2%的试验组幼鱼累积死亡率显著降低， 表明丁酸梭菌有预防珍珠龙胆石斑鱼幼鱼感染哈维氏弧菌的功效。

在虾中的研究表明， 将2.0 ×107CFU/g 饲料的丁酸梭菌添加到斑节对虾饲料中， 饲喂56 d后，虾肠道中的SOD 和HSP70 基因、铁蛋白基因的表达水平显著提高， 虾对亚硝酸盐应激的抵抗能力得到加强（Duan 等，2019）；同一个研究团队又将丁酸梭菌加到日本囊对虾饲料中，饲喂56 d后，虾体内的氧自由基和丙二醛浓度下降，肠道中的过氧化氢酶和过氧化物酶活性提升，HSP70 基因、金属硫蛋白基因的表达水平显著提高，同时虾对高温的抵抗能力也得到提升 （Duan 等，2018、2017b）。 Duan 等（2017a）考察了不同添加剂量丁酸梭菌（0.25%、0.5%、1.0%）对南美白对虾免疫功能的影响，结果表明，在三个添加剂量下都显著提升的指标有总抗氧化活性、 溶菌酶活性、Toll 和Imd 基因表达水平； 对虾进行72 h 的氨胁迫后，总抗氧化活性、 溶菌酶活性、HSP70 和Toll 基因表达水平仍显著高于对照组， 表明丁酸梭菌增强了南美白对虾的肠道免疫活性和抵抗氨胁迫的能力。 刘梦等（2017）研究了蜡样芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌和丁酸梭菌及其复合菌对凡纳滨对虾血清非特异性免疫的影响， 结果表明，3 种益生菌及其复合菌均可提高虾的超氧化物歧化酶、溶菌酶、碱性磷酸酶和酸性磷酸酶等血清非特异性免疫指标，而且丁酸梭菌组的各项指标值均高于其他益生菌组。 Li 等（2019）用添加了1×108CFU/g或1×109CFU/g 饲料的丁酸梭菌CBG01 配合饲料饲喂凡纳滨对虾56 d 后， 虾血清中的碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、溶菌酶和一氧化氮合成酶活性显著升高， 血淋巴呼吸爆发活性显著增加，淋巴组织的Toll、Imd 和Relish 基因的表达活性上调，经副溶血性弧菌感染后，虾的累积死亡率显著降低，表明丁酸梭菌可以提高凡纳滨对虾的免疫活性和抗感染能力。

5 展望

丁酸梭菌因其既可以形成芽孢，又可以产生对肠道黏膜发育有益的丁酸等短链脂肪酸而成为继芽孢杆菌、 酵母菌和乳酸菌之后人们关注的新型饲用微生物的候选菌种， 可以说丁酸梭菌是一种集芽孢杆菌和乳酸菌的优势于一体的具有很大应用潜力的新型益生菌。 研究表明，丁酸梭菌对养殖动物尤其是水产动物具有有益功效，也具有替代饲用抗生素的潜力，然而丁酸梭菌作为饲用微生物添加剂在水产动物中广泛应用还存在如下问题：

5.1 生产工艺不成熟，产业化存在诸多限制因素丁酸梭菌属于严格厌氧菌，培养难度大，发酵技术和设备的不成熟限制了其高密度发酵工艺的开发。在实际生产中，丁酸梭菌达到高活菌数和高芽孢转化率所需条件往往不一致， 意味着产品的有效活菌含量和芽孢转化率不能同时达到最大产量， 这也是目前丁酸梭菌制剂生产工艺中所面临的一个瓶颈问题， 需对丁酸梭菌的活菌数与芽孢产率变化关系的动力学规律和影响因素进行深入研究，必要时对菌株进行诱变处理，以促进丁酸梭菌尽快实现产业化生产。

5.2 丁酸梭菌对水产动物的益生作用机制研究不够深入 目前比较明确的丁酸梭菌的作用机制主要是可以发酵碳水化合物产生丁酸等短链脂肪酸， 起到修复肠道黏膜细胞， 促进肠道健康的作用。 除此之外， 丁酸梭菌如何提升水产动物的生长性能、体内抑菌活性、抗氧化性能和免疫功能等作用机制仍然不是十分明确， 需要进行更深入更广泛的研究，而且水产动物涉及的物种比较多样，有必要扩大丁酸梭菌对更多物种的作用机制的探讨，有助于明确最终产品的应用范围。 其次，关于在水产养殖过程中丁酸梭菌对水质影响的研究较少，需要增加相关方面的试验研究。 再次，丁酸梭菌对不同水产动物的益生功效是具有菌株特异性的，因此，仍需做大量的菌株筛选和选育工作，以便获得针对不同水产动物不同应用环境具有显著益生功效的的优良菌株。最后，虽然已有研究探讨了丁酸梭菌与芽孢杆菌和乳酸菌复配后对水产动物的作用效果， 但是由于饲用微生态制剂在实际应用中，通常都会以复配的形式使用，故仍需加强丁酸梭菌与其他饲用微生物菌种或其他添加剂之间科学复配效果的研究， 并进行替代抗生素的有效性试验。