丁酸钠替代抗生素在水产上的应用
丁酸钠的研究进展
丁酸钠的研究进展近年来，饲用抗生素所引发的诸多食品安全问题日益引起人们的关注，因此开发应用新型绿色添加剂成为目前饲料研究及生产应用中的热门问题。
丁酸钠作为被农业部在2003 年列入《饲料添加剂品种目录》中的新型饲料添加剂，可部分替代抗生素，起到酸化、电解质平衡调节、胃肠道微生态平衡调节、诱食等作用，具有良好的应用前景。
本文就丁酸钠的生物学特性、作用特点及其在畜禽养殖上的应用效果作了综合性的阐述。
丁酸钠（Sodium Butyrate）分子式C4H7O2Na，分子量110.09，广泛应用于食品、医药、化工、饲料、养殖等行业。
工业上生产的丁酸钠为白色粉末，有吸潮性，对光、热稳定。
丁酸钠的有效成分是一种短链挥发性脂肪酸—丁酸。
游离的丁酸具有特殊的气味，不同于醋酸或丙酸等其它短链挥发性脂肪酸，丁酸既可溶于脂类，又可溶于水。
1 丁酸钠的生物学效应丁酸钠可抑制沙门氏杆菌、大肠杆菌和梭状芽孢杆菌等病原微生物，增加乳酸杆菌和粪链球菌等有益微生物数量，具有一定的抑菌作用。
丁酸进入细菌细胞内后分解为丁酸根离子（阴离子）和氢离子（阳离子），随着胞内氢离子浓度提升，对氢离子耐受性差的细菌如沙门氏菌、大肠杆菌和梭状芽孢杆菌等大量消亡，而对氢离子耐受性强的细菌如乳酸杆菌和粪链球菌则存活下来，并且大量繁殖，从而使整个肠道趋于健康状态。
1.1 维护胃肠道内有益微生物菌群正常胃肠道的一个非常重要特征是内部细菌的协调平衡，尤其是幼畜。
猪、家禽和兔子日粮内添加丁酸钠增加了有益菌如乳酸杆菌的数量，进而影响到胃肠道有益菌（如乳酸杆菌）和有害菌（如大肠杆菌）之间的平衡。
丁酸钠可以显著降低猪沙门氏杆菌的繁殖和经粪排放。
同理，丁酸钠可降低十二指肠、回肠，特别是盲肠内大肠杆菌的数量。
1.2 促进胃肠道细胞的增殖和成熟幼年动物小肠上皮细胞绒毛较短，并有未成熟的隐窝，分泌消化酶和吸收日粮营养素的能力也弱。
日粮改变、母源抗体缺失、转群和断奶等应激因子抑制了肠上皮细胞绒毛膜的生长。
丁酸钠在动物生产中的研究进展
丁酸钠在动物生产中的研究进展作者：罗佳捷，张彬，王洁来源：《湖南饲料》 2011年第4期摘要：丁酸钠是一种绿色、无公害的饲料添加剂，具有改善动物生产性能、调节肠道群落结构、维持肠道正常形态及增强机体免疫功能等多种作用。
对丁酸钠的理化性质、生物学功能、在动物生产中的应用、使用中的优化措施及应注意事项等方面进行了综述，并展望了其广阔的应用前景。
关键词：丁酸钠动物生产添加剂丁酸钠（Sodium Butyrate）又名正丁酸钠，其有效成分是一种短链挥发性脂肪酸- 丁酸。
丁酸水脂两亲，但偏重于亲脂，饲喂后能部分避过小肠的水性环境，直接进入盲肠和结肠，从而在小肠水平上发挥其抑制病原菌及促进动物生长等生理功能。
此外，丁酸还能起到饲料酸化剂的作用，但因其具有游离性和挥发性等特点，在生产中通常将其制成相对稳定的钠盐。
丁酸钠流动性较好，易与其他饲料混合，且不会改变饲料的pH 值，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。
1丁酸钠的理化性质丁酸钠的分子式为C4H7O2Na，相对分子质量为110.09，自然温度425.0℃，闪点69.0℃，熔点250.0-253.0℃，容重0.96gms/cm3（20℃），目前已经广泛应用于食品、医药、化工、饲料养殖等行业。
丁酸钠是白色至类白色、似绒毛状的粉末，具有特殊的奶酪酸败气味，吸湿性好，易溶于水，水溶液呈碱性。
其在常规贮存和室温、密封状态下较稳定，但不可与性质相反的物质、粉尘、过热、强氧化剂混存。
2丁酸钠的生物学功能2.1 维持消化道的微生物群落平衡丁酸钠在pH 值为4-6 时不易被分解，饲喂后大部分能避过胃液的酸性环境，直接进入动物的盲肠和结肠继续发挥作用。
丁酸进入细菌细胞后可分解为丁酸根离子和氢离子，随着胞内氢离子浓度的升高，对氢离子耐受性差的病原性细菌，如大肠杆菌、沙门氏菌和梭状芽孢杆菌等便大量死亡，而抗酸性较强的乳酸杆菌等有益菌则得以存活，并且能大量的增殖，从而起到有效调节动物胃肠道有益菌和有害菌之间平衡的作用，使整个肠道趋于健康状态，减少动物疾病的发生。
