丁酸梭菌
丁酸梭菌药理作用及临床作用南京中医药大学翰林学院伤寒重点

太阳:太阳之为病,脉浮,头项强痛。
而恶寒。
P22阳明:阳明之为病,胃家实是也。
P119少阳:少阳之为病,口苦,咽干,目眩也。
P154太阴:太阴之为病,腹满而吐,食不下,自利益甚,时腹自痛。
若下之,必胸下结鞭。
P176 少阴:少阴之为病,脉微细,但欲寐也。
P185厥阴:厥阴之为病,逍渴,气上撞心,心中疼热,饥而不欲食,食则吐蚘,下之利不止。
P213 辨寒热真假病人身大热,反欲得衣者,热在皮肤,寒在骨髓也;身大寒,反不欲近衣者,寒在皮肤,热在骨髓也。
P63桂枝加附子汤证主治:太阳病,发汗,遂漏不止,其人恶风,小便难,四肢微急,难以屈伸者,桂枝加附子汤主之。
P35小青龙汤主治:伤寒表不解,心下有水气,干呕发热而咳,或渴,或利,或噎,或小便不利,少腹满,或喘者,小青龙汤主之。
P48干姜附子汤证:下之后,复发汗,当日烦操不得眠,夜而安静,不呕,不渴,无表证,脉沉微,身无大热者,干姜附子汤主之。
P84桂枝加芍药生姜各一两…:发汗后,身疼痛,脉沉迟者,桂枝加芍药生姜各一两人参三两新加汤主之。
P38茯苓桂枝白术甘草汤证:伤寒若吐,若下后,心下逆满,气上冲胸,起则头眩,脉沉紧,发汗则动经,身为振振摇者,茯苓桂枝白术甘草汤主之。
P79小柴胡汤证:伤寒五六日中风,往来寒热,胸胁苦满,嘿嘿不欲饮食,心烦喜呕,或胸中烦而不呕,或渴,或腹中痛,或胁下痞鞭,或心下悸,小便不利,或不渴,身有微热,或咳者,小柴胡汤主之。
P156桃核承气汤证:太阳病不解,热结膀胱,其人如狂,血自下,下者愈。
其外不解者,尚未可攻,当先解其外;外解已,但少腹急结者,乃可攻之,宜桃核承气汤。
P58抵当汤证:太阳病身黄,脉沉结,少腹鞭,小便不利者,为无血也。
小便自利,其人如狂者,血证帝也,抵当汤主之。
P59附子汤证:少阴病,得之一二日,口中和,其背恶寒者,当灸之,附子汤证主之。
P194吴茱萸汤证:少阴病,吐利,手足逆冷,烦躁欲死者,吴茱萸汤主之。
P195四逆散方:少阴病,四逆,其人或咳,或悸,或小便不利,或腹中痛,或泄利下重者,四逆散主之。
丁酸梭菌对肠道健康调节作用及应用研究进展

为肠道 上皮细 胞提供 能量外 .还 具有直 接的 免疫 渊控 功
能 ,能增 强肠 道上 皮细胞 的增 和 分化 .提 高肠道 屏障
J力能 ,对维护黏膜健 有一定 的用 1.5 对肠道 的免疫调 节作 用 肠道 是机 体最 大 的免疫器
收能 力增 强 若隐窝 变深 !J{1J说 明机体 代谢增 强 ,维 持需
要 增多 ,1 产性 能低 冈此 ,绒 毛高 度与隐 窝深度 的 比
值 很好地 反应 小肠 的功能情 况 :郑有 秀等人通 过 试验 证
明断奶 仔猪饲 粮添加 丁酸 梭菌不仅 著提高卒 肠绒 毛高
度 ,还 可 普提 高卒肠 绒毛高 度与隐 窝深度 的 比值 【1
,f_.长和 幼畜肠 道发育 成熟 有研 究表 明 ,丁 酸梭菌 对抗
,卜索 导致的 肠道黏膜 完整性 损坏 、绒 毛破 、上 皮细胞
肿 胀脱 落等症状有叫 的 修复作用 J:刘婷婶等人研究发
现 住蛋 鸡饲 【}1添 力I1 同浓 度 的_r酸 悛菌均 可 苦增力II
了卒肠 黏喷厚 度【“1 丁酸饺菌 的代 跗产物 丁酸除 了能够
丁酸梭 菌是从 健康人 和 动物 肠道 中分离 的一 种革 氏 阳性 芽孢杆 菌 .具 有耐热 、耐酸 ,耐 多种抗 索等 十 物学 的 特性 、丁 酸 梭 菌 住肠 道 内具 有 州 节肠 道 菌 群平 衡 、改善肠道 健J求,提 高 动物乍长性 能及 改善 肉品质等 作用 ,具有 良好 的应用前景 .
