徐運杰， 劉以林， 陳學(xué)華，蘇雙良，全麗萍

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丁酸，屬飽和一元羧酸短鏈脂肪酸的一種，是酪酸梭菌的主要代謝產(chǎn)物，俗稱酪酸，含四個碳原子，具有揮發(fā)性。 分子式為 CH3（CH2）2COOH，沸點為162.5℃，熔點-4.7℃，有難聞的酸臭味。易溶于水，但易被鹽析，易溶于乙醇、丙二醇、乙醚、大多數(shù)揮發(fā)油和大部分有機溶劑；與低級醇生成的酯類具有水果的香味。丁酸味先辣后甜，有合成乳脂中短鏈脂肪酸的功能，丁酸鹽在動物體上皮組織中轉(zhuǎn)變?yōu)橥w，酮體是氧化不完全的丁酸產(chǎn)物，包括乙酰乙酸、β-羥丁酸和丙酮。β-羥丁酸能有效地用來合成乳脂。丁酸具有很高的能值，也有合成乳糖的功能。丁酸在肝臟中主要參與糖異生、酮體生成及甘油三酯合成等過程，提供能量從而間接促進肝細胞的生長發(fā)育，并以丁酸酯形式存在動物脂肪和植物油中。

1 丁酸的營養(yǎng)生理與藥理作用

1.1 改善應(yīng)激狀態(tài)下臟器功能 肝臟是身體內(nèi)以代謝功能為主的一個實質(zhì)性器官，并在身體里面扮演著去氧化、儲存肝糖、制造膽汁酸、分泌性蛋白質(zhì)的合成等角色。實際生產(chǎn)中，由于各種原因，如不合理用藥、通風(fēng)不良、霉菌毒素、母豬便秘、微量元素超標等都會對肝功能帶來損傷。羅千江等（2018）探究了丁酸鈉在預(yù)防內(nèi)毒素誘導(dǎo)的肝臟損傷中的作用及機制。方法是將40只C57bl/6雌性小鼠隨機分成丁酸鈉+內(nèi)毒素組、內(nèi)毒素組、丁酸鈉組、正常對照組各10只。結(jié)果表明，丁酸鈉使肝臟組織中炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-6 mRNA相對表達水平減少，肝臟病理損傷減輕，炎癥細胞浸潤明顯減少，肝臟細胞凋亡減少。由此可知，丁酸鈉可減輕內(nèi)毒素誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，在內(nèi)毒素誘導(dǎo)的肝臟損傷中起保護作用。洪健等（2017）用小鼠作為模型研究了丁酸對高脂誘導(dǎo)的肥胖的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，丁酸鈉能部分緩解由高脂引起的葡萄糖不耐受，并顯著降低血液中瘦素和胰島素的水平，顯著上調(diào)線粒體β-氧化和解耦聯(lián)相關(guān)的關(guān)鍵基因以及線粒體自身編碼的8個基因mRNA水平的表達，顯著升高肝葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白GLUT2和調(diào)控線粒體功能的關(guān)鍵蛋白PGC-1α的表達，試驗表明丁酸鈉可能通過增強肝線粒體功能緩解食源性小鼠肥胖。丁酸鈉還能夠減輕嚴重燙傷后肝臟水腫，增加肝臟血流量（唐富春等，2016），下調(diào)促炎因子的表達和上調(diào)抗炎因子的表達，保護內(nèi)毒素性肝損傷 （劉慶春等，2016）。李嬌龍等（2012）在日糧中添加0.1%三丁酸甘油酯后，發(fā)現(xiàn)能顯著緩解脂多糖（LPS）多次刺激造成的肝細胞和能量損失，與何進田等 （2016）和華春秀等（2017）的試驗結(jié)果類似。丁酸鈉對內(nèi)毒素血癥肝損傷具有保護作用的機制可能與下調(diào)Toll樣受體（TLR4）的表達有關(guān)。