无鱼粉饲料添加丁酸钠对罗氏沼虾生长性能的影响
无鱼粉饲料添加丁酸钠对罗氏沼虾生长性能的影响陈斌1，李成林21.广西贺州市水产畜牧站，广西贺州542800；2.广西钟山县水产畜牧站，广西贺州542699收稿日期：2023-01-12基金项目：贺州市科学研究与技术开发计划项目（贺科技20017）作者简介：陈斌，男，1987年生，硕士，水产工程师。
摘要[目的]为提高无鱼粉饲料产品的利用率，研究不同添加量的丁酸钠对罗氏沼虾生长性能的影响。
[方法]以鱼粉含量4%的饲料为对照组（G1组），以棉粕完全替代鱼粉的饲料为试验组，依次添加丁酸钠为0%（G2组）、0.1%（G3组）、0.2%（G4组）、0.4%（G5组）和0.8%（G6组），设计出等氮等能的试验饲料养殖罗氏沼虾，分别测定虾的增重率、成活率、特定生长率、摄食率及消化酶活性。
[结果]各试验组在成活率、特定生长率、摄食率、淀粉酶活性方面无显著差异；G4组增重率显著高于G2、G3、G5、G6组（＜0.05）；G4组饲料系数显著低于G2、G3、G6组（＜0.05），与G1组差异不显著；G4组蛋白质效率显著高于G2、G3、G5、G6组（＜0.05），与G1组差异不显著；蛋白酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶的活性最高的是G1组，G2～G5组酶活性逐步增高，G5和G6组无显著差异。
[结论]在无鱼粉饲料添加0.2%～0.4%丁酸钠，罗氏沼虾的生长性能较好。
关键词鱼粉；丁酸钠；罗氏沼虾；无鱼粉饲料；生长性能；消化酶活性CHEN Bin 1,LI Chenglin 21.Hezhou Aquatic and Animal Husbandry Station,Guangxi,Hezhou 542800,China;2.Zhongshan County Aquatic and Animal Husbandry Station,Guangxi,Hezhou 542600,China[Objectives]This article aimed at studying the effects of adding sodium butyrate to fish-meal-free feed on the growth ofto improve the utilization rate of fish-meal-free feed products.[Methods]A feed containing 4%fish meal was used as the control group (G1group),and a feed completely replacing fish meal with cotton meal was used as the experimental group.Sodium butyrate was sequentially added as 0%(G2group),0.1%(G3group),0.2%(G4group),0.4%(G5group),and 0.8%(G6group).The experiment with isonitrogenous and isoenergetic feed to原料G1组鱼粉 4.0发酵豆粕 4.0菜籽粕 6.0棉籽粕 6.0G2组-4.06.010.5G3组G4组--4.0 4.06.0 6.010.510.5小麦19.019.019.019.0大米蛋白粉8.08.08.08.0鸡血珠蛋白粉2.0 2.0 2.0 2.0小球藻10.010.010.010.0G5组-4.06.010.519.08.02.010.0G6组-4.06.010.519.08.02.010.0螺旋藻10.010.010.010.010.010.0黄粉虫 