.
1.3 维持 肠道正 常的形 态结构 肠道是 消化和吸 收营养
物 质的重 要场 所 ,肠 绒 毛高 度越 高 !J{IJ肠 上 皮细胞 的数量
越多 .肠上 皮细胞数 量越 多 ,则小肠对 营养 物质 的吸收
丁酸菌发酵原理(一)

丁酸菌发酵原理(一)丁酸菌发酵介绍•丁酸菌发酵是一种重要的生物化学过程,利用丁酸菌作为发酵菌种,在适宜条件下进行发酵,从而产生有机酸和其他有用的化合物。
丁酸菌的特点和分类•丁酸菌是一类革兰氏阳性杆菌,以产酸为主要特点,包括丁酸菌属、丁酸乳杆菌属和芽孢丁酸菌属等。
这些菌种都可以利用各种有机底物进行发酵,并产生丁酸作为主要代谢产物。
丁酸菌的代谢途径•丁酸菌的代谢途径主要包括乳酸发酵途径和葡萄糖酸发酵途径。
在乳酸发酵途径中,丁酸菌将底物转化为乳酸,然后通过进一步的代谢将乳酸转化为丁酸。
在葡萄糖酸发酵途径中,丁酸菌将底物转化为葡萄糖酸,然后通过进一步的代谢将葡萄糖酸转化为丁酸。
丁酸菌发酵的条件•丁酸菌发酵需要适宜的温度、pH值、底物浓度和氧气分压等条件。
一般来说,丁酸菌的最适温度在30°C左右,最适pH值在之间。
此外,丁酸菌对于底物浓度和氧气分压的耐受性较强,可以在相对高浓度和氧气限制条件下进行发酵。
丁酸菌发酵的应用•丁酸菌发酵在食品行业、化工行业和医药行业等领域具有广泛的应用前景。
在食品行业中,丁酸菌发酵可以用于食品的酸化和保鲜,例如酸奶和发酵蔬菜的制备。
在化工行业中,丁酸菌发酵可以用于有机酸的生产,例如丁酸和丁酸乙酯的制备。
在医药行业中,丁酸菌发酵可以用于抗生素和其他药物的生产,例如丁酸链霉菌的培养和提取。
总结•丁酸菌发酵是一种重要的生物化学过程,通过丁酸菌的代谢途径和适宜的条件,可以产生有机酸和其他有用的化合物。
丁酸菌发酵在食品、化工和医药等行业具有广泛的应用前景。
通过进一步的研究和应用,丁酸菌发酵将为人类的生活和产业带来更多的好处。
丁酸菌的特点和分类•丁酸菌具有以下特点:1.革兰氏阳性杆菌:丁酸菌的细胞壁中含有厚重的层状胞壁,染色时会呈现革兰氏阳性的性质。
2.产酸能力强:丁酸菌通过发酵过程,在代谢底物时产生大量的丁酸作为主要产物,从而将有机物转化为有机酸。
3.多样性:丁酸菌属于一个大的菌属,包括丁酸菌属、丁酸乳杆菌属、芽孢丁酸菌属等,每个属下都存在多种不同菌种。
丁酸梭菌及其在水产养殖中的应用

3.3 在河蟹养殖中的应用 综合近几年的实践经验,在河蟹饲料中添加
丁 酸 梭 菌 ,可 促 进 河 蟹 采 食 ,使 河 蟹 肠 道 增 粗 ,增 强消 化吸 收能力 ,降低 饲料系 数,预 防肠 道 疾 病 的 发 生 ,提 高 养 殖 规 格 和 成 活 率 。 在 河 蟹 养 殖 池 溏 中 定 期 泼 洒 丁 酸 梭 菌 可 稳 定 水 质 ,提 高 河 蟹 规 格和产量。
14.29豫,草鱼日粮中添加丁酸梭菌可显著改善草鱼 生长性能(表 2)。
表 2 丁酸梭菌对草鱼生长性能的影响
指标 初均重/g 末均重/g 增重率/% 成活率/% 饲料系数
对照组 239.35 578.51 141.70 99.02
1.47
丁酸梭菌组 227.22 588.27 158.90 99.48 1.26
丁酸梭菌为厌氧菌,可在水产养殖池塘淤泥中 繁 殖 和 生 长 ,分 解 剩 饵 、粪 便 、动 植 物 死 体 等 有 机 物,抑制池塘底部有害细菌的生长,改善底质,从而 稳定水体藻相和菌相,保持水质稳定。
3 丁酸梭菌在水产养殖中的应用
3.1 在南美白对虾养殖中的应用 在 南 美 白 对 虾 仔 虾 饲 料 中 添 加 3 g/kg 丁 酸
梭菌(活菌含量逸1.0伊109 CFU/g)连续饲喂 20 d, 结 果 表 明 ,饲 喂 丁 酸 梭 菌 组 的 成 活 率 和 增 重 率 较 对照组分别提高了 10.9%和 44.0%,饲喂丁酸梭 菌 可 显 著 提 高 南 美 白 对 虾 的 成 活 率 和 增 重 率(表 1)。
