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]。
丁酸类产品及其在动物生产中的科学应用
丁酸类产品及其在动物生产中的科学应用张吉鹍(江西省农业科学院畜牧兽医研究所ꎬ南昌㊀330200)㊀㊀摘㊀要:本文介绍了作为丁酸来源的丁酸盐(如丁酸钠㊁丁酸钙)与丁酸甘油酯(如三丁酸甘油酯)的特性㊁功能特点㊁作用机制及其在动物生产中的典型应用ꎬ特别是指出了生产应用中效果不稳定的因素ꎬ对丁酸类产品的科学使用具有重要的指导意义ꎮ关键词:丁酸钠ꎻ丁酸钙ꎻ三丁酸甘油酯作者简介:张吉鹍(1964-)ꎬ男ꎬ江西武宁人ꎬ博士ꎬ研究员ꎬ主要从事动物营养繁殖研究ꎬE-mail:346884018@qq.com1㊀丁酸的营养功能1.1㊀动物肠道短链脂肪酸的产生部位及其作用动物大肠(盲肠和结肠)中的厌氧杆菌丁酸梭菌发酵降解碳水化合物(饲料中的纤维成分与未吸收的淀粉以及内源性多糖)㊁蛋白质时ꎬ会产生包括乙酸(AceticAcidꎬAA)㊁丙酸(Pro ̄pionicAcidꎬPA)与丁酸(ButyricAcidꎬBA)在内的短链脂肪酸(ShortChainFattyAcidsꎬSCFA)ꎬ其中以丁酸为主ꎮ这些短链脂肪酸的功能体现在:①SCFA作为肠道上皮细胞生长发育的直接供能物质ꎬ可以促进细胞增殖ꎬ扩大吸收营养物质的表面积ꎮ②SCFA作为存在于结肠肠腔中的主要阴离子ꎬ能够调节钠离子及其它矿物质在肠道中的吸收ꎬ并能与重金属离子螯合ꎬ以降低其毒性ꎮ同时还具有提高肠道有益菌㊁抑制有害菌生长的功能ꎮ③SCFA作为结肠上皮细胞的主要营养物质ꎬ具有包括从促进黏液分泌㊁增强黏膜血流㊁诱导表皮细胞增生等多方面影响结肠黏膜作用的功能[1-3]ꎮ1.2㊀丁酸的特性与功能及其在饲料中的添加形式丁酸作为短链脂肪酸的主要成员ꎬ不同于乙酸㊁丙酸ꎬ具有水㊁脂双亲性ꎬ偏于亲脂ꎬ在pH4~6时较稳定㊁不易分解ꎬ饲喂后大部分能够避过小肠的酸性环境ꎬ直接进入盲肠与结肠部位ꎮ丁酸在动植物油脂中以丁酸酯的形式存在ꎬ味难闻㊁先辣后甜ꎬ是结肠上皮细胞能量的主要来源ꎬ在维持细胞的分化与结肠上皮的完整性㊁改善胃肠道机能㊁提高动物生产性能方面发挥着重要作用ꎬ是一种重要的生物调节剂[4]ꎮ因其具有游离性与挥发性的特性ꎬ近年来常包被及酯化加工后用作饲料添加剂ꎮ2㊀丁酸钠实际生产中常将其制成相对稳定的钠盐如丁酸钠(SodiumbutyrateꎬSB)或制成丁酸甘油酯等进行添加ꎮ2.1㊀丁酸钠的理化性质丁酸钠ꎬ又名正丁酸钠盐(Butyricacidsodi ̄umsaltꎬBASS)ꎬ为可吸湿性粉末ꎬ似绒毛状ꎬ色白或类白色ꎬ易溶于水ꎬ具特殊的奶酪酸败样气味ꎬ水溶液pH呈碱性ꎮ2.2㊀丁酸钠的功能及其在动物生产中的应用2.2.1㊀丁酸钠的功能首先ꎬ丁酸钠作为复合酸化剂的重要组分ꎬ不仅具有无污染㊁无有害残留㊁无耐药性等特点ꎬ还具有酸化㊁部分替代抗生素的作用ꎬ正逐渐成为极具潜力的抗生素替代品与动物保健品之一ꎮ其次ꎬ丁酸钠作为肠粘膜营养剂的重要组分ꎬ具有促进断奶仔猪肠黏膜结构和功能发育以及提高仔猪免疫机能的作用ꎮ第三ꎬ丁酸钠作为胃肠道微生态平衡调节剂与电解质平衡调节剂的重要组分ꎬ对胃肠道微生态与电解质平衡的营养生理功能进行调控ꎮ第四ꎬ丁酸钠作为诱食剂㊁香味剂的重要组分ꎬ对动物具有诱食作用ꎮ此外ꎬ丁酸钠还可以用作能源物质为肠上皮细胞提供代谢 燃料 ꎮ2.2.2㊀丁酸钠在动物生产中的应用自2003年农业部将丁酸钠列入«饲料添加剂品种目录»以来ꎬ丁酸钠在动物生产中得到了较好的推广应用ꎮ张雪艳等[5]在蛋鸡日粮中添加丁酸钠或丁酸钙或50%包被丁酸钠等3种不同形式的丁酸盐300g/tꎬ发现:①丁酸钠或丁酸钙均可提高蛋鸡产蛋率㊁降低料蛋比ꎬ提高日粮蛋白质与能量的利用率ꎬ其效果要优于50%包被丁酸钠ꎻ②3种丁酸盐均能较好地提高日粮磷表观代谢率ꎬ并能较好地改善鸡蛋品质ꎬ但以丁酸钙对鸡蛋品质的改善效果最好ꎻ③3种丁酸盐均不同程度地降低了肠道pH和大肠杆菌的数量ꎬ提高了各肠段食糜乳酸杆菌的数量ꎬ改善了肠道微生态的平衡ꎬ对蛋鸡肠道健康均具有促进作用ꎮ李朝云等[6]的研究表明ꎬ在断奶仔猪日粮中添加包膜丁酸钠500g/tꎬ仔猪平均日增重增加1.67%ꎬ料重比降低1.33%ꎬ腹泻指数降低2.94%ꎬ提高了仔猪的生产性能ꎮ肖雪梅等[7]分别在断奶仔猪日粮中添加1kg/t丁酸钠与250g/t丁酸梭菌ꎬ发现其效果相当ꎬ均可显著提高断奶仔猪的平均日增重与采食量ꎬ并显著地降低了仔猪的腹泻率ꎮ2.3㊀导致饲用丁酸钠效果不稳定的因素目前ꎬ丁酸钠类饲料添加剂主要应用于幼龄动物饲料中ꎬ但效果不是很稳定ꎮ可能与下列因素有关:(1)发挥作用的丁酸钠的有效剂量:一方面ꎬ作为有机酸的丁酸钠ꎬ其解离度小ꎬ酸性较弱ꎬ要达到无机酸的酸化力ꎬ就必须加大用量ꎬ而增加用量就会增加成本ꎬ因而实际生产中其用量常常受到限制ꎬ达不到发挥功效的有效剂量ꎻ另一方面ꎬ即便添加足量的丁酸钠ꎬ但由于受到化学反应㊁动物的生理作用而变相降低其发挥功效的实际有效剂量ꎬ主要的因素有:①丁酸钠作为酸化剂直接添加到饲料中ꎬ易为饲料中的碱性物质所中和ꎬ也就是日粮对丁酸钠的缓冲力ꎬ使得部分丁酸钠失去酸化作用ꎻ②丁酸钠在动物胃肠道中被快速吸收ꎬ反射性地抑制胃酸的分泌ꎬ进而影响到幼畜胃的正常发育与功能的正常发挥ꎻ③若丁酸钠不能到达小肠或到达小肠的量很少ꎬ就不足以降低小肠的pH值ꎬ也就不能有效地抑制有害微生物的生长㊁促进有益菌的生长ꎮ(2)日粮的种类:通常日粮中蛋白质㊁钙㊁磷和微量矿物质的含量越高ꎬ日粮对酸的缓冲力就越高ꎮ日粮中的这些原料对丁酸钠都有一定的缓冲力ꎬ而日粮的缓冲力是影响胃内游离酸量的重要因素之一ꎮ缓冲力越大ꎬ所吸附的胃内游离酸就越多ꎬ造成采食后胃内游离酸含量减少㊁pH值升高ꎬ进而影响到胃蛋白酶的