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0葵花籽粕 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5海带粉 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0裂壶藻 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0膨润土2.01.00.90.80.60.2表1试验饲料组成与营养水平%cultivatewas designed.The rate of weight gain,survival rate,specificgrowth rate,feeding rate,and activity of digestive enzyme in was separatelymeasured.[Results]There were no significant differences in survival rate,specific growth rate,feedingrate,and activity of amylase among the experimental groups.The rate of weight gain in the G4group was significantly higher than that in the G2,G3,G5,and G6groups(<0.05).The feed coefficient ofthe G4group was significantly lower than that of the G2,G3,and G6groups (<0.05),and there was no significant difference compared to the G1group.The protein efficiency of the G4group was signifi-cantly higher than that of the G2,G3,G5,and G6groups(<0.05),but there was no significant differ-ence compared to the G1group.The activity of protease,catalase,and superoxide dismutase was high-est in the G1group,and gradually increased in the G2-G5groups.There was no significant difference between the G5and G6group.[Conclusions]Adding 0.2%to 0.4%sodium butyrate to the fishmealfree feed resulted in better growth performance of.fish meal;sodium butyrate;;fishmeal-free feed;growth per-formance;activity of digestive enzyme罗氏沼虾（）具有生长快、易养殖、适应性强、食性广等特性。
丁酸钠的生理功能及其在养殖业中的应用研究进展
丁酸钠的生理功能及其在养殖业中的应用研究进展作者：郜飞燕邹君彪来源：《国外畜牧学·猪与禽》2017年第06期摘要：丁酸钠是一种新型绿色饲料添加剂，具有调节动物胃肠道微生态平衡、增强机体免疫机能和提高动物生产性能等功能，目前在饲料中应用广泛，且效果卓著。
本文就丁酸钠理化性质、生理功能及其在养殖业中的应用进展作一综述，为丁酸钠的功能开发及进一步的推广应用提供参考。