表 1 丁酸梭菌对南美白对虾成活率和增重率的影响
《水产养殖》2019 年第 2 期
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丁酸梭菌生理功能及应用研究进展_张晓阳

丁酸梭菌生理功能及应用研究进展张晓阳,卢忆,马艳莉,李里特(中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100083)摘要:丁酸梭菌是一种益生菌,具有维持肠道微生态平衡、提高免疫力、抗癌、产生营养物质等功能。
丁酸梭菌开发利用前景广阔,目前已应用于食品、医药、农牧、化工等诸多领域。
但是国内对丁酸梭菌的研究及开发利用滞后,目前仍处于起步阶段,相比其它益生菌重视度不足。
本文介绍了丁酸梭菌的形态特征和生化特征,综述了其生物学功能及在食品、医药、工业、动物等领域的应用,指出了研究和应用中存在的问题,旨在为丁酸梭菌的进一步开发利用提供参考。
关键词:丁酸梭菌;形态特征;生化特征;功能;应用丁酸梭菌(Clostridium butyricum)又名酪酸菌、宫入菌,存在于土壤、树叶、人和动物肠道中。
干酪和自然发酵的酸奶中也存在丁酸梭菌,我国学者在酒曲[1]和窖泥[2]中也分离鉴定得到了丁酸梭菌。
研究发现丁酸梭菌有着整肠、抗癌、提高免疫力等作用[3]。
在日本,丁酸梭菌最初被应用于临床医学,目前已被制成微生态制剂广泛应用于食品保健[4]、动物饲料[5]等领域。
与其它益生菌相比,丁酸梭菌微生态制剂的发展处于起步阶段。
近年来,我国加快了对丁酸梭菌开发利用的步伐,但是对丁酸梭菌的研究和开发利用仍存在局限性,在食品领域的应用更是较少。
本文从形态与生理特征、生物学功能、应用现状、存在的问题、发展前景等方面对丁酸梭菌进行了综述,为丁酸梭菌的研究与应用提供思路。
基金项目:国家级大学生创新训练计划“发酵豆制品中丁酸菌的分离、鉴定及其特性研究”(项目编号:201210019090)。
作者简介:张晓阳(1989—),女,河北石家庄人,本科,研究方向:食品科学与工程。
通讯作者:李里特(1948—),男,陕西西安人,教授,博士生导师,从事食品科学研究。
Study on the Quality Index of Fermented Corn NoodlesWANG Xiao-hui1,LI Ling-yi1,Satoru Nirasawa2,EIZO Tatsumi2,CUI Li-xun3,CHENG Yong-qiang1(1Beijing Key Laboratory of Functional Food from Plant Resources/College of Food Science&Nutritional Engineering,China Agricultural University,Beijing100083,China;2Japan International Research Center for Agricultural Sciences,Tsukuba305-8686,Japan;3Biological Pharmaceatical Department,Heilongjiang Vocational College of Biology Science and Technology,Harbin150025,China)Abstract:Fast and accurate evaluation method is essential to the improvement of the quality of noodles.Different evaluation methods including sensory assessment,instrumental test and cooking quality test were used to assess the quality of