活性及其对蛋白质的酶解与消化吸收ꎮ(3)日粮的技术成本高:鉴于动物对结肠中的短链脂肪酸(SCFA)的吸收与代谢力极强ꎬ其中又以丁酸最强ꎬ以致动物机体内丁酸的血清半衰期只有短短的6minꎮ实际生产中ꎬ在利用丁酸钠作为饲料添加剂时ꎬ为克服其代谢过快㊁确保其达到发挥功效的有效血液浓度ꎬ常采用缓释技术ꎬ对丁酸钠进行包被ꎬ使得丁酸能够到达结肠而不至于在此前被小肠过快地代谢丢失ꎮ然而ꎬ包被就要增加包被的技术成本ꎮ(4)动物的不良应激:母猪奶干物质中丁酸盐的含量超过3.8%ꎬ针对断奶后的幼畜对日粮中母源性物质如丁酸钠等依然具有依赖性ꎬ丁酸钠以其特有的气味ꎬ常用于诱食ꎬ在仔猪教槽料和反刍动物代乳料中的作用尤为明显ꎮ然而ꎬ动物尤其是幼龄动物的口腔粘膜柔细ꎬ感受力强ꎮ若用低价低质的化工级丁酸钠作为诱食剂时ꎬ不但不能起到诱食㊁保持动物机体健康的作用ꎬ反而灼伤口腔粘膜ꎬ导致采食量下降ꎬ甚至拒食ꎮ因此ꎬ配制日粮时一定要严把原料品质关ꎬ采用饲料级丁酸钠产品ꎮ此外ꎬ添加到饲料中的丁酸钠可能会产生氧化钠㊁一氧化碳㊁二氧化碳㊁过敏性和有毒的烟尘与气体等有害分解产物ꎬ而这些物质有可能导致眼和皮肤过敏㊁消化道和呼吸道应激㊁中枢神经系统抑制等ꎮ(5)受限于贮存运输条件:丁酸钠产品只有在常规贮运并处于低温和密封状态下才稳定ꎬ但不能与性质相反的物质㊁粉尘㊁过热物品㊁强氧化剂混合保存ꎬ而且贮存过程中容易发生稀释结块或造成饲料受潮ꎮ而实际生产中很难全满足这些条件ꎬ必然对丁酸钠产品的质量造成不同程度的影响ꎮ2.4㊀缓释型丁酸钠的推出缓释型丁酸钠可为动物结肠提供营养ꎬ同时还具有抗菌性ꎬ特别是能够增强肠道碱性磷酸酶的表达ꎬ从而降低内毒素对机体所造成的损害ꎬ改善动物的肠道健康ꎮ3㊀丁酸甘油脂丁酸甘油酯(Butyrin)是由一分子甘油与三分子丁酸酯化而成的甘油酯ꎬ为丁酸盐产物[8]ꎬ存在于奶油㊁鱼肝油与汗液中ꎮ市场所见到的三丁酸甘油酯产品ꎬ具有奶油㊁黄油香气和腊香味ꎬ同时含有淡淡酸味和微苦味ꎬ作为一种新型饲料添加剂ꎬ解决了液体丁酸难以添加与气味难闻的问题ꎮ能提高到达生产动物肠道作用位点的有效丁酸含量ꎬ发挥营养作用:①改善生产动物肠道微生物菌群平衡ꎻ②修复受损肠道ꎬ提高肠道结构的完整性ꎻ③增强肠道物理屏蔽作用ꎬ加强肠道的免疫功能ꎬ降低生产动物肠道疾病的爆发ꎻ④促进养殖动物摄食ꎬ提高动物的生长性能ꎬ最终提高养殖的经济效益ꎬ是无抗养殖大环境下确保动物肠道健康的重要产品ꎮ3.1㊀补充丁酸甘油酯的必要性3.1.1㊀现行饲料配方体系ꎬ造成动物饲料中以丁酸为代表的短链脂肪酸短缺动物饲料中添加脂肪酸㊁寡糖㊁多肽㊁维生素㊁有机微量元素等营养素可以缓解动物免疫抑制并调节其免疫力ꎮ脂肪酸平衡是目前国内动物(如养猪)生产中普遍存在而又很少引起重视的问题ꎮ中长链脂肪酸可以由不同来源的脂肪(动物油㊁米糠油㊁棕榈油㊁椰子油等)配比获得相对的平衡ꎬ但是ꎬ以丁酸为代表的短链脂肪酸却通常无法直接从饲料中获得ꎬ只能通过猪肠道中的益生菌利用纤维素来获取ꎮ以丁酸为代表的短链脂肪酸是猪肠道上皮细胞最佳的能源ꎬ丁酸类物质的抗炎症㊁促生长功效显著ꎬ丁酸类产品的开发越来越为动物(如养猪)生产者所重视ꎮ当前ꎬ以猪为代表的动物生产中ꎬ由于持续使用抗生素ꎬ造成猪肠道中的菌群(益生菌)数量有限ꎬ再加上目前的饲料配方中大多只注重能量㊁氨基酸㊁维生素等常规营养素的平衡ꎬ很少关注纤维素在猪肠道中的功能ꎮ各阶段猪饲料中纤维素普遍缺乏ꎬ使得猪无法从肠道中获得足以满足其生理需求的丁酸ꎬ导致猪的生理功能异常ꎮ3.1.2㊀丁酸甘油酯作为饲料添加剂ꎬ主要是利用丁酸在动物肠道中的特殊功能3.1.2.1㊀功能特点㊀丁酸甘油酯在畜牧业应用中的主要特点有:①全过胃ꎮ在胃液中基本不分解ꎬ几乎百分之百通过胃部进入肠道[8]ꎮ②护黏膜ꎮ丁酸甘油酯在肠道胰脂肪酶的作用下缓慢释放出甘油与丁酸ꎬ丁酸在肠道的前㊁中㊁后3个部位快速均匀地吸收ꎬ起着修复肠黏膜损伤㊁保护肠黏膜的作用[9]ꎮ③防肠炎ꎮ预防结肠段营养性腹泻和增生性回肠炎ꎮ④促泌乳ꎬ增进母猪采食量ꎬ促进母猪泌乳ꎬ提高母乳品质ꎮ⑤速供能ꎮ为肠黏膜细胞快速提供能量ꎬ促进肠黏膜快速生长发育ꎮ⑥长整齐ꎮ促进断奶仔猪采食ꎬ提高营养物质吸收ꎬ显著提升猪群整齐度ꎮ3.1.2.2㊀作用机理㊀丁酸甘油酯作为饲用肠黏膜营养活性脂肪ꎬ其作用机理为:①供能ꎬ肠黏膜细胞迁移是一个耗能的过程ꎬ肠道黏膜营养不足ꎬ肠黏膜细胞内源性 饥饿 ꎬ就会造成肠绒毛萎缩ꎬ导致肠黏膜功能性表面积减少ꎬ吸收能力下降ꎬ肠粘膜免疫屏障作用减弱ꎬ最终导致仔猪腹泻及禽拉水便㊁饲料便ꎮ因胃液中缺乏降解三丁酸甘油酯的脂肪酶ꎬ使得丁酸在胃部受到保护而免于吸收ꎬ即几乎可以 全过胃(Bypassthestomach) 到达肠道ꎮ一部分丁酸甘油酯直接被肠道吸收ꎬ在肠黏膜细胞内水解为丁酸和丁酸甘油一酯ꎬ水解出的丁酸为肠粘膜细胞迅速供能ꎮ未被前肠㊁中肠利用的丁酸甘油酯和丁酸甘油一酯ꎬ到达后肠后ꎬ在微生物的作用下分解为丁酸ꎬ为后肠粘膜细胞提供能量ꎮ丁酸是一种短链脂肪酸ꎬ是肠道上皮细胞主要能量源ꎬ可显著刺激肠上皮细胞增殖ꎬ增加小肠绒毛高度ꎬ保证肠粘膜细胞的正常迁移ꎬ进而促进养分吸收㊁增强免疫力㊁改善动物健康㊁降低仔猪断奶应激综合征㊁提高生产性能和降低死亡率ꎮ②杀菌ꎮ丁酸甘油酯具有分子极性ꎬ可有效穿过一些主要病原菌的亲水性细胞膜ꎬ侵入细菌细胞内ꎬ进而杀死有害菌ꎮ丁酸甘油酯与丁酸甘油一酯对主要定殖于后肠(Hindgut)和盲肠的病原菌(如沙门氏菌和产气荚膜梭菌)的抑菌效果明显优于其他(如丁酸钠等)同类产品ꎮ3.2㊀主要功能肠黏膜的发育与成熟状况是制约幼畜快速生长的关键因素ꎮ丁酸甘油酯能快速补充肠黏膜营养是因为其分解产物丁酸能促进肠黏膜的发育与成熟ꎬ修复各种应激引起的肠黏膜损伤㊁进而改善肠道健康ꎬ控制腹泻及提高生产性能ꎮ丁酸甘油酯在畜牧