关键词：丁酸钠；理化性质；生理功能；养殖业中图分类号：S816.79 文献标识码：A 文章编号：1001-0769（2017）06-0094-03近年来，随着抗生素在养殖业中的广泛使用，在带来巨大经济效益的同时，其带来的诸多问题（如细菌耐药性性、机体肠道菌群失衡、药物残留等）也日益受到人们的重视，使得越来越多的抗生素被禁止或限制用于动物生产。
因此，开发新型绿色的抗生素替代品已成为目前饲料研究及生产应用的热点。
我国在2003年将丁酸钠列为《饲料添加剂品种目录》中的新型饲料添加剂[1]。
1 丁酸钠的结构及理化性质丁酸钠（Sodium Butyrate），是丁酸的钠盐形式，分子式为C4H7O2Na（图1），分子量为110.09，白色或类白色可吸湿性粉末，似绒毛状，具有特殊的奶酪酸败样气味，易溶于水，水溶液呈碱性[2]。
丁酸钠的主要成分为挥发性丁酸，丁酸具有游离性和挥发性，因此畜牧和饲料生产中将其制成相对稳定的钠盐[3]。
2 丁酸钠的生理功能2.1 丁酸钠是动物肠道细胞能量的快速来源丁酸在肠道中的吸收以非离子彌散性为主，可被肠上皮细胞直接进行能量代谢，快速为肠道供能，无需经过肝胆吸收和三羧酸循环[4]。
体外和体内实验结果均显示丁酸钠主要在肠黏膜被分解代谢 [5，6]。
2.2 丁酸钠可促进胃肠道细胞的增殖和成熟，改善小肠形态幼畜（雏）肠道发育不完善，分泌消化酶和吸收营养物质的能力较弱。
丁酸可通过快速供能来更新中间细胞，促进肠道的发育[7]；丁酸盐可增加肠黏膜上皮细胞数量，并使柱状细胞更加粗壮[8]。
丁酸梭菌拌料投喂对凡纳滨对虾肠道上皮细胞及菌群结构的影响
53卷收稿日期：2022-05-16基金项目：国家重点研发计划项目（2020YFD0900401）；国家虾蟹产业技术体系建设专项（CARS-48）；广东省现代农业产业技术体系创新团队建设专项（2019KJ149）；中国水产科学研究院基本科研业务费专项（2020TD54）通讯作者：文国樑（1978-），https:///0000-0003-1412-5587，研究员，主要从事对虾健康养殖研究工作，E-mail ：guowen66@第一作者：杨铿（1975-），https:///0000-0002-6970-0668，副研究员，主要从事水产健康养殖技术与微生态制剂研究工作，E-mail ：******************丁酸梭菌拌料投喂对凡纳滨对虾肠道上皮细胞及菌群结构的影响杨铿1，蒋魁2，洪敏娜2，胡晓娟1，陈海谊2，徐创文2，冷加华2，曹煜成1，文国樑1*（1中国水产科学研究院南海水产研究所/农业农村部南海渔业资源开发利用重点实验室/广东省渔业生态环境重点实验室，广东广州510300；2广州市欣海利生生物科技有限公司，广东广州510300）摘要：【目的】探究在高位池养殖凡纳滨对虾中添加丁酸梭菌对肠道上皮细胞及菌群结构的影响，为对虾健康养殖提供技术支持。
【方法】设加菌组和对照组，饲料投喂频次为每天3餐，试验周期设为60d 。
加菌组每天早上添加1%的丁酸梭菌拌料投喂，饲喂3d 后停3d 菌剂拌料投喂，以此为1个周期；对照组不添加丁酸梭菌。
分别于0和60d 取样测定对虾体重和体长，并取对虾肠道进行组织切片和细菌群落结构分析。
【结果】加菌组对虾的终体质量和终体长分别达9.54±0.38g 和9.12±0.12cm ，均显著高于对照组的7.35±0.36g 和8.25±0.10cm （P <0.05，下同）。
加菌组对虾的食物肠道饱满，肠道上色素呈稳定规则的星状结构，而对照组出现空肠现象，肠道上色素呈淡红色，且分散无固定的形态。
丁酸梭菌的研发及其在水产养殖中的应用?
丁酸梭菌的研发及其在水产养殖中的应用我国是世界上水产养殖大国，自1989年以来已连续28年水产品总产量位居世界首位，而且呈现持续健康发展态势。
2017年全国水产品总产量6 445.33万吨，其中养殖产量4 905.99万吨，占总产量的76.12%，捕捞产量1 539.34 万吨，占总产量的23.88%(2018年中国渔业统计年鉴)。
在食品安全和环保压力不断加大的新时代，转变水产养殖生产方式，推进水产养殖绿色生产是当下水产业持续发展的基本要求。