fermented corn noodles.The rela-tionships between these parameters were studied,and results showed that both the instrument test and cooking quality test were correlated with sensory assessment significantly.Hardness and chewiness could be good indicators of fermented corn noodles,and cooking quality test could be used as an adjunct method.Keywords:fermented corn noodles;quality;evaluation index;sensory evaluation;instrumental test(责任编辑刘宏)32中国食物与营养第18卷1丁酸梭菌的特征丁酸梭菌为直或微弯的杆菌,单个或对生,短链,后期产生孢子,孢子卵圆、偏心次端生,使得菌体膨大呈现梭形[6]。
丁酸梭菌的生物学功能研究

丁酸梭菌的工艺、研发、生产设备等已经日益完善,丁酸梭菌在动物肠道内的作用也逐渐被人熟知;作为丁酸梭菌厂家,金百合生物窦子今天来和大家探讨探讨丁酸梭菌在生物学功能的研究;高深文,慎入!1、神经调节功能及临床应用1.1 梭菌神经毒素梭菌神经毒素是一类剧毒蛋白,包括破伤风神经毒素(TeNT)和肉毒神经毒素(BoNT),分子量150Ku,以一条多肽链形式才有毒性。
迄今,BoNT已发现七种血清型,分别为A至G,近来发现Cb的某些菌株产生BoNT/E和BoNT/F 毒素。
所有这些毒素的基因均已克隆并测序,并认识到梭菌神经毒素具有金属酶活性,对其分子作用机制的研究已有重大突破。
细菌培养物或食物中的BoNT常与同等大小的非毒性蛋白(NTNH)形成复合物,即前体毒素M型。
BTNH和BoNT进行保护,使其耐受消化道中强酸和蛋白酶作用。
已有证明,前体毒素越大,其口服毒力越强。
丁酸梭菌神经毒素蛋白(Bu-BoNT/E)在血清学上与肉毒梭菌神经毒素E型(Bo-BoNT/E)的分子拓扑相识,氨基酸序列97%相同,只是酪氨酸残基数目有差异,但是在生理功能上二者具有相抗性。
1.2 神经毒素对神经功能的调节BoNT作用与突破前神经末端,通过阻塞或干扰神经细胞外钙池的内流,从而抑制神经末端对乙酰胆碱囊泡的释放,产生局部化学性的去神经支配。
肌肉注射BoNT,这种麻痹作用可持续2--6月。
此外,这种去神经支配作用也发生在腺泡细胞上,但可能不是BoNT直接中毒,关于其机理仍有争议。
有证据显示,BoNT的去胆碱效应并不是100%,很可能存在不受神经毒素影响的非胆碱神经传导起着作用,如血管活性肽(VIP)。
BoNT早就用胆碱运动神经的去神经支配,经验证,注射或口服BoNT可以治疗痉挛性声障碍,脸痉挛、焦柄张力障碍和其它疾病。
直到近来,临床上才用七种BoNT(A-G)治疗植物性神经功能失调导致的疾患,如鼻溢、耳炎、引起唾液分泌过多的血管损伤、肌肉萎缩性侧索硬化、剧烈肌衰竭、泌汗过多、延髓瘫痪、迷走功能失调、哮喘或慢性阻塞性肺病、胃酸过多、痉挛性肠炎等。
丁酸梭菌的应用及对食品安全的影响

中国食物与营养2017,23(7):5-9Food and Nutrition in China丁酸梭菌的应用及对食品安全的影响谢丽静王伟华王海宽2!张仁文王伟4新疆塔里木大学生命科学学院,新疆阿拉尔843300;2天津科技大学生物工程学院/工业发酵微生物教育部重点实验室,天津300457# 3湖北绿雪生物科技有限公司,湖北咸宁437000;4天津科技大学经济与管理学院,天津300222)摘要:丁酸梭菌不仅能够调节畜禽肠道微生态平衡,提高免疫力,产生益生物质,而且能够促进有益菌群繁 殖。