业中的主要用途可归纳为[10~13]:①快速供能ꎮ提供肠黏膜细胞能量来源ꎬ为肠黏膜细胞快速供能ꎮ②提供养分ꎬ修复肠黏膜ꎮ促进上皮细胞增殖与分化ꎬ增加肠绒毛高度ꎬ促进养分吸收利用ꎬ是优异的肠道营养剂ꎬ可以协助修复肠黏膜ꎮ③通过促进紧密连接蛋白的表达ꎬ增进肠道屏障功能ꎮ④调节肠道微生态ꎮ促进肠道有益微生物(如乳酸菌)增殖ꎬ丁酸广谱抑制多种有害菌ꎮ⑤在肠道释放缓慢ꎬ过胃ꎬ无需包被ꎬ可直达后肠ꎮ快速供能方面ꎬ较之丁酸钠ꎬ3倍地增加了丁酸的有效性ꎮ⑥提高动物抗病㊁抗应激的能力ꎬ缓解各种应激损失ꎮ⑦促进泌乳ꎬ提高动物生产性能ꎮ丁酸是乳脂的重要组分ꎬ补充丁酸甘油酯可以促进泌乳ꎬ提高乳汁质量ꎬ为抗生素类促生长剂的重要替代品ꎮ3.3㊀丁酸甘油酯在动物生产中的应用3.3.1㊀丁酸甘油酯在动物生产中的单一应用张俊梅等[14]三丁酸甘油酯对乙酸刺激仔猪肠道屏障功能的影响ꎬ发现给断奶仔猪直肠灌注10%的乙酸会引起仔猪肠形态结构和屏障功能的损伤ꎬ提高血浆二胺氧化酶活性ꎬ上调EGF和AREG基因的相对表达量ꎻ日粮中添加0.1%的三丁酸甘油酯对肠道损伤有缓解和修复作用ꎬ并指出这可能是通过调控与肠黏膜增殖有关的信号通路实现的ꎮ唐启峰等[15]以南美白对虾(PenaeusVanmameiꎬPV)为研究对象ꎬ分别在基础饲料中添加0.5g/kg㊁1.0g/kg㊁1.5g/kg的三丁酸甘油酯(TributyrinꎬTB)与0.5g/kg㊁1.0g/kg㊁1.5g/kg的包膜丁酸钠(MicroencapsulatedSodiumButyrateꎬMSB)ꎬ研究TB与MSB对PV生产性能与肠道微生物的影响ꎮ发现TB和MSB均可促进PV及其肠道有益菌的生长ꎬ减少肠道致病性弧菌的数量ꎬ降低PV疾病的爆发率ꎬ提高PV的养殖效益ꎮ但同比之下TB的效果要优于MSBꎬMSB的添加剂量须到达1.5g/kg才能达到显著效果ꎬ而MSB的3种剂量的添加效果均达到显著水平(P<0.05)ꎮ3.3.2㊀丁酸甘油酯在动物生产中的组合应用张勇等[16]研究了28日龄大白断奶仔猪日粮中添加三丁酸甘油酯(TB)㊁牛至油(OreganoEssentialOilꎬOEO)及其组合物对仔猪生长性能㊁血清生化指标㊁营养物质表观消化率以及粪中微生物菌群的影响ꎮ发现:①在断奶仔猪日粮中添加TB(1kg/t)ꎬ可以减少仔猪粪便中大肠杆菌的数量(P<0.01)ꎻ②在断奶仔猪日粮中添加OEO(1kg/t)可以提高断奶仔猪的日增重(P<0.05)ꎬ减少断奶仔猪的腹泻率与粪中大肠杆菌的数量(P<0.01)ꎻ③在断奶仔猪日粮中同时添加TB(1kg/t)与OEO(1kg/t)既可以降低断奶仔猪的料重比(P<0.05)与腹泻率(P<0.01)以及粪便中的大肠杆菌数量(P<0.01)ꎬ又可以提高粗蛋白质的表观消化率(P<0.05)与粗脂肪的表观消化率(P<0.01)以及粪便中的双歧杆菌数量(P<0.05)ꎮ朱荣生等[17]的研究发现ꎬ在仔猪日粮中添加0.2%的三丁酸甘油酯与0.15%的核苷酸可使断奶仔猪平均日增重提高7.76%(P<0.05)ꎬ腹泻率降低61.90%(P<0.01)ꎬ断奶仔猪十二指肠和空肠肠绒毛高度㊁绒毛高度/隐窝深度(V/C)值㊁肠壁厚度和黏膜厚度增加ꎬ回肠内容物中胰蛋白酶和麦芽糖酶活性显著增加ꎬ同时可使血清中免疫球蛋白含量增加15.65%~82.03%(P<0.05)ꎬ血清二胺氧化酶活性降低34.04%(P<0.01)ꎮ4㊀市场上常见的丁酸盐类饲料添加剂的特点及其比较目前ꎬ市场上较常见的丁酸类饲料添加剂主要的有丁酸钠㊁丁酸钙与丁酸甘油酯ꎮ4.1㊀丁酸钠丁酸钠是最先使用的丁酸类饲料添加剂ꎬ但其臭味比丁酸钙大ꎮ丁酸钠在胃液中又易被置换成丁酸而被胃和小肠快速吸收ꎬ使得到达结肠(丁酸发挥作用的关键部位)的丁酸钠的量减少(变相降低了有效含量)ꎬ而且因为工艺原因造成普通的丁酸钠产品的比重小㊁体积大ꎬ运输㊁使用都不是很方便ꎮ包被丁酸钠从臭味到密度上都有改善ꎬ但以降低有效含量为代价ꎮ4.2㊀丁酸钙丁酸钙是丁酸钠的改进型ꎬ无论从密度㊁气味㊁流动性㊁粒度㊁有效基团等都比丁酸钠提高了一个档次ꎬ同时增加钙的补充ꎮ目前大规模生产的厂家不多ꎮ4.3㊀丁酸甘油酯4.3.1㊀丁酸甘油酯的特点丁酸甘油酯作为丁酸的良好来源ꎬ较之其它丁酸来源之丁酸盐ꎬ具有如下特点:①安全无毒副作用ꎬ且半衰期长ꎮ②在动物体内 全过胃 ㊁直达肠道ꎬ这样不仅较丁酸钙㊁丁酸钠(因在胃部吸收所导致的肠部利用率下降)具有更明显的优点ꎬ而且同时还减少了对胃部的刺激ꎮ③丁酸甘油酯无臭味ꎬ不像丁酸钠等丁酸盐类制剂那样具有刺激性气味ꎮ4.4㊀丁酸甘油酯的应用前景肠道健康的解决方案ꎬ主要是靠益生菌㊁中短链脂肪酸㊁酸化剂等做支撑ꎬ而谷氨酰胺㊁精油㊁酶制剂㊁中草药㊁纤维㊁寡糖等也会起到一定的作用ꎮ综合考虑ꎬ以中短链脂肪酸较好ꎮ中短链脂肪酸主要作用于有害菌ꎬ可以用于调节肠道菌群ꎮ研究表明ꎬ中短链脂肪酸可以抗病毒ꎬ作用靶点为细胞膜和DNAꎮ在中短链脂肪酸中ꎬ以丁酸甘油酯的应用前景较好ꎮ丁酸甘油酯除具有上述用途外ꎬ还具有性价比高的特点ꎮ丁酸钠是大家普遍接受的产品ꎬ与其相比ꎬ丁酸甘油酯具有无需包被㊁质量可靠性高㊁可到达后肠㊁可控释放㊁气味温和㊁性价比高㊁操作更方便等优点[18]ꎮ参考文献[1]BaruahKꎬSahuNPꎬPalAKꎬetal.DietarymicrobialphytaseandcitricacidsynergisticallyenhancesnutrientdigestibilityandgrowthperformanceofLabeorohita(Hamilton)juvenilesatsub-optimalproteinlevel[J].AquacultureResearchꎬ2007ꎬ38(2):109-120. [2]CrossHSꎬDebiecHꎬPeterlikM.Mechanismandreg ̄ulationofintestinalphosphateabsorption[J].Mineralandelectrolytemetabolismꎬ1989ꎬ16(2-3):115-124. [3]RavindranV.