采用绿色生产技术，营造良好的水产养殖环境，增强水产动物的自身免疫力，科学规范使用抗生素，规避抗生素使用隐患，防止耐药菌产生，以保障水产品安全和水产养殖环境不被抗生素污染。
我国极为重视抗生素的科学使用问题，水产养殖端限抗减抗也已经提到议事日程，乱用抗生素，不仅仅是违规的问题，严重的涉及到刑法的制裁。
为了加强兽用抗菌药物管理，遏制动物源细菌耐药，保障养殖业生产安全、食品安全、公共卫生安全和生态安全，促进养殖业绿色发展，维护人民群众身体健康，促进经济生态社会持续健康发展，2017年06月23日农业部印发的《全国遏制动物源细菌耐药行动计划(2017-2020年)》和2018年4月20日农业农村部办公厅发布了《关于开展兽用抗菌药使用减量化行动试点工作的通知》，通知指出，推进兽用抗生素药物减量化使用，实施“退出行动”，推动促生长抗菌药物逐步退出以及将大刀阔斧地淘汰100多种高风险的兽药产品。
基于食品安全、环保压力，我国实施的限抗减抗行动和水产养殖绿色生产发展方式转变，抗生素替代产品开发与应用迎来了春天，益生菌类、酸化剂、酶制剂类、缓释中链脂肪酸类和中草药及其提取物等抗生素绿色替代产品的开发前景广阔，其中益生菌类产品因绿色环保、无毒副作用、无残留、作用范围广、不产生耐药性等优点逐渐成为最具潜力的抗生素替代品(王亚敏和王印庚，2008；陈树河等，2016；钱怡等，2018；Das et al., 2017；Dawood et al., 2018；Hoseinifar et al., 2018；Sayes et al.,2018)。
饲用抗生素替代物在水产养殖中的应用研究进展
饲用抗生素替代物在水产养殖中的应用研究进展【摘要】饲用抗生素替代物在水产养殖中的应用越来越受到关注。
本文首先介绍了饲用抗生素替代物的种类和特点，包括益生菌、植酸酶等。
其次探讨了饲用抗生素替代物在水产养殖中的实际应用情况，以及对水产养殖的影响，包括增加养殖效率、降低环境污染等。
同时指出了饲用抗生素替代物在水产养殖中的发展趋势和研究热点。
展望了饲用抗生素替代物在水产养殖中的应用前景，并对未来研究方向提出建议。
饲用抗生素替代物在水产养殖中具有巨大的潜力，对于提高养殖效益和保护水产环境有重要意义。
【关键词】关键词：水产养殖、饲用抗生素替代物、替代品种、应用情况、影响、发展趋势、研究热点、应用前景、研究方向、总结。
1. 引言1.1 背景介绍水产养殖是一种重要的养殖方式，在我国养殖业中占据着重要的地位。
随着养殖规模的不断扩大和环境污染的日益严重，饲用抗生素的使用已经成为一个备受关注的问题。
饲用抗生素的长期使用不仅会导致抗药性菌株的产生，还会对水产养殖环境造成严重污染，影响水产品的质量和安全。
为了解决这一问题，研究人员们开始探索饲用抗生素替代物在水产养殖中的应用。
饲用抗生素替代物是指那些可以替代传统抗生素在饲料中使用的物质，包括植物提取物、微生物发酵产物、生物酶等。
这些替代物具有较好的抗菌作用，可以有效地替代抗生素在养殖中的使用，减少抗药性菌株的产生，保护水产养殖环境。
通过对饲用抗生素替代物的研究，可以为水产养殖业提供新的解决方案，促进养殖业的可持续发展。
探索饲用抗生素替代物在水产养殖中的应用研究进展具有重要的意义和价值。
本文旨在对该领域的研究进展进行系统总结和分析，为相关研究提供参考和借鉴。
1.2 研究意义饲用抗生素替代物在水产养殖中的应用研究进展具有重要的研究意义。
随着水产养殖业的快速发展，饲料中抗生素残留问题逐渐凸显，给水产品质量和人体健康带来了潜在风险。
寻找饲用抗生素替代物成为当前水产养殖业发展的迫切需求。
丁酸梭菌在水产养殖中的应用
2020.3苏志星1王元1王松刚2(1.中国水产科学研究院东海水产研究所，上海200090；2.泰州市春达动物药业饲料有限公司，江苏泰州225763)水产养殖业中抗生素的滥用可能导致抗药性细菌的出现以及抗药残留物等许多负面作用，对水产养殖业的可持续发展以及人类的健康产生不利影响。