作为一种新型的饲料添加剂,它具有绿色、无污染、无药物残留等优点,能够减少动物性食品的抗生素残留,对常见致病菌具有拮抗作用,可以作为抗生素的优选替代品。
丁酸梭菌的应用对食品安全具有重要的意义,文章对 丁酸梭菌的应用及其对食品安全的影响进行综述,为其进一步应用提供科学依据。
关键词:丁酸梭菌;应用;食品安全;替代抗生素目前,随着食品安全问题的日渐凸显,食品安全越 来越受到人们的重视,而传统畜牧业、水产养殖中大量 添加的抗生素、金属类添加剂等对人们饮用水及食品安 全带来了巨大的威胁,因此抗生素及一些金属类饲料添 加剂的应用受到了严重的限制,抗生素替代品逐渐受到 人们的追捧,并开始在畜牧业、水产养殖方面倍大量的 应用,其在提高生产性能、减低生产成本,以及食品安 全方面的效果凸显出来。
丁酸梭菌作为新型的微生态制 剂中的一种[1],能够调节肠道菌群的平衡,提高畜禽机 体免疫力,治疗动物因大肠杆菌等有害菌引起的腹泻效 果特别显著,同时丁酸梭菌还可以提高畜禽的生产性 能,生产“无抗”畜禽、水产产品,减低抗生素滥用对 环境、水质的污染,保护人类的健康及提高食品安全水 平。
因此丁酸梭菌作为替抗产品应用于养殖业及相关产 的应用前 。
1丁酸梭菌的形态特征及生理功能! 1丁酸梭菌的形态特征丁酸梭菌主要存在健康人和动物的肠道中,在天然 酸奶、奶酪、树叶以及土壤中也发现其存在,我国学者曾 经在酒曲、窖泥中也分离到该菌[2(]。
丁酸钠_丁酸梭菌在断奶仔猪生产中的应用_肖雪梅

断奶后至转群时试验组的头均日增重和头均体重显 而试验组料重比极显著低 著高于对照组 ( P < 0. 05 ) , [ 11 ] 于对照组( P < 0. 01) 。张金文等 研究丁酸梭菌对弱 仔猪的影响, 结果表明, 添加 0. 4% 丁酸梭菌的试验组 平均日增重显著高于对照组 ( P < 0. 05) , 腹泻率极显 著低于对照组( P < 0. 01 ) 。在本试验中, 日粮中添加 结果仔猪平均日增重提高, 腹泻率 丁酸梭菌 250 g / t, 降低, 与前人报道的一致。 4 结论 在断奶仔猪日粮中添加丁酸钠、 丁酸梭菌均可提 高断奶仔猪平均日增重和采食量 , 降低腹泻率。丁酸 梭菌的添加效果略优于丁酸钠。 丁酸梭菌组较丁酸 钠组经济效益明显, 但二者差异不显著。 参考文献:
B 组料重比均低于对照组, 由表 4 可知: A、 表明 在日粮中添加 1 kg / t 丁酸钠和 250 g / t 丁酸梭菌均可 节约成本且效果明显, 特别是丁酸梭菌组 ( B 组 ) 对 经济效益的改善更明显。 3 讨论 丁酸钠在畜牧养殖中的应用在国外 20 世纪 80 年代初就有报道。众多研究表明, 在畜禽日粮中添加 , 丁酸钠可以促进动物生长 提高饲料转化率, 改善动 物肠道内微生物区系, 调整动物肠道菌群生态平衡,
表1 日粮组成 玉米 / % 豆粕 / % 膨化大豆 / % 发酵豆粕 / % 蒸气鱼粉 / % 乳清粉 / % 乳化豆油 / % 白糖 / % 复合预混料 / % 基础日粮组成及营养水平 营养水平 粗蛋白 / %
-1 消化能 / ( MJ·kg ) -1 净能 / ( MJ·kg ) 钙 /%
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, 极易造成仔猪增重下降, 养 分吸收不好, 腹泻加剧, 甚至造成死亡; 因此, 有必要 改善 在早期断奶仔猪饲料中添加一些促进肠道发育 、 胃酸分泌 不 足、 提 高 机 体 免 疫 力 的 功 能 性 添 加 剂。 V. Medina 等[1]研究发现, 短链脂肪酸( short chain fatty acid, SCFA) 对机体代谢有重要的作用。 短链脂肪 酸包括乙酸、 丙酸和丁酸, 其中起主要作用的是丁酸。 丁酸具有水、 脂两亲性, 在 pH 值为 4 ~ 6 时不易被分 , 直接进入盲肠和 解 部分可以避过酸性环境的小肠, 结肠。作为一种生物调节剂, 丁酸在改善胃肠道机 提高动物生产性能方面发挥着重要作用 。由于丁 能、 酸具有游离性和挥发性, 生产中一般将其制成相对稳 — —丁酸钠。 丁酸钠作为一种新型的饲料 定的钠盐— 添加剂在生产上的研究较多, 但与其类似物丁酸梭菌 ( Clotridoum butyricum ) 应 用 效 果 的 对 比 研 究 较 少。 为此, 试验研究了丁酸钠和丁酸梭菌对断奶仔猪生产 性能、 健康状况和毛色的影响, 并评估其经济效益, 现 报道如下。 1 材料与方法 1. 1 添加剂 丁酸钠( 商品名丁壮素, 含量为 98% ) , 厦门新奥 农牧发展有限公司提供; 丁酸梭菌, 杭州惠嘉丰牧生 物科技有限公司提供。 1. 2 试验动物及试验设计 在福建省漳州市某猪场, 选择刚刚转入保育舍 ( 相差 5 日龄以内 ) 的 36 日龄左右的杜 × 长 × 大三 B、 C 3 组, 随机分为 A、 元杂交健康断奶仔猪 189 头, 3 , A , 每组 个重复 其中 组为丁酸钠组 在基础日粮中 添加丁酸钠 1 kg / t; B 组为丁酸梭菌组, 在基础日粮 采用基础 中添加丁酸 梭 菌 250 g / t; C 组 为 对 照 组,
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丁酸梭菌的研究与应用热点目录1丁酸梭菌的生物学特性 (2)1.1 分类及形态学特性 (2)1.2 培养和生化特性 (2)1.3 稳定性 (3)1.4 药物敏感性 (3)2 丁酸梭菌的生物学功效 (3)2.1 调节肠道微生态平衡, 促进肠道有益菌群增殖 (3)2.2 增强免疫功能,促进动物的生长 (3)2.3 产生益生物质 (4)2.4 其它功效 (5)3 丁酸梭菌的特点 (5)3.1稳定性好 (5)3.2 丁酸梭菌可以单独使用,可以和多种菌种合用,也可与多种抗生素合用 (6)3.3 保存时间长 (6)4 丁酸梭菌的作用机理 (6)4.1 促进益生菌生长 (6)4.2 抑制有害菌生长 (6)4.3 提高非特异性免疫功能和抗氧化功能 (6)4.4 产生多种酶类,合成多种维生素 (6)4.5 去亚硝酸盐、降氨氮,降低COD和PH值含量,缓解舍内空气质量 (7)5 益生丁酸梭菌的研究进展 (7)5.1日本 (7)5.2我国 (7)6 丁酸梭菌的应用 (7)7 饲用丁酸梭菌制剂应用中存在问题及发展 (11)8 展望 (12)丁酸梭菌又名酪酸菌,在自然界中主要存在于奶酪、天然酸奶、人与动物粪便及土壤中。
丁酸梭菌作为微生态制剂的研究是由日本千叶医科大学宫入近治博士(1933)首先发现并报告的,又叫宫入菌。
1935年,Kingi miyairi博士从人的粪便和土壤中分离出丁酸梭菌,随后发现其厌氧培养的过滤物中含有较少的脂肪酸,具有极强的整肠作用,它可抑制肠道中的致病菌,促进肠道中有益菌如双歧杆菌和乳杆菌的生长。
丁酸梭菌具有耐热、耐酸及耐受多种抗生素等特点,是一种较理想的具有广泛开发前景的微生态制剂(黄俊等,2004)在畜禽饲料中添加饲用丁酸梭菌制剂,对于减少当前饲料中抗生素产品的滥用、减少药物在肉品中的残留、降低动物细菌的耐药性和保障动物健康有着重要的意义。
丁酸梭菌来源于日本某株式会社,属于梭菌属,为革兰氏阳性厌氧芽孢杆菌,菌体形状为梭状芽孢杆菌,菌体为直或微弯,孢子圆形或椭圆形,为内生芽孢。
丁酸梭菌具有微生态制剂的所有功能,但又超越微生态制剂,与目前广泛应用的芽孢或非芽孢类活菌相比,更具广阔的市场前景。
1丁酸梭菌的生物学特性1.1 分类及形态学特性丁酸梭菌是一种厌氧的革兰阳性芽孢杆菌,呈直杆状或稍有弯曲,单个或成对,短链,偶见有丝状菌体,菌体灰白色,呈煎蛋样,中间隆起。
细菌直径为(0.6 1.2)X(3~7) m,两端钝圆,中间部分轻度膨胀,周身鞭毛,具有运动性。
孢子卵圆,偏心或次端生。
革兰染色初培养的菌为阳性,后期培养可变为革兰阴性。
