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丁酸鈉在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中的作用
四川省劍閣職業(yè)高級(jí)中學(xué)校 羅春清 2020/3/27 14:17:53
[摘 要] 丁酸鈉是丁酸的鈉鹽形式,研究發(fā)現(xiàn)其水解成丁酸后具有廣泛的生理營(yíng)養(yǎng)作用。本文綜述探討丁酸鈉的理化性質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)作用和其應(yīng)用注意事,并簡(jiǎn)要展望丁酸鈉應(yīng)用前景。
[關(guān)鍵詞] 丁酸鈉； 營(yíng)養(yǎng)作用； 注意事項(xiàng)； 應(yīng)用前景
長(zhǎng)期以來, 飼用抗生素在保障動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與健康、促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)等方面效果明顯, 給畜禽生產(chǎn)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。目前, 開發(fā)抗生素替代品成為動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)、飼料添加劑研究的熱點(diǎn)。丁酸鈉具有無污染、無有害殘留和獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)生理功能等特點(diǎn)而逐漸成為熱門的抗生素替代品之一。
一、丁酸鈉的理化性質(zhì)
丁酸鈉產(chǎn)品呈白色至類白色, 可吸濕性的粉末,似絨毛狀, 具有特殊的奶酪酸敗樣氣味, 易溶于水, 水溶液 pH 值呈堿性。作為一種生物調(diào)節(jié)劑, 丁酸在維持細(xì)胞的分化和結(jié)腸上皮的完整性、提高動(dòng)物生產(chǎn)性能方面發(fā)揮著重要作用。本品在常規(guī)貯存和搬運(yùn)條件下, 處于室溫和密封狀態(tài)下穩(wěn)定, 但勿與性質(zhì)相反的物質(zhì)、粉塵、過熱物品、強(qiáng)氧化劑混存。
二、丁酸鈉在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中的生理功能及作用
近年來發(fā)現(xiàn)丁酸鈉在提高動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與生產(chǎn)性能方面也發(fā)揮著作用
1、作為腸道細(xì)胞的能量來源
研究發(fā)現(xiàn), SCFA 能夠?yàn)榻Y(jié)腸提供能量, 是腸細(xì)胞偏愛的能量源, 且在腸腔內(nèi)極易吸收。其中丁酸是結(jié)腸粘膜上皮細(xì)胞的主要能量來源, 約占 SCFA 耗氧所
產(chǎn)能量的 70%, 為動(dòng)物提供了高達(dá) 30% 的維持能( Basson 等, 1996) 。 丁酸鹽和其它初級(jí)短鏈脂肪是結(jié)腸上皮細(xì)胞的主要呼吸燃料, 結(jié)合丁酸非離子彌散性吸收為主的特點(diǎn), 丁酸無需經(jīng)過肝膽吸收和復(fù)雜的三羥循環(huán)系統(tǒng), 可以直接為腸上皮細(xì)胞提供能量, 是腸上皮細(xì)胞的快速能量源。
2、改善小腸形態(tài), 促進(jìn)小腸消化吸收功能
小腸粘膜上皮細(xì)胞是執(zhí)行消化吸收功能的最主要細(xì)胞。一方面, 腸上皮細(xì)胞的紋狀緣含有許多酶, 參與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化; 另一方面, 食物在腸上皮細(xì)胞的腸腔面或腸腔內(nèi)被消化分解, 營(yíng)養(yǎng)成分被主動(dòng)吸收或簡(jiǎn)單擴(kuò)散。經(jīng)腸上皮細(xì)胞的腸腔面進(jìn)入細(xì)胞內(nèi), 除一部分供給該細(xì)胞自身使用外, 大部分從細(xì)胞基側(cè)面以主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)或擴(kuò)散的方式釋放, 進(jìn)入固有層的毛細(xì)血管。因此, 粘膜上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性是執(zhí)行消化吸收功能的基本保證(王子旭等,2003)。Galfi 等(1990)給生長(zhǎng)豬飼喂含 0.17%丁酸鈉的日糧發(fā)現(xiàn),丁酸鈉增加了回腸微絨毛長(zhǎng)度。
3、維持腸粘膜上皮細(xì)胞的正常形態(tài),增強(qiáng)免疫功能
腸粘膜機(jī)械屏障由腸粘膜上皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞側(cè)面的細(xì)胞連接、上皮基膜和上皮表面的細(xì)胞衣組成。它們構(gòu)成了機(jī)體免疫系統(tǒng)的第一道防線。因此, 腸粘膜上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性與腸粘膜機(jī)械屏障功能, 乃至機(jī)體的免疫功能有密切關(guān)系( Reynolds 等, 1996; 殷彥君等, 2002) 。
丁酸鈉能抑制結(jié)腸上皮細(xì)胞的凋亡, 誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡, 抑制 NF- kB 的活性, 減少 TNF- α等炎癥性細(xì)胞因子的產(chǎn)生和釋放, 抑制腸粘膜的炎癥反應(yīng)。
這些作用有利于結(jié)腸炎的愈合, 減少細(xì)菌或食物抗原跨粘膜遷移, 減輕腹瀉。Sauer 等( 2007) 研究發(fā)現(xiàn),丁酸的抗腸炎功能與其調(diào)節(jié)結(jié)腸細(xì)胞氧化和代謝性應(yīng)激的基因表達(dá)有關(guān)。
4、維護(hù)胃腸道內(nèi)有益微生物菌叢
動(dòng)物胃腸道存在著大量的微生物, 當(dāng)其中的雙歧桿菌、乳酸菌等有益菌占優(yōu)勢(shì)時(shí)能夠抑制大腸桿菌等有害菌在腸道內(nèi)的附著和增殖, 從而減少消化道疾病的發(fā)生( Meng 等,1998) �？梢娔c道微生態(tài)的平衡對(duì)于宿主的健康有著極為重要的意義( Floch 等,2001) 。
丁酸鹽可以抑制病源微生物(沙門氏桿菌、大腸桿菌、梭狀芽孢桿菌等)的生長(zhǎng), 增加有益菌群數(shù)量(乳酸桿菌、糞鏈球菌等), 改善腸道微生物菌群, 起到部分替代抗生素的作用。研究發(fā)現(xiàn), 揮發(fā)性有機(jī)酸和非揮發(fā)性有機(jī)酸及無機(jī)酸的抗菌效果存在明顯差異, 揮發(fā)性有機(jī)酸(甲酸、丙酸、丁酸)具有較好的殺菌作用, 直接擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi), 通過降低胞內(nèi)pH 值, 抑制某些大分子的代謝, 破壞病原菌細(xì)胞膜的完整性, 從而達(dá)到殺菌作用。揮發(fā)性有機(jī)酸鹽( 如丁酸鹽) 盡管不能降低病原菌細(xì)胞間質(zhì)的 pH 值, 不能以酸的形式滲透進(jìn)入病原菌細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮殺菌作用, 但也具有抗菌作用, 其作用強(qiáng)弱依賴于有機(jī)酸鹽的溶解性。如揮發(fā)性有機(jī)酸的鈉鹽全溶于水, 而鈣鹽只有部分可溶, 因而體外抑菌試驗(yàn)中, 丁酸鈉的抑菌效果要比甲酸鈣和丙酸鈣的強(qiáng), 此外有機(jī)酸的二價(jià)鹽體外抑菌效果優(yōu)于飽和度高的有機(jī)酸鹽。
5、丁酸鈉其它作用
除了上述明顯的作用特點(diǎn)以外, （未完，下一頁(yè)）
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