&KornegayE.Acidificationofweanerpigdiets:areview[J].JournaloftheScienceofFoodandAgricultureꎬ1993ꎬ62:313-322.[4]MedinaVꎬAfonsoJJꎬAlvarez-ArguellesHꎬetal.So ̄diumbutyrateinhibitscarcinomadevelopmentina1ꎬ2-dimethylhydrazineinducedratcoloncancer[J].JParentEnterNutꎬ1998ꎬ22:142.[5]张雪艳ꎬ王志祥ꎬ任时成.丁酸盐对蛋鸡生产性能㊁养分代谢率㊁蛋品质及肠道菌群的影响[A].刘建新.中国畜牧兽医学会动物营养学分会第十次学术研讨会论文集[C]ꎬ北京:中国农业科技出版社ꎬ2008ꎬ535.[6]李朝云ꎬ余荣ꎬ徐小芳.微囊丁酸钠对仔猪生长性能的影响[A].李爱科ꎬ李绍玉.中国畜牧兽医学会动物营养学分会第七届中国饲料营养学术研讨会论文集[C].北京:中国农业大学出版社ꎬ2014ꎬ92. [7]肖雪梅ꎬ黄晶.丁酸钠㊁丁酸梭菌在断奶仔猪生产中的应用[J].黑龙江畜牧兽医ꎬ2013ꎬ(5):70-72. [8]SuJꎬZhangNNꎬHoPC.DeterminationoftributyrinanditsmetabolitebutyrateinWistarratplasmasamplesbygaschroatography/massspectrometry[J].RapidCommuncationinMassSpectrometryꎬ2004ꎬ18(19):2217-2222.[9]PivaAꎬPrandiniAꎬFiorentiniLꎬetal.Tributyrinandlactitolsynergisticallyenhancedthetrophicstatusoftheintestinalmucosaandreducedhistaminelevelsinthegutofnurserypigs[J].JournalofAnimalScienceꎬ2002ꎬ80:670-680.[10]LeonelAJꎬTeixeiraLGꎬOliveraRPꎬetal.Antioxi ̄dativeandimmunomodulatoryeffectsoftributyrinsup ̄plementationonexperimentalcolitis[J].BritishJournalofNutritionꎬ2013ꎬ109:1396-1407.[11]GaschottTꎬSteinhilberDꎬMilovicVꎬetal.Tributyrinꎬastableandrapidlyabsorbedprodrugofbutyricacidꎬenhancesantiproliferativeeffectsofdihydroxycholecal ̄ciferolinhumancoloncancercells[J].TheJournalofNutritionꎬ2001ꎬ131(6):1839-1843.[12]KueferRꎬHoferMDꎬAltugVꎬetal.Sodiumbuty ̄rateandtributyrininduceinvivogrowthinhibitionandapoptosisinhumanprostatecancer[J].BritishJournalofCancerꎬ2004ꎬ90(2):535-541.[13]PivaAꎬGrilliEꎬFabbriLꎬetal.Intestinalmetabo ̄lismofweanedpigletsfedatypicalUnitedStatesorEu ̄ropeandietwithorwithoutsupplementationoftributyrinandlactitol[J].JournalofAnimalScienceꎬ2008ꎬ86(11):2952-2961.[14]张俊梅ꎬ宋转ꎬ周颖ꎬ等.三丁酸甘油酯对乙酸刺激仔猪肠道屏障功能的影响[J].中国畜牧兽医ꎬ2018ꎬ45(9):2440-2446.[15]唐启峰ꎬ徐树德ꎬ卢玉标ꎬ等.三丁酸甘油酯和包膜丁酸钠对南美白对虾生长性能和肠道微生物的影响[J].安徽农学通报ꎬ2018ꎬ24(2):87-90.[16]张勇ꎬ王萌ꎬ李方方ꎬ等.三丁酸甘油酯和牛至油对断奶仔猪生长性能㊁血清生化指标和营养物质表观消化率的影响[J].动物营养学报ꎬ2016ꎬ28(9):2786-2794.[17]朱荣生ꎬ王怀中ꎬ齐波ꎬ等.饲粮添加三丁酸甘油酯和核苷酸对断奶仔猪生长性能㊁血清生化指标和肠组织形态的影响[J].动物营养学报ꎬ2018ꎬ30(2):707-716.[18]杨博.养殖业科学使用益生菌[J].饲料与畜牧ꎬ2017ꎬ(1):32-34.。
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)。
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。
丁酸钠替代抗生素在水产上的应用
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。