1.2 培养和生化特性丁酸梭菌在液体培养基中培养,培养初期试管上部呈轻微浑浊,产生大量的气体,后期沉淀较多。
平板划线培养31℃,24 h,可见直径1.2—3 mm菌落,正面圆形,边缘整齐,侧面低凸,表面湿润光滑,乳黄色,不透明,略有酸臭味。
最适生长温度25-37 oC,最适p H4-9.8。
丁酸梭菌细胞壁含DL一二氨基庚二酸,葡萄糖是唯一的细胞壁糖。
在琼脂平板上形成白色或奶油色的不规则圆形菌落,稍突,直径为l~3 mm。
丁酸梭菌不水解明胶,不消化血清蛋白,能够发酵葡萄糖、蔗糖、果糖和乳糖等糖类产酸,一个显著的特征是产生淀粉酶,水解淀粉但不水解纤维素。
水解淀粉和糖类的最终代谢产物为丁酸、乙酸和乳酸,还发现有少量的丙酸和甲酸,硝酸盐还原试验均为阴性。
丁酸梭菌DNA的G+C含量的摩尔分数为27%~28%。
从粪便中分离的丁酸梭菌一拜氏梭菌杂交菌株还含有果胶酸裂解酶,其能降解肠道内的果胶酸为中间产物寡聚半乳糖(OA)和4,5一不饱和半乳糖醛酸(DA),OA最终分解成挥发性的短链脂肪酸一乙酸、少量丁酸和甲酸,DA则完全分解为乙酸和甲酸。
1.3 稳定性丁酸梭菌制剂中活菌是以芽孢形式存在的,对各种恶劣环境、存贮及加工运输过程中的高温、高湿、酸性、机械磨擦和挤压等因素具有很强的稳定性。
经80 cl=、30 min和90℃、10 min热处理后全部存活;加热90℃20 min后,95%存活;加热100℃5 min后30%存活。
耐热,耐酸,pH为l一5时仍能存活,能耐受胃液、胆汁酸和消化液;pH为4~9.8时适合其生长。
其固体活菌制剂在室温和干燥情况下保存超过3年,未见活菌显著减少。
因此,丁酸梭菌能够抵抗饲料加工过程中的高温、高热及其胃肠道酸性环境,与目前广泛应用的非芽孢类活菌制剂相比更具市场竞争力。
1.4 药物敏感性丁酸梭菌具有很强的耐药性,可与某些抗生素同时使用,不干扰其他细菌感染的治疗。
经多次抗生素药物敏感试验,丁酸梭菌对头孢立新、氨苄西林、羟氨苄西林、强力霉素、链霉素、多黏菌素E、交沙霉素、红霉素、沽霉素、环丙沙星、阿米卡星、庆大霉素、磺胺甲硝唑、尤其是氨基糖苷类抗生素和吡哌酸均不敏感,只对新生霉素、先锋霉素、万古霉素和四环素等少数几种抗生素敏感。
因此,丁酸梭菌作为微生态制剂在临床上可与某些抗生素联合应用,避免长期大量应用抗生素给动物及人类的身体健康带来危害;在目前饲料中普遍添加抗生素的情况下仍能发挥效能,明显有别于双歧杆菌和乳酸杆菌等非芽孢类微生态制剂。
2 丁酸梭菌的生物学功效2.1 调节肠道微生态平衡,促进肠道有益菌群增殖肠道菌群失衡会导致各种疾病的发生,丁酸梭菌具有防止病原菌及腐败菌在肠道内的异常增殖和促进肠道有益菌群增殖、发育的双重作用,从而纠正肠道菌群紊乱,减少肠毒素的产生。
丁酸梭菌对艰难梭菌具生物拮抗作用,初步证实是通过细胞紧密接触抑制毒性蛋白的表达,其抑制机理仍待深入研究。
两种菌在体外共培养时,艰难梭菌的毒性大幅度降低甚至消失,主要是因为丁酸梭菌芽孢萌发与扩增的速率是艰难梭菌的两倍,产生的短链脂肪酸更有效的抑制艰难梭菌芽孢的萌发及其生长。
陈秋红等研究表明丁酸梭菌具有较强的耐高温、耐酸和耐胆盐的生物学特性,对肠道致病菌大肠杆菌、沙门氏菌和志贺氏菌具较强的抑制作用,同时显著促进肠道有益菌的生长,丁酸梭菌发酵提取物分别使试验组嗜酸乳杆菌、双歧杆菌和粪链球菌的活菌数比对照组提高了100%、93.3% 和81.3%(P<0.05)。
2.2 增强免疫功能,促进动物的生长在临床应用中,用热灭活的丁酸梭菌制成的疫苗具有激活巨噬细胞和NK 细胞的作用,口服丁酸梭菌显著增加了血清中IgA 和IgM 含量。
利用丁酸梭菌发酵动物饲料能降低饲料中的抗营养因子,提高氨基酸、维生素、有机酸和有机磷等营养物质,改善适口性、摄入量和利用率;添加到动物饲料具有替代抗生素预防和治疗相关动物疾病的潜力,抑制内源性疾病的发生,且增强机体免疫和血液中白细胞(CD4+)的数量,以及改善动物的生产性能和产品质量,减少抗生物用量,提高经济效率。
