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三丁酸甘油酯在养猪生产上的应用研究进展
Release time:2012/10/31 13:42:48 Source:Horwath Bio.

摘要:三丁酸甘油酯作为丁酸的前体物质,在医疗、饲料等领域得到了广泛的应用。本文从三丁酸甘油酯为肠黏膜细胞供能、改善小肠形态结构、维持肠粘膜细胞完整性、促进水、钠吸收、调节肠道菌群、抑制肠道炎症及在养猪生产上的应用实例等方面进行了综述。

关键词:三丁酸甘油酯;猪;应用

Abstract: Tributyrin as a precursor of butyric acid, in the medical, feed and other fields has been widely used. Tributyrin can supply energy for intestinal mucosa cell,improve the morphology of small intestine, maintain mucosal cell integrity, promote water and sodium absorption, regulate intestinal microflora, inhibite intestinal inflammation. This article is reviewed on these aspects.

Key word: tributyrin; piglet; application

 

丁酸是肠道中存在的一种短链脂肪酸,为肠道上皮细胞提供能量,促进其生长发育。近年来的研究表明,丁酸还具有较强的杀菌作用(Kwan等,1998)、可影响蛋白质合成(Kruh等,1982)、基因表达(Miller等,1998)和细胞分化(Pouillart等,1992)等作用。但是,丁酸的液体形态和易挥发性,以及特殊的嗅味,导致其不利于实际生产应用。三丁酸甘油酯作为丁酸的前体物,使用方便,安全无毒副作用,无臭味,既解决了丁酸为液态易挥发难以添加的特点,又改善了直接使用丁酸气味难闻的缺点,而且具有促进畜禽肠道健康发育,提高机体免疫能力,促进营养物质消化吸收,进而提高动物生产性能,是目前较好的营养性添加剂产品。

1 三丁酸甘油酯的理化性质

三丁酸甘油酯(Tributyrin)天然存在于乳脂中,由三分子丁酸和一分子甘油组成,化学式为C15H26O6,为白色近油状液体,几乎没有气味或略有脂肪香气。易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,极难溶于水。詹彦等(2007)综述认为三丁酸甘油酯通过口服给药方式,血浆丁酸浓度最高可达0.34mM,并能维持大于0.1mM浓度至少0.5~4h,药物半衰期为40min。

2 三丁酸甘油酯的功能

2.1为肠黏膜细胞供能

三丁酸甘油酯属于短链脂肪酸酯,在肠道脂肪酶的作用下,分解成丁酸、丁酸甘油一酯和甘油。丁酸被肠黏膜细胞主要以非离子弥散形式吸收后,直接通过门静脉系统转运至肝脏进一步代谢或被肠粘膜上皮细胞用作能源消耗。肠上皮细胞中的丁酸通过丁酸辅酶A合成酶转化成丁酸辅酶A,丁酸辅酶A不需要与肉碱分子结合而直接渗透通过线粒体内膜,然后通过一系列反应如羟甲基戊二酰辅酶A循环等快速生成乙酰辅酶A参与能量代谢。丁酸是结肠上皮细胞的主要呼吸燃料,体外试验表明了结肠优先燃烧丁酸为上皮细胞供能,其次才是葡萄糖、谷氨酰胺等营养物质(Roediger WE,1982),而且丁酸提供了70%以上的能量供结肠上皮细胞利用(杨丽杰,2006;岳双明等,2007)。

2.2 改善小肠形态结构

小肠是消化道中最重要的消化部位和最主要的吸收场所,小肠的功能单位是绒毛,小肠形态结构的完整性通常由肠绒毛高度以及隐窝深度来表示。三丁酸甘油酯具有增加动物肠道绒毛高度,降低隐窝深度,提高肠绒毛高度与隐窝深度比值的作用。

所有的实验都表明了丁酸显著的促进了上皮细胞的发育(Roediger W.H,1980)。胡杰(2004)的研究表明,三丁酸甘油酯有利于维持肠道的粘膜形态,与对照组相比,添加三丁酸甘油酯的仔猪绒毛高度增加9.46%,隐窝深度显著降低36.12%(P<0.05),绒毛高度与隐窝深度比值显著提高73.16%。

2.3维持肠黏膜细胞完整性

小肠黏膜由上皮、固有膜和粘膜肌层组成。肠黏膜主要由上皮细胞和分散其间的杯状细胞构成,具有消化分解食物和转运营养物质的作用。因此,黏膜上皮细胞结构的完整性是执行其消化吸收功能的保证(王子旭等,2003)。Sakata等(1987)认为丁酸是短链脂肪酸中最有效的能促进肠道上皮细胞增殖的物质。其机理在于丁酸激活了鼠类肠黏膜细胞mRNA蛋白质合成,导致了肠绒毛细胞增殖和隐窝变浅。R.E.Davis(1930)在火鸡饲料中添加超量三丁酸甘油酯,发现机体酮体的分泌量增加。而酮体和谷氨酰胺是小肠的主要供能底物,对肠黏膜有较强的促生长作用。丁酸可以诱导三叶因子的分泌,三叶因子有助于改善黏膜层的黏弹特性,减少炎症细胞的补充,并参与维护和修复肠道黏膜(徐丹凤等,2009)。