作为替代抗生素的产品，益生菌已被广泛用于水产养殖业，并被证明具有较好的防治效果，可以促进鱼类的生长，增强免疫力，提高抗病性。
一、丁酸梭菌菌体形态丁酸梭菌属于梭菌属，是一种厌氧的革兰氏阳性芽孢杆菌，由人类粪便和土壤中分离而来，大小为(0.5～1.7)微米×(2.4～7.6)微米，周边有鞭毛，可以运动。
菌体为直杆或微弯的短链状，既有单生又有对生，后期产生孢子。
孢子两端一般为圆形或卵圆形，中间部分隆起，整体呈梭形，无孢外壁和附属丝。
菌落为灰白色，边缘不规则，稍稍突起，表面有光泽，不透明，直径为1～3毫米，略有臭味。
二、丁酸梭菌生理功能1.维持鱼类肠道微生态平衡，抑制致病菌的生长肠道作为鱼类重要的消化器官，内部细菌种类繁多且数量庞大。
正常情况下肠道微生态菌群维持平衡状态，但内外环境改变可能会导致微生物菌群平衡破坏，致病菌大量繁殖使机体出现病态。
丁酸梭菌具有抑制致病菌在肠道内繁殖以及促进有益菌群生长的双重作用。
丁酸梭菌与鱼肠道内双歧杆菌、乳酸菌等有益菌共生并促进它们的繁殖，纠正肠道内菌群的紊乱，这在 鱼的研究中已经证实。
丁酸梭菌可以在肠道内大量繁殖并黏附在肠上皮细胞上，占据了致病菌的定植位点，抑制致病菌的增殖，同时减少各种有害代谢物的产生。
有研究表明，丁酸梭菌可以有效抑制鳗弧菌、爱德华氏菌以及嗜水气单胞菌等鱼肠道致病菌的繁殖。
而丁酸梭菌对有害致病菌的拮抗作用可能与其产生丁酸、乙酸素等短脂肪链有关，丁酸、乙酸等使得肠道pH 下降，低pH 对病原菌有抑制作用。
2.提高鱼体抗病力鱼类的免疫系统是防御外源致病微生物攻击的重要防线，主要包括非特异性免疫和特异性免疫。
丁酸钠在水产养殖的应用
丁酸钠在水产养殖的应用
1丁酸钠在水产养殖的应用
丁酸钠是一种有机阴离子，是丁基醚和钠碱混合物，也被称为丁基醚钠。
丁酸钠可广泛应用于农业和水产养殖等行业。
在水产养殖行业，丁酸钠的应用越来越广泛，可作为水产养殖的清洁剂、消毒剂和防腐剂。
丁酸钠是商业清洁剂中被用来去除污垢的主要成分。
它可以有效改善水质，它可以净化水体中的污染物，例如有机沉积物、氨溴酸钠和硝酸盐，这些物质会导致水体的浊清发生变化，影响水体的水质。
丁酸钠可以有效杀灭水体中的病原体，促进水质变好，从而提高养殖效果。
另外，丁酸钠还可以当作防腐剂，可以防止水产品中细菌的生长，延缓水产品腐烂，并可以改善水产品的口感。
因此，丁酸钠可以有效保持水产品的新鲜度，延长其保存期。
通过以上对丁酸钠在水产养殖的应用的介绍，我们可以看出丁酸钠的应用是十分重要的也是十分实用的，它可以改善水质，杀灭病原体，并可以防腐保鲜，促进水产养殖业发展。
丁酸钠替代抗生素在水产上的应用1
1)试验设计选择健康状况良好的罗非鱼２00条,随机分成两个处理组,每个处理组各1０0条。对照组饲喂基础日粮，丁酸钠组饲喂基础日粮添加０.０3%丁酸钠，基础日粮含有蛋白质 ２4.7％,总能38９6千卡／公斤。罗非鱼的喂食量以每日3%鱼体重量喂食；每日分两餐。
2）试验结果
表4丁酸钠对美洲鳗鲡生长情况的影响
表５ 丁酸钠对美洲鳗鲡肝脏健康情况的影响
（3)丁酸钠对淡水鱼生长表现及肠道粘膜结构的影响(Wａnｇet.Al．, 200８)
1)试验设计选择健康状况良好的鲤鱼360条，随机分成四个处理组，每个处理组设3个重复,每个重复各３０条。对照组饲喂基础日粮，另外三个试验组分别在基础日粮中添加0.０5%、0.1%、０．15%的丁酸钠。饲料期60天，每日投饵2次,喂 食量为鱼体重的3-４%。
到减轻肠道发炎。
(B)促进某种蛋白质的功能丁酸盐改善肠道屏障细菌入侵的功能（inｔestine baｒrier function),促进紧密结合(tiｇht junction)的几种成分基因的表达，如封闭蛋白(claｕｄin)及紧密连结蛋白ＺO-1（tｉght junctioｎprｏtein ZO－1）基因表达。
图2
而丁酸会刺激单核球/巨噬细胞产生IL-1０,IＬ－10反抑制IＬ－1２生成，因此肠道发炎反应被抑制。见图3。
图3
水产饲料配方中普遍使用鱼粉及鱼油来促进鱼虾生长,但因这几十年来全球,鱼粉鱼油的短缺，迫使科学家寻找植物性蛋白原料以取代鱼粉，如大豆等原料。 但大豆有抗营养因子的缺点(如皂苷、过敏性蛋白等）,会造成鲑鱼、乌颊海鲷、海鲈、鲤鱼及养分消化率下降及肠炎。(Francis et．ａl.２001; BaeverfjｏrｄandＫｒｏgｄahl, 199６; Boｎnyarａtpａliｎet. al． １998;Uran et．al. 2008;Ｂoｎａldo et. al．2008)。鱼类肠道发炎的症状包括黏膜组织高度营养化、发炎细胞渗透性的改变、
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丁酸钠替代抗生素在水
产上的应用
Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】
丁酸钠替代抗生素在水产动物上的应用
丁酸钠在陆生动物上的研究进展已经广为普及，也因为全球抗生素滥用所造成的抗药性，欧盟决定于 2006 年禁止用抗生素作为所谓的“生长促进剂”添加到饲料中。
在寻找抗生素替代品的过程中丁酸钠由于具有广泛的生物调节作用而逐渐引起人们的关注。
许多科学研究报告已证实丁酸钠在陆生动物具有以下的作用, 例如抑制人类结肠粘膜发炎及癌症生成；改善禽类的蛋壳品质及减少肉鸡下痢；增长增生猪肠道绒毛、使肠壁变丰厚；及刺激犊牛瘤胃肌层及突触的生长。
至于丁酸钠在鱼类上的应用，可从以下的试验得到验证。
（1）丁酸钠对罗非鱼生长、血液参数及免疫反应的影响（Ahmed ., 2015）
1）试验设计选择健康状况良好的罗非鱼 200 条，随机分成两个处理组，每个处理组各 100 条。
对照组饲喂基础日粮，丁酸钠组饲喂基础日粮添加 %丁酸钠，基础日粮含有蛋白质 %，总能 3896 千卡/公斤。
罗非鱼的喂食量以每日 3%鱼体重量喂食；每日分两餐。
2）试验结果
表 1 丁酸钠对罗非鱼的生长表现
表 2 丁酸钠对罗非鱼肉品质的影响
表 3 丁酸钠对罗非鱼血清蛋白、血葡萄糖及肝指数的影响
注：肩字母不同表示差异显着（P〈）
（2）丁酸钠对美洲鳗鲡采食、生长性能及抗氧化能力的影响（ZhangS,2011）
1）试验设计选择健康状况良好的美洲鳗鲡 600 条，随机分成三个处理组，每个处理组设 2 个重复，每个重复各 100 条。
对照组饲喂基础日粮，丁酸钠 1 组饲喂基础
日粮添加 %丁酸钠，丁酸钠 2 组饲喂基础日粮添加 %丁酸钠。
试验预饲期 20 天，正式期 6 周。
2）试验结果
表 4 丁酸钠对美洲鳗鲡生长情况的影响
表 5 丁酸钠对美洲鳗鲡肝脏健康情况的影响
（3）丁酸钠对淡水鱼生长表现及肠道粘膜结构的影响（Wang ., 2008）
1）试验设计选择健康状况良好的鲤鱼 360 条，随机分成四个处理组，每个处理组设3 个重复，每个重复各 30 条。
对照组饲喂基础日粮，另外三个试验组分别在基础日粮中添加 %、%、%的丁酸钠。
饲料期 60 天，每日投饵 2 次，喂食量为鱼体重的 3-4%。
2）试验结果
表 6 丁酸钠对鲤鱼生长情况的影响
图 1 丁酸钠增长鲤鱼肠绒毛长度
Nuez-Ortin 2011 也指出包被丁酸钠对鲶鱼(P. hypohthalmus)生长有非常优异的表现，如下表。
注：肩字母不同表示差异显着（P〈）
在维护肠道健康方面, 丁酸盐能抑制陆生动物肠道发炎。
当细菌入侵时，单核球/巨噬细胞产生大量促进发炎的细胞激素(cytokine)如 IL-12 (白细胞介素；
interleukin12)及少量 IL-10。
IL-12 刺激 T 细胞生成γ干扰素(interferon-γ)，肿瘤坏死因子(TNF，tumornecrosisfactor)及 IL-2(白细胞介素 IL-2)。
全都会促使肠道发炎反应。
见图 2。
图 2
而丁酸会刺激单核球/巨噬细胞产生 IL-10，IL-10 反抑制 IL-12 生成，因此肠道发炎反应被抑制。
见图 3。
图 3