张彩云等在断奶仔猪的日粮中添加1‰的丁酸梭菌,显著提高了仔猪的平均日增重,添加3‰的丁酸梭菌能显著提高仔猪饲料的转化效率,添加3‰和5‰的丁酸梭菌,其免疫机能、抗病力均明显提高,其中添加5‰丁酸梭菌组的血清乳酸脱氢酶的活性显著低于抗生素对照组,IgG 水平、C3 水平显著高于抗生素对照组。
在鮸鱼饲料中添加一定量的丁酸梭菌,其血清酚氧化酶活力、酸性磷酸酶活力显著高于对照组(P<0.05),血清与体表黏液中的溶菌酶活性、IgM 水平以及其生长均显著增高,故丁酸梭菌能调节鮸鱼的体液免疫应答和改善其生长性能。
2.3 产生益生物质丁酸梭菌的主要代谢产物是丁酸(表1),而丁酸是结肠上皮细胞的能量代谢和正常生长主要的营养物质,能量供应的不充分是导致结肠炎的主要因素之一,而结肠上皮细胞70% 能量一般是从丁酸盐中获得,葡聚糖硫酸酯能抑制丁酸氧化而对葡萄糖代谢没有影响,通过对老鼠口服葡聚糖硫酸酯便引发结肠炎。
存在于肠上皮细胞的TOLL-样受体能识别诸多细菌及细菌产物并被其激活,丁酸梭菌激活的是TOLL-样受体2(TLR2)调节的骨髓分化因子8 8(MyD88)的非依赖性途径,即TLR2 接受刺激后导致适量NF-κB、IL-8、IL-6 及TNF-α的分泌,以抵抗病原菌的感染且防止了自身免疫紊乱,而非依赖于MyD88 激活NF-κB,进而导致IL-8、IL-6 及TNF-α的过度分泌。
丁酸具有抗炎症效应,体现在能改变肠道pH 而抑制部分NF-κB转移因子的活力,自然降低炎症细胞因子(IL-8、IL-6)的过度表达。
丁酸盐还具有促进癌细胞凋亡和在体外抑制癌细胞的增殖,从而在体内发挥抵抗癌症的积极作用。
从丁酸梭菌中抽提并纯化的脂磷壁酸,能抑制拜氏梭菌和大肠杆菌对人结肠癌细胞以及肠道细胞的黏附,从其芽孢中分离的脂质部分能一定程度的抑制白血病淋巴细胞、胸腺癌和肺癌细胞中尿激酶的合成。
Arimochi 等利用丁酸梭菌发酵大豆蛋白,发酵液中存在着诱导细胞凋亡的物质且能在体外诱导HCT116 结肠癌细胞的死亡,从而得出肠道菌能够利用食物源性蛋白产生抗肿瘤物质的结论。
丁酸梭菌还产生乙酸和丙酸等短链脂肪酸,培养基中添加1% 的抗性淀粉时,丁酸梭菌产生的乙酸、丙酸、丁酸的摩尔比为1.8∶1∶1。
在胃肠道中,短链脂肪酸在产生部位直接被吸收,同时刺激肠道蠕动,改善肠道微环境,调节微生态平衡,治疗相关疾病。
丁酸梭菌产生的氨基酸、B 族维生素和维生素K,能促进VE 的吸收,补充必要的营养物质;分泌淀粉酶、糖苷酶以及降解饲料的果胶酶、葡聚糖酶,产生促双歧杆菌发育的因子,同有益菌群共生,对机体产生各种保健功能。
丁酸梭菌还能分解胺类、吲哚类、硫化氢等有害物质,减少癌症的发生率和改善粪便的恶臭,从而提高健康质量和改善环境。
此外,在临床应用方面,丁酸梭菌制剂或与其他益生菌、中药提取物和抗生素联合使用,能有效的治疗腹泻、肠炎、肠易激综合症和新生儿黄疸、手足口病等诸多疾病,且疗效显著。
在再生能源开发方面,因丁酸梭菌可发酵碳水化合物产氢气而备受关注。
Plangklang 等利用甘蔗渣做支撑材料固定丁酸梭菌,使发酵甘蔗汁产氢气的速率提高了20%,最佳优化条件下每消耗1 mol 己糖便产生1.52mol 氢气。
丁酸梭菌还是生产1,3-丙二醇很好的发酵菌,产生的1,3-丙二醇被良好的用于生产轻化工产品。
2.4 其它功效大量数据说明,单用丁酸梭菌或与双歧杆菌、益生元等合用,对于因菌群失调而引起的急慢性腹泻、肠易激综合症、抗生素相关性肠炎、便秘等症状有良好的疗效,对于肠炎、肝硬化和放疗、化疗造成的免疫功能下降也能起到辅助的治疗作用。
不少资料还说明,该菌还能促进维生素E的吸收,降解胆酸和提高抗氧能力。
3 丁酸梭菌的特点3.1稳定性好丁酸梭菌来源于自然,能够形成芽孢,加热至90℃10min、100℃5min不会失活;PH值在1.0—5.0时仍能存活,PH值在4.0-9.8时能适合其生长。
在体内不受胃酸、消化酶、胆汁酸的影响。