2.4 促进水、钠吸收

Cumming JH等(1995)认为动物体肠道中的丁酸可以通过Na+-H+交换,刺激Na+的吸收,加强肠道水份的吸收而减少动物的腹泻发生率。尤其是当结肠内没有足量的碳水化合物,将会引起短链脂肪酸生成减少,产生结肠低水钠吸收,从而易导致腹泻(许勤,1999)。

2.5 调节消化道菌群

消化道菌群对胃肠道的形态结构和消化吸收功能有非常复杂的影响。正常情况下,动物胃肠道有益菌群占绝对优势,能够抑制大肠杆菌等有害菌在肠道内的附着和增殖,有利于肠道的生理功能。

三丁酸甘油酯调节肠道菌群的机理很少见报道,一般认为是其分解产生的丁酸及一丁酸甘油酯可以抑制沙门氏杆菌、 大肠杆菌、 梭状芽孢杆菌等病源微生物的生长,增加乳酸杆菌等有益菌群数量。

丁酸的杀菌机理一般归结是有机酸的作用,主要表现在调节细菌内的pH值,破坏细胞膜,抑制细菌的基础代谢功能 (S Brul等,1999)。有研究认为,有机酸的碳链长度、饱和程度(Russell等,1992)和解离状态(KA Presser等,1997)、胃肠道的pH环境(Nuria Canibe等,2002)等对有机酸的杀菌效果有较大的影响。不过,生产实践表明,日粮中添加高剂量的有机酸可降低肠道pH值,杀灭有害菌。

2.6 抑制肠道炎症

关于丁酸甘油酯对于肠道炎症性疾病的人类医学上的研究较多,尤其是对人结肠癌的治疗有大量试验数据。研究表明,丁酸甘油酯分解产生的丁酸能通过影响白细胞粘附分子的表达而起到抗炎作用(Menzel T等,2004),也可以通过抑制NF-κB、阻止IL-8的分泌等减少局部炎症。医学研究资料说明了丁酸甘油酯对肠道炎症的抑制和较好的疗效,这也是在养猪饲料生产中选择三丁酸甘油酯的一个重要原因。

3 三丁酸甘油酯在养猪生产上的应用

有关三丁酸甘油酯在养猪生产上的应用,有些企业根据三丁酸甘油酯的油脂特性、乳化性能、对肠道的调节作用等做过较多的试探性试验,比如在日粮添加1~2kg 45%的三丁酸甘油酯减少日粮中1~2%的油脂,以及用2kg 45%的三丁酸甘油酯、2kg酸化剂和16kg葡萄糖等量替换乳清粉等方面取得了成功的经验,但是目前国内外有关这方面的报道文献较少,主要集中在对肠道功能的改进、取代抗生素和乳糖醇、益生素等复合的效果等几个方面。

胡杰(2004)在21±1d断奶仔猪中添加三丁酸甘油酯进行为期4周的试验。结果表明,试验第二周、第三周,三丁酸甘油酯组平均日增重分别提高了15.17%、16.53%;试验第一周、第二周、第三周、第四周,三丁酸甘油酯组料肉比分别降低了13.11%、9.34%、8.54%、10.96%;试验第一周、第二周、第三周,三丁酸甘油酯组腹泻率分别降低了40.99%、9.33%、20.59。王建民等(2009)的研究也获得了上述相似的结果。

在18日龄断奶的仔猪试验中,Hou等(2006)认为,添加5g/kg 三丁酸甘油酯在改善肠道形态结构、提高肠道二糖酶活性和降低饲料消耗比10g/kg 谷氨酰胺的效果好,并且5g/kg 三丁酸甘油酯与3g/kg 乳糖醇的复合物效果最好。

刘统等(2011)研究表明,40日龄断奶仔猪日粮中添加0.1%以上丁酸甘油酯可以提高断奶仔猪的日增重达16.69%,降低料肉比达13.67%,提高了饲料报酬,而且对断奶仔猪饲料粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和能量的表观消化率有改善作用。

有报道指出,在西班牙王国的Centeno农场,使用液态三丁酸甘油酯饮水(小猪20L/T水、中大猪1.5L/T水)取代氧化锌和粘杆菌素,可降低料重比6.43%,减少死亡率40%和降低增重成本2.14%。在西班牙王国另外一个Santo农场,从30kg仔猪饲养开始,通过饮用含有0.2%三丁酸甘油酯(小猪)和0.1%三丁酸甘油酯(中大猪),减少了泰乐菌素和林可霉素的药物用量,节约成本58%。更有意思的是,Granja Baeza en Vallelado农场,23日龄断奶仔猪通过1-17日龄饮水和18-32日龄饲喂丁酸甘油酯的方式,较在饲料中添加3.2kg/t氧化锌降低了死亡率15%和料重比22%和提高了日增重5.2%。

4 结语

三丁酸甘油酯具有促进小肠绒毛的发育,为肠黏膜快速供能,调节肠道微生态平衡,抑制肠炎等功能,正逐渐被应用到饲料中。然而,三丁酸甘油酯在国内的应用报告还较少,还有许多问题还没有被广泛认知。三丁酸甘油酯对肠粘膜的作用机理、三丁酸甘油酯对机体免疫调节能力、三丁酸甘油酯对炎症的抑制能力等方面还有待进一步研究。

文章来源:丁斌鹰.三丁酸甘油酯在养猪生产上的应用研究进展.饲料工业.2012年第A1期:15-16.







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