水产饲料配方中普遍使用鱼粉及鱼油来促进鱼虾生长，但因这几十年来全球，鱼粉鱼油的短缺，迫使科学家寻找植物性蛋白原料以取代鱼粉，如大豆等原料。
但大豆有抗营养因子的缺点 (如皂苷、过敏性蛋白等)，会造成鲑鱼、乌颊海鲷、海鲈、鲤鱼及养分消化率下降及肠炎。
(Francis et. al. 2001; Baeverfjord and Krogdahl, 1996; Bonnyaratpalin et. al. 1998;Uran et. al. 2008; Bonaldo et. al. 2008)。
鱼类肠道发炎的症状包括黏膜组织高度营养化、发炎细胞渗透性的改变、
充血、肠道绒毛变短而影响吸收、营养消化率下降及对其他细菌性疾病抵抗减弱等。
所幸丁酸盐也具有抑制水产动物肠道发炎的功效! Koppe 于 2009 年指出鲑鱼日粮中含 25%萃取大豆会导致肠炎，而添加 %丁酸钠可以有效抑制肠道发炎(soy enteritis)。
2006 年 Owen 等人以大豆浓缩在鲶鱼进行过敏性试验，日粮以鱼粉为主或日粮以大豆浓缩 + 2 公斤丁酸钠为主，其结果表明两组生长速度无统计学上的差异，表示丁酸钠可弥补大豆浓缩的缺点。
JaumePerez-Sanchez 及其团队与西班牙Instituto deAcuicultura deTorre la Sal(IATS-CSIC)学院和挪威 University ofLife Science 用包被丁酸钠在乌颊海鲷作对比实验(设 3 个重复， 90 公升水槽，15 幼鱼/槽，试验期 9 周)。
乌颊海鲷幼鱼(25 克初重)。
实验主要探讨是在以植物性蛋白为主的日粮中(内含20%鱼粉及35%鱼油被混合植物油所取代)，添加丁酸钠是否可减轻生长负面的影响及植物性引起的肠炎。
生长结果表明，丁酸钠明显改善肠道健康及肠道指数 (鱼重/肠道长度)。
当我们探讨丁酸盐抑制肠道发炎的机理，可分为 3 个方式：
（A）基因控制方式 1）丁酸盐有助某种基因的修饰/改变/表达，使肠道更健康。
2）丁酸盐促进肠道细胞分化基因的表现，而不是干状细胞增生基因的表现。
3）丁酸盐经由降低 mRNA 及蛋白质转译(transcript)，来降低增生细胞核内抗原(proliferating cell nuclear antigen; PCNA)的表达。
4) 丁酸钠可在后肠道，经由修饰 DNA 转译因子(transcription factors)来提供抗发炎因子。
如此反馈控制发炎基因的表现, 达
到减轻肠道发炎。
（B）促进某种蛋白质的功能丁酸盐改善肠道屏障细菌入侵的功能(intestine barrier function)，促进紧密结合(tight junction)的几种成分基因的表达，如封闭蛋白(claudin)及紧密连结蛋白 ZO-1(tight junction protein ZO-1)基因表达。
（C）丁酸盐改变物质的表达来控制基因丁酸盐也改变 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)的表达，进而促进抗发炎基因的表达。
另外，丁酸钠在虾类上也有很广泛的应用。
丁酸可用以保护盐水明虾免受病原性弧菌感染（等人 2006）。
在实验室中丁酸可完全抑制明虾弧菌 LMG21363 生长 (in vitro) 。
图 4
在明虾体内，丁酸可增加经过弧菌感染两天后的存活率 (invivo)，见表 8：
表 8 丁酸对明虾经过弧菌感染两天后的存活率的影响
总体而言, 丁酸盐在鱼类及虾类上应用的效果可归纳如下：
1）诱食，促进采食量，降低饲料系数；
2）提高鱼肉品质；
3）促进肠道绒毛增长及修复；
4）抑制肠道发炎，减少过敏反应；
5）提高机体免疫力；
6）促进肝脏健康；
7）抑制弧菌；
8）提高饲料适口性。
丁酸盐添加于水产饲料配方中身兼诱食剂和保护肠道提高抵抗力的作用，最早应用于医学，在欧洲是公认的饲料原料，在国内逐渐向畜牧、家禽、水产延伸，是无抗替代，预防水产病害，实施预防养殖饲料的调节因子。