腎是屬于泌尿系統(tǒng)的一部分，負責(zé)過濾血液中的雜質(zhì)、維持體液和電解質(zhì)的平衡，最后產(chǎn)生尿液經(jīng)尿道排出體外，同時也具備內(nèi)分泌的功能調(diào)節(jié)血壓。腎臟中特有的酶是甘油激酶和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶。唐富波等（2016）研究了丁酸鈉對嚴重燙傷大鼠腎血流量和微血管通透性的影響，結(jié)果表明，丁酸鈉能增加嚴重燙傷后腎血流量，降低腎微血管通透性和組織含水率，對嚴重燙傷大鼠的腎臟功能損傷有明顯的保護作用。同時研究發(fā)現(xiàn)，丁酸鈉在應(yīng)激狀態(tài)下具有小腸保護作用，其保護機制與清除氧自由基，減輕炎癥反應(yīng)和降低小腸血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）表達有關(guān)（唐富波等，2016）。丁酸鈉通過促進結(jié)腸組織輔助性T細胞1、輔助性T細胞2、輔助性T細胞等17類細胞因子平衡發(fā)揮促進結(jié)腸炎緩解的作用（林雪等，2016）。

1.2 改善宮內(nèi)發(fā)育遲緩仔豬臟器的發(fā)育 宮內(nèi)發(fā)育遲緩（IUGR）通常指動物在圍產(chǎn)期，由于受到各種因素的影響導(dǎo)致胎兒或其器官生長發(fā)育受阻，不僅會降低仔豬初生質(zhì)量和成活率，而且會阻礙其出生后的生長發(fā)育（Longo等，2014）。臨床生產(chǎn)上將出生體質(zhì)量低于正常體質(zhì)量的10%或平均初生質(zhì)量的2個標準差的新生兒定義為IUGR，也有將妊娠期短于正常周期（SGA）稱為IUGR。 IUGR在豬上的發(fā)生率高達20%，給豬生產(chǎn)帶來了巨大的損失（Wu等，2004）。研究表明，IUGR能顯著降低豬胰腺質(zhì)量，阻礙胰腺發(fā)育，原因可能與胎兒在母體子宮內(nèi)受到營養(yǎng)等因素的影響有關(guān)，胎兒為了維持機體重要組織器官（腦等）發(fā)育正常，選擇性地減少了如胰腺、肝臟等非重要組織器官的營養(yǎng)供給，從而阻礙其生長速率，進而造成體內(nèi)蛋白質(zhì)、脂肪和葡萄糖等代謝紊亂（石現(xiàn)瑞等，2005；El-shim 等，2002）。 何進田等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，IUGR組乳豬胰腺質(zhì)量顯著低于正常組，但在日糧中添加三丁酸甘油酯（TB）后胰腺質(zhì)量較IUGR組提高了31.03%，與正常體質(zhì)量組相比無顯著差異。原因可能是：（1）三丁酸甘油酯在膽汁和胰脂肪酶作用下分解為丁酸和甘油，丁酸能被腸道細胞快速吸收，能作為能源物質(zhì)為機體細胞供能，促進上皮組織發(fā)育，增強腸道黏膜的通透性，從而促進機體器官的生長發(fā)育；（2）丁酸對胰島素的釋放具有誘導(dǎo)作用，而胰島素通過與胰腺腺泡細胞上的特異性受體相結(jié)合，促進胰腺消化酶的生物合成，提高胰腺相關(guān)酶活力如脂肪酶和胰蛋白酶等酶的分泌。李嬌龍等（2012）研究發(fā)現(xiàn)TB能有效緩解脂多糖刺激引起的肉雞胰腺能量代謝。

1.3 改善動物腸道健康 小腸是單胃動物營養(yǎng)物質(zhì)最主要的消化吸收場所，食物在消化道內(nèi)水解產(chǎn)生的氨基酸、小肽、葡萄糖、脂肪酸和無機鹽等主要經(jīng)過小腸壁進行吸收并進入血液。完整的小腸上皮結(jié)構(gòu)是保證這一環(huán)節(jié)正常進行的前提，如果此部位受損，會導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)的流失和浪費，嚴重的還會導(dǎo)致動物發(fā)生腸炎等疾病。李虹瑾等（2017）研究了包膜丁酸鈉對斷奶仔豬腸道菌群及生長性能的影響，結(jié)果表明，仔豬基礎(chǔ)日糧中添加包膜丁酸鈉后，小腸絨毛結(jié)構(gòu)更為完整，絨毛更長更粗壯，且絨毛呈圓指狀，同時有效提高仔豬腸道有益菌的含量。機理是：（1）丁酸進入細胞內(nèi)可分解為丁酸根離子和氫離子，隨著胞內(nèi)氫離子濃度的提升，對氫離子耐受性差的病原性細菌，如沙門氏菌、大腸桿菌等大量消亡，而抗酸性的乳桿菌等有益菌則得以存活，并且大量繁殖，從而可有效調(diào)節(jié)胃腸道有益菌和有害菌之間的平衡，使整個腸道趨于健康狀態(tài)；（2）丁酸可直接為腸上皮細胞提供能量，是腸上皮細胞的快速能量源，可通過更新中間細胞而刺激腸絨毛細胞的生長和修復(fù)、增加小腸絨毛高度、降低隱窩深度、提高絨毛高度與隱窩深度的比值、增加腸道對飼料的吸收率并維持腸道完整形態(tài)（Kotuni等，2004）。