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。
渔业禁用药物及替代品简介
一、有机氯制剂
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三、呋喃类
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1、特性 呋喃类的药物主要有呋喃西林、呋喃唑酮、呋喃那斯、呋喃它酮、呋喃苯烯酸钠及制剂。它 们都是柠檬黄色结晶性粉末。无臭、味微苦、在水中极易溶解。 2、作用 呋喃类的药物在养殖生产上主要应用于预防和治疗细菌性鱼病,如赤皮病、烂鳃病、肠炎病 等。 3、危害 长期使用和滥用会对人体造成潜在危险,引起溶血性贫血,多发性神经炎,眼部损害和急性 肝坏死等病。 呋喃唑酮最初应用于人体,用于治疗腹泻。近几年的临床研究表明:如果呋喃唑酮残留鱼体, 会对人类造成潜在的危害。可引起溶血性肝坏死等疾病。 4、禁用情况 目前该类药物在欧盟国家已被禁用。我国农业部在禁用渔药中已明确规定:渔业养殖生产禁 用此药。在出口食品检测中绝对不允许检出。不仅是水产品,而且是所有食品动物中均不得 使用。 5、替代品 用于治疗细菌性疾病的药物很多,最具代表性的就是氯制剂,如二氧化氯、二氯异氰尿酸钠、 三氯异氰尿酸等。以上这些都可以替代呋喃类的药品。 此外,对一些皮肤不耐刺激的或某些标明对氯制剂敏感的名优鱼类可使用碘制剂。
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、
丁酸盐(钙、钠)作为饲料添加剂在动物中的应用
丁酸盐(钙㊁钠)作为饲料添加剂在动物中的应用严毅梅㊀㊀摘㊀要:由于长期滥用抗生素ꎬ致病菌抗药性严重ꎬ抗生素在治疗动物各种疾病的过程中效果非常不理想ꎬ过量过度用药ꎬ危害牲畜的健康和生产性能ꎮ因此人们意识到动物健康的重要性ꎬ营养免疫成为广大养殖者首先考虑的问题ꎮ因其具有无污染㊁无有害残留和独特的营养生理功能等特点ꎬ丁酸盐(钙㊁钠)逐渐成为热门的抗生素替代品ꎮ关键词:抗生素ꎻ丁酸盐ꎻ无污染ApplicationofButyrate(CalciumandSodium)asFeedAdditiveinAnimalsYanYimeiAbstract:Becauseofthelong-termabuseofantibioticsandtheseriousresistancetoantibioticsꎬtheeffectofantibioticsinthetreatmentofvariousdiseasesoflivestockisveryunsatisfactory.Excessiveuseofantibioticswillendangerthehealthandproductionperformanceoflivestock.Peoplebegantorealizetheimportanceoflivestockhealthꎬnutritionalimmunityhasbecomethefirstconsiderationofthemajorityofbreeders.Becauseofitspollution-freeꎬharmlessresiduesanduniquenutritionalandphysiologicalfunctionsꎬbutyrate(calciumꎬsodium)hasgraduallybecomeapopularalternativetoantibioticsKeyWords:AntibioticsꎻButyrateꎻPollution-Free㊀㊀长期以来ꎬ饲用抗生素在保障动物健康㊁促进动物生长㊁提高饲料利用率等方面效果明显ꎬ给畜禽生产带来了巨大的经济效益ꎮ但随着人民生活水平的提高和健康意识的加强ꎬ饲用抗生素所带来的抗药性和有害残留等问题也日益受到人们的重视ꎮ基于对食品安全及人类健康的考虑ꎬ欧盟已于2006年1月1号起全面禁止在饲料中添加抗生素ꎮ抗生素作为促生长剂在世界范围内的禁用也已成必然趋势ꎮ因此ꎬ寻找绿色㊁高效㊁安全的抗生素促生长剂替代品成为当今饲料添加剂领域研究的热点ꎮ基于此ꎬ作为某些种子天然组成成分的有机酸(甲酸㊁乙酸㊁丙酸㊁丁酸㊁乳酸)及其相应的盐能够存在于体内和胃肠道中发挥类似于抗生素添加剂的疾病预防和生长促进作用ꎬ逐渐受到人们的密切关注(Roth等ꎬ1998)ꎮ有机酸中的短链脂肪酸(SCFA)包括乙酸㊁丙酸和丁酸ꎬ其中起主要作用的是丁酸ꎬ主要来自大肠中厌氧杆菌对碳水化合物和蛋白质的酵解作用ꎬ是结肠上皮细胞能量的主要来源(Pryde等ꎬ2002)ꎮ作为一种生物调节剂ꎬ丁酸在维持细胞的分化和结肠上皮的完整性ꎬ提高动物生产性能方面发挥着重要作用ꎮ1㊀丁酸钠的功能丁酸透过细胞膜抑制有害菌生长ꎬ促进胃肠道内有益菌的生长ꎬ使胃肠道微生态处于正平衡ꎮ丁酸是肠细胞偏爱的能量ꎬ在肠腔内吸收ꎬ通过氧化可快速为肠道上皮细胞提供能量ꎮ幼年动物消化道不完善ꎬ小肠绒毛和隐窝发育不成熟ꎬ且消化酶分泌不够ꎬ导致幼年动物营养素吸收能力差ꎮ试验证明ꎬ丁酸钠是提高肠绒毛增殖和隐窝增深的激活剂ꎬ可扩大肠吸收面积ꎮ可以提高采食量㊁饲料报酬和日增重ꎬ增强动物健康水平ꎬ减少腹泻和死亡率ꎮ影响糖类和脂类的代谢ꎮ促进非特异性免疫系统和特异性免疫系统功能ꎮ特殊气味对幼猪具有很强的诱食性ꎬ可作为诱食剂ꎮ可添加于各种饲料以提高日增重㊁采食量㊁饲料转化率㊁提高经济效益ꎮ1.1㊀为结肠提供能量研究发现SCFA能够为结肠提供能量ꎬ是肠细胞偏爱的能量源ꎬ且极易从肠腔内吸收ꎮ其中丁酸是结肠黏膜上皮细胞的主要能量来源ꎬ约占SCFA耗氧所产能量的70%ꎬ为动物提供了高达30%的维持能(Basson等ꎬ1996)ꎮ在肠中丁酸㊁丙酸㊁乙酸的比例约为90:30:50ꎬ且丁酸先于丙酸和乙酸被消耗ꎮ结肠产生的丁酸约70%~90%被结肠细胞代谢消耗掉ꎮ在肠上皮细胞丁酸通过羟甲基戊二酰辅酶A循环中的β-氧化作用进行能量代谢ꎬ首先是通过丁酸辅酶A合成酶把丁酸转化成丁酸辅酶A(butyrate-CoA)然后通过一系列反应快速生成乙酰辅酶A进行能量代谢(Schrǒder等ꎬ1997)ꎮ当乙酸㊁丙酸㊁丁酸为结肠粘膜上皮细胞吸收ꎬ可被转运至肝进一步代谢或被结肠粘膜上皮细胞用作能源消耗ꎮ研究发现ꎬ培养的游离结肠上皮细胞ꎬ75%的氧消耗来自丁酸盐的氧化(Scheppach等ꎬ1994)ꎮ若丁酸是唯一可利用能源时ꎬ可完全被结肠粘膜利用ꎬ生成酮体和CO2ꎮ体外研究表明:当葡萄糖㊁酮体㊁谷氨酰胺等作为呼吸能源时ꎬ结肠上皮细胞首先利用丁酸(Roedigerꎬ1982)ꎮ几乎所有的丁酸都能被肠上皮细胞吸收ꎬ同位素示踪法发现ꎬ丁酸能进入总血液循环ꎮ几乎所有的体组织都能代谢丁酸ꎬ在外周组织丁酸能被迅速氧化用于脂肪合成ꎬ也可以进入乳腺合成乳脂(Bergmann等ꎬ1990)ꎮ因此ꎬ丁酸盐和其它初级短链脂肪是结肠上皮的主要呼吸燃料ꎬ结合丁酸非离子弥散性吸收为主的特点ꎬ丁酸无需经过肝胆吸收和复杂的三羟循环系统ꎬ可以直接为肠上皮细胞提供能量ꎬ是肠上皮细胞的快速能量源ꎮ1.2㊀增强机体对钙的吸收率丁酸钠可以提高动物对矿物质元素钙的吸收ꎬ有资料显示丁酸钠可使繁殖母猪肠道对钙的吸收率提高53%ꎮ其原因可能包括:①丁酸钠能够增加干细胞的增殖ꎬ在肠通过增加隐窝的增生和小肠绒毛的长度扩大吸收表面积ꎬ特别是在回肠近端与远端ꎬ提高了肠绒毛的高度和隐窝的深度ꎬ增加了小肠对营养物质的的吸收面积ꎬ从而加强了营养物质包括对钙的吸收ꎻ②添加丁酸钠后动物消化道内丁酸钠和乳酸含量有所提高ꎮ丁酸钠能选择性地抑制沙门氏菌和大肠杆菌的增殖ꎬ促进乳酸菌等的生长ꎬ乳酸菌增加则可产生更多的乳酸和丁酸产物ꎬ二者均可降低肠道后端的pH值ꎬ起酸化作用ꎬ使钙盐溶解ꎬ提升钙的吸收力ꎬ另外ꎬ乳酸也能与钙形成络合物ꎬ进一步提高钙的吸收利用ꎻ③丁酸钠可能通过影响细胞膜上mRNA的有效翻译ꎬ达到对钙转运蛋白基因表达的调控ꎬ影响钙的吸收ꎮ钙的充分吸收ꎬ提高了子宫平滑肌收缩力ꎬ可以促使母猪顺产ꎬ减少难产发生率ꎬ降低人为干预助产带来子宫炎㊁阴道炎等生殖疾病的发生几率ꎮ同时ꎬ可有效防止母猪骨骼中钙的流失过快ꎬ减少母猪腿病的发生ꎬ使得种用期延长ꎮ1.3㊀提高泌乳量及乳脂率只有保证哺乳母猪的采食量才能在营养上最大限度地满足和维持泌乳能量需要ꎮ丁酸钠具有特定的脂臭味具有良好的诱食效果ꎬ可提高母猪采食量ꎮ丁酸钠能刺激胰腺激素的分泌ꎬ增加胰高血糖和胰岛素水平ꎬ进一步刺激结肠上皮细胞的生成ꎬ丁酸钠又是肠上皮细胞快速的能量来源ꎬ促进短链脂肪酸的吸收ꎬ由于肠上皮细胞对脂肪吸收率的提高ꎬ从而提高乳汁中的乳脂率ꎮ同时ꎬ短链脂肪酸进入乳腺组织后能刺激乳腺细胞增殖和发育ꎬ促进乳汁的形成于分泌ꎬ提高泌乳量ꎮ1.4㊀促进血红蛋白合成丁酸钠能促进母猪血液血红蛋白的合成ꎮ丁酸盐可诱导珠蛋白Y基因远端启动因子ꎬ促进血红蛋白的合成ꎬ尤其能够选择性刺激胎儿血红蛋白的合成增加ꎮ红细胞数量增多ꎬ血液携氧能力增强ꎬ妊娠后期胚胎呼吸困难减少ꎮ同时ꎬ脐血携氧能力增强ꎬ提高胚胎着床能力ꎬ使新生仔猪生命力旺盛ꎮ1.5㊀增强抗热应激能力丁酸钠在动物体内离解为丁酸根和钠离子ꎮ丁酸根最终代谢产物为酮体和二氧化碳ꎮ当肠黏膜代谢产生大量能量时ꎬ细胞内ATP数量增多ꎬ引起二氧化碳浓度随之升高ꎬ刺激了体内碳酸酐酶活力ꎬ使产生的二氧化碳转化成碳酸氢根负离子ꎬ导致体内氢离子浓度升高ꎬ加强与钠离子的交换ꎬ钠离子吸收增加ꎬ维持稳定的内环境ꎬ增强母猪抗热应激的能力ꎬ减少产后疾病的发生ꎮ1.6㊀总结丁酸钠可部分替代抗生素ꎬ起到酸化㊁调节电解质平衡和胃肠道微生态平衡㊁诱食等作用ꎮ丁酸钠作为新型绿色添加剂日益受到关注ꎬ自从丁酸钠问世以来ꎬ往往聚焦于其对乳猪的诱食效果ꎬ以及其对肠道结构形态和健康的影响ꎮ其实ꎬ丁酸钠对繁殖母畜的影响效果也不可小觑ꎮ2㊀丁酸钙的功能2.1㊀丁酸钙应用于抗腹泻丁酸钙应用于抗腹泻涉及的动物是包括各个生长阶段的家畜和家禽等养殖动物ꎬ其中家畜包括各个生长阶段的猪㊁牛㊁羊㊁马㊁兔㊁狗㊁猫或驴等ꎬ而所述的家禽则包括各个生长阶段的鸡㊁火鸡㊁珍珠鸡㊁鸭㊁鹅㊁鸽或鹌鹑等ꎮ研究发现丁酸钙对各种类型腹泻都具有防控作用ꎬ因此为动物养殖提供了一种控制腹泻的抗腹泻型饲料添加剂ꎬ其使用方式简单而用量较低ꎬ为动物养殖业提供了一种经济易行的安全的环境友好型的腹泻控制的方法ꎬ这将会大大减少由于腹泻在动物养殖中造成的经济损失ꎬ改善动物的整体健康状态ꎮ2.2㊀合成代谢营养剂研究表明ꎬ丁酸钙是种新型的合成代谢营养剂ꎬ能使人体脂肪减少ꎬ减少肌肉蛋白质消耗ꎬ有助肌肉恢复和减少因过度劳累导致肌肉损伤的作用ꎬ可提高运动强度和耐力ꎮ来自于美国马利兰州巴尔地莫的美国运动医学协会新和最重要的营养补剂的研究表明ꎬ丁酸钙是一个强有力的抗肌肉分解剂ꎮ在当前的饲料添加剂市场上ꎬ丁酸钙主要根据其能增加动物肌肉力量ꎬ提高动物自身免疫力的特征ꎬ用于增强畜禽免疫力ꎬ提高抗病能力ꎬ提高畜禽的生产性能等ꎮ2.3㊀国外对丁酸钙的研究弯曲杆菌是生活在工业化国家的人胃肠炎的主要病因ꎬ家禽是人体感染的主要宿主和来源ꎮ在肉鸡饲料中添加添加剂ꎬ可以提高生产性能ꎬ提高健康效益ꎬ减少初级生产中的弯曲杆菌的污染ꎮ西班牙科学家评估了在饲料中添加乳清(益生元)和丁酸钙(短链脂肪酸盐)对在42天饲养期中的肉鸡的生产特性㊁十二指肠组织的完整性和弯曲杆菌在肉鸡的身上稳定地寄生和传播的影响ꎮ他们将600只一日龄的罗斯-308鸡放入20个鸡舍中ꎬ按照随机的完全分组设计ꎬ将其分为4组ꎬ基础日粮为玉米/大豆ꎬ每种饲料方案重复5次ꎬ共30只鸡参与ꎮ1)以基础日粮作为对照组ꎬ2)补充6%干乳清粉的饲料ꎬ3)含有0.1%的包衣丁酸钙的饲料ꎬ4)含有6%乳清和0.1%丁酸钙的饲料ꎮ15日龄时ꎬ对每圈的6只鸡接种空肠弯曲杆菌ꎮ结果表明ꎬ仅添加6%乳清或乳清结合0.1%的包衣丁酸钙的饲料可促进生长和增强饲料利用效率ꎬ对十二指肠绒毛完整性产生有益的影响ꎬ并降低死亡率ꎮ这些有利影响在初期尤为显著ꎮ接种6天后ꎬ弯曲杆菌在鸡群中广泛扩散ꎬ直到饲养期结束ꎬ这些鸡仍然呈阳性ꎮ虽然弯曲杆菌不是从环境样本中分离出来的ꎬ但它是通过实时聚合酶链反应(PCR)ꎬ从灰尘㊁空气过滤器和饮用者中检测出来的ꎬ而对于禽类来说ꎬ则是通过培养空肠杆菌细胞检测出来的ꎮ试验期间ꎬ研究者未观察到与饲料有关的稳定的寄生或脱落水平的差异(P>0.050)ꎮ因此ꎬ他们得出结论:当饲喂鸡乳清和包衣丁酸钙的饲料时ꎬ饲料对性能和肠道健康的有益影响ꎬ特别是在开始阶段ꎬ然而ꎬ被测试的饲料在保护鸡对抗弯曲杆菌感染方面未表现出差异ꎮ3㊀丁酸盐在犊牛饲料中的应用目前在犊牛商品性代乳粉和固体饲料中常见有丁酸盐的ꎮ然而它对犊牛的影响ꎬ则取决于所用饲粮丁酸的饲喂方法和来源ꎮ让我们查看为什么丁酸盐是一种有价值的饲料添加剂ꎬ如何补充ꎬ以及它在饲料中的使用会如何影响犊牛的生长性能ꎮ3.1㊀胃肠道发育出生时ꎬ犊牛的胃肠道(GI)尚未充分发育ꎬ这主要关系到瘤胃ꎮ初生时瘤胃的容积非常小ꎬ而瘤胃的乳头状突起几乎没有ꎮ这种状况将持续至出生后的最初2~3周ꎬ直至开始采食较多的固体饲料以后ꎮ但在另一方面ꎬ皱胃即真胃和小肠立即开始快速的发育ꎮ这是因为胃肠道的这些部位ꎬ是液体饲料(奶和代乳品)消化的主要场所ꎮ由于液体饲料是犊牛对固体饲料采食以前的主要营养来源ꎬ而后者通常要在出生后的2~3周发生ꎬ因此在生命非常早期的阶段ꎬ皱胃和小肠的发育ꎬ对犊牛的生长和健康具有巨大的影响ꎮ然而另一方面ꎬ瘤胃的发育逐渐发生ꎬ主要由固体饲料的采食量和瘤胃内产生的短链脂肪所驱动ꎮ3.2㊀为什么是丁酸盐?丁酸是胃肠道碳水化合物经微生物发酵的自然终端产品ꎮ它的数量或产量在瘤胃内尤高ꎬ特别在动物喂给高淀粉和单糖饲粮的时候ꎮ当喂给这些碳水化合物含量高的饲粮时ꎬ它在瘤胃内产生高产量的丁酸ꎬ并产生瘤胃上皮和瘤胃乳头状突起发育的实质性加速ꎮ这进而导致在犊牛非常早的日龄ꎬ有高的固体饲料采食量和有效的固体饲料消化ꎮ丁酸也存在于全奶之中ꎮ在瘤胃发育之前ꎬ这一来源的丁酸具有对犊牛胃肠道发育的实质性作用ꎬ特别对皱胃㊁小肠和胰腺的发育ꎮ对于初生后的最初2~3周ꎬ由于低的固体饲料采食量和尚未充分发育的瘤胃微生物菌群ꎬ犊牛瘤胃内的丁酸数量甚少ꎮ在该阶段ꎬ饲粮性丁酸的补充可能使胃肠道的发育有实质性的作用和加速ꎮ还有ꎬ新生的犊牛经常喂给代乳粉或代乳品替代全奶ꎮ这在大多数的情况下ꎬ由于使用了其他的脂肪来源而缺乏丁酸ꎮ3.3㊀饲粮性补充丁酸在液体饲料(奶或代乳粉)ꎬ固体饲料(开食混合料)ꎬ或两者均可补充ꎮ由于液体饲料通过食道沟绕过瘤胃ꎬ直接进入皱胃ꎬ而固体饲料是直接进入瘤胃的ꎬ因而丁酸的补充方法ꎬ决定了胃肠道直接接触的部位而发挥作用ꎮ3.4㊀丁酸钠是犊牛饲料中最常用的丁酸来源丁酸钠是犊牛饲料中最常用的丁酸来源ꎮ丁酸钠易溶于水ꎬ在水溶液中快速离解ꎮ当这一来源的丁酸盐用于饲料时ꎬ丁酸的作用主要位于胃内(前胃和皱胃)ꎮ但在另一方面ꎬ丁酸钙在水溶液中比丁酸钠更少溶解ꎮ因此ꎬ以这种形式饲喂的丁酸盐ꎬ至少有一部分可能预期过瘤胃而进入小肠ꎮ在代乳粉中ꎬ从不同来源的丁酸盐至未保护丁酸钠的补充ꎬ均可重复显示出促进犊牛胃肠道的发育ꎮ而值得注意的是ꎬ这种作用甚至在非常低的补充水平(代乳粉干物质的0.3%)也可以观察到ꎮ当我们在代乳粉中投饲时ꎬ未保护的丁酸钠在皱胃内大部分可能快速离解ꎬ并在皱胃水平上被完全吸收和代谢ꎮ然而这种补充丁酸的方法ꎬ也显示促进小肠和胰腺发育和功能ꎬ以及瘤胃乳头状突起的发育ꎮ代乳粉中补充丁酸钠ꎬ提高了胃刷边界(brushborder)酶的活性和胰腺的分泌ꎬ随之提高了营养消化的效率ꎬ并正面影响了犊牛的生长性能ꎮ参考文献:略ꎮ。
丁酸钠和三丁酸甘油酯在养殖动物中的研究进展
文章编号押2096-4730穴2020雪06-0557-08·综述·丁酸钠和三丁酸甘油酯在养殖动物中的研究进展吴勋,谭朋(浙江海洋大学海洋与渔业研究所,浙江省海洋水产研究所,浙江省海水增养殖重点实验室,浙江舟山316021)摘要:集约化养殖以及环境污染等原因导致的养殖动物疾病问题给养殖业造成了巨大的经济损失。
使用抗生素的方法解决养殖动物疾病,在国际上饱受争议,很多国家已经限制或禁止抗生素在养殖动物中的使用。
丁酸钠和三丁酸甘油酯作为两种重要的短链脂肪酸衍生物,具有抑制炎症和保护动物肠道健康等功能,可作为替代抗生素的绿色饲料添加剂。
本文从肠道结构、免疫能力和抗氧化能力方面,综述了丁酸钠和三丁酸甘油酯在养殖动物中的作用效果,以期为绿色环保高效配合饲料开发提供参考。
关键词:丁酸钠;三丁酸甘油酯;养殖动物中图分类号:S917.4文献标识码:AResearch Progress of Sodium Butyrate and Tributyrinin Farm AnimalsWU Xun,TAN Peng(Marine and Fishery Institute of Zhejiang Ocean University,Marine Fisheries Research Institute of Zhejiang Province,Key Laboratory of Mariculture and Enhancement of Zhejiang Province,Zhoushan316021,China)Abstract:Farm animal diseases caused by intensive