1.4 抑制神經(jīng)元的凋亡 莊奕筠等（2017）研究了丁酸鈉對小鼠腦缺血再灌注損傷的保護作用，結(jié)論是丁酸鈉能夠抑制炎性因子與氧化應(yīng)激，使B淋巴細胞癌-2（Bcl-2）蛋白的表達增加，Bcl-2相關(guān)X蛋白的表達減少，從而對神經(jīng)元的凋亡起到抑制作用。丁酸鈉還能夠改善腦組織線粒體呼吸功能（王惠等，2016）。

1.5 誘導(dǎo)癌細胞的凋亡 孫素霞等（2013）研究了丁酸鈉對大腸癌細胞（HT-29）凋亡以及鈣離子濃度的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，丁酸鈉可通過調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細胞質(zhì)中Ca2+濃度而誘導(dǎo)大腸癌細胞（HT-29）凋亡。陳玲等（2013）研究表明，丁酸鈉能夠抑制子宮內(nèi)膜癌細胞 （HEC-2B）的增殖，可能與下調(diào)NDRG1蛋白的表達有關(guān)。

1.6 提高母豬的繁殖性能 母豬是一個豬場的生產(chǎn)機器，其PSY和MSY可以說是一個豬場贏利多少的分水嶺。實際生產(chǎn)中，母仔一體化營養(yǎng)的關(guān)鍵是母豬奶水量的多少和質(zhì)的優(yōu)劣。朱彥賓等（2017）研究了丁酸鈉對母豬繁殖力的調(diào)控，發(fā)現(xiàn)日糧中添加500 mg/kg丁酸鈉，母豬產(chǎn)后采食量均明顯提高，仔豬斷奶體重及仔豬成活率明顯高于對照組。侯嘉等（2013）研究表明，泌乳母豬日糧中添加微囊丁酸鈉能夠減少母豬分娩助產(chǎn)比例及縮短產(chǎn)程，提高斷奶母豬7 d內(nèi)的發(fā)情率。日糧中添加0.1%丁酸鈉，還能夠改善種母豬的便秘（章利豐等，2014）。王二紅等（2010）研究了日糧中添加丁酸鉀對經(jīng)產(chǎn)母豬繁殖性能、血液生化指標和乳成分的影響，結(jié)果表明，日糧中添加0.15%丁酸鉀可以提高泌乳母豬的日采食量、日泌乳量、哺乳仔豬平均日增重，也能提升母乳中乳脂、乳糖、乳蛋白和總固形物的含量。

2 丁酸鹽的毒性

丁酸鹽是組蛋白去乙酰化酶抑制劑，一個顯著性能是它能夠抑制組蛋白去乙?；负铣伞Ｍ鯘嵉龋?015）以小鼠為動物模型，研究了丁酸鈉的器官毒性，結(jié)果表明，丁酸鈉長期腹腔給藥安全，無明顯毒副作用。

3 結(jié)語

隨著人們生活水平的提高，健康意識和食品安全意識的增強，作為飼料企業(yè)，可以通過多種方法和現(xiàn)代動物營養(yǎng)技術(shù)的綜合應(yīng)用，如低蛋白氨基酸平衡技術(shù)、飼料原料預(yù)處理技術(shù)、飼料外源酶匹配添加技術(shù)、飼料酸化劑組合添加技術(shù)、有機礦代替無機礦低劑量添加高效利用技術(shù)、中草藥植物提取物復(fù)配替抗技術(shù)、功能性添加劑合理添加技術(shù)等，來降低或取消畜禽生產(chǎn)中抗生素使用。其中丁酸就是一種應(yīng)用前景較好的功能性營養(yǎng)添加劑，其添加形式主要有丁酸鈉和三丁酸甘油酯等。但由于丁酸鈉其特有的氣味，且易在胃中被分解，難以到達腸道，所以建議進行包被加工。