farming and pollution have caused huge economic losses.The use of antibiotics to solve diseases in farm animals was controversial internationally,in thus many countries restricted or banned the use of antibiotics in farm animals.Sodium butyrate and tributyrin are two important short-chain fatty acid derivatives,which have functions such as inhibiting inflammation and protect-ing the intestinal health of animals,and act as a green additive instead of antibiotics.In this paper,the effects of sodium butyrate and tributyrin in farm animals were reviewed from aspects of intestinal structure,immunity and antioxidant capacity,in order to provide reference for the development of green,environment-friendly and efficient formula feed.Key words:butyrate;tributyrin;farm animals为满足人类对肉类的需要,现代养殖业多采用集约化的养殖模式。
抗生素在水产养值中的应用及注意事项-概述说明以及解释
抗生素在水产养值中的应用及注意事项-概述说明以及解释1.引言1.1 概述抗生素在水产养殖中的应用及注意事项的文章将会围绕水产养殖中抗生素的应用和使用时需要注意的事项展开。
在这个大纲里,第一部分是引言,其中的1.1小节将对这篇文章的概述进行介绍。
概述部分将简要说明抗生素在水产养殖中的重要性和广泛应用。
由于水产养殖过程中,水环境和动物容易感染细菌等微生物,抗生素作为一种有效的治疗和预防工具被广泛运用。
同时,概述部分还将提到抗生素的过度使用和滥用可能导致的问题,比如抗生素残留和药物耐药性的增加。
这些问题对水产养殖业和人类健康都带来重大风险,因此在使用抗生素时需要特别小心和谨慎。
总之,本文将深入探讨抗生素在水产养殖中的应用和相关注意事项,以期提供给读者一个全面了解这一领域的资料,并鼓励合理使用抗生素以及采取适当的防控措施,以保障水产养殖业的可持续发展和确保产品的质量与安全。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:文章结构部分主要介绍了整篇文章的组织结构和各个章节的主要内容。
通过清晰地呈现文章结构,读者可以更好地理解整篇文章的逻辑和脉络。
2.正文:2.1 抗生素在水产养殖中的应用:本部分将详细介绍抗生素在水产养殖中的应用情况。
首先,将介绍抗生素在水产养殖领域的重要性以及应用的背景和发展现状。
其次,将列举一些常用的抗生素,并描述它们的特点和作用机制。
此外,还将探讨抗生素在不同水产养殖环境中的应用方式以及具体的使用方法。
最后,将总结抗生素应用在水产养殖中的优势和限制,探讨可能的改进方向和未来发展趋势。
2.2 注意事项:本部分将重点介绍使用抗生素时需要注意的事项。
首先,将强调合理使用抗生素的重要性,并提出避免滥用的建议。
其次,将详细介绍使用抗生素的剂量和频率等方面的注意事项。
此外,还将提醒读者注意抗生素使用过程中可能出现的不良反应和副作用,并介绍相关的预防和应对措施。
最后,将强调定期监测和评估抗生素的使用效果,并提醒及时调整使用策略。
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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 H.A., 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 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 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著(P〈0.05)
(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0.05%丁酸钠,丁酸钠 2 组饲喂基础日粮添加 0.1%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 et.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%。
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著(P〈0.05)
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 0.1%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(T.Defoirdt 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。