丁酸梭菌

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 21.1分类及形态学特性 21.2培养和生化特性 21.3稳定性 31.4药物敏感性 32丁酸梭菌的生物学功效 32.1 调节肠道微生态平衡,促进肠道有益菌群增殖 32.2 增强免疫功能，促进动物的生长……………………………………………………………………………….32.3 产生益生物质…………………………………………………………………………………………………………….42.4 其它功效 53丁酸梭菌的特点 53.1稳定性好 53.2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 63.3保存时间长 64丁酸梭菌的作用机理 64.1促进益生菌生长 64.2抑制有害菌生长 64.3提高非特异性免疫功能和抗氧化功能 64.4产生多种酶类,合成多种维生素 64.5去亚硝酸盐、降氨氮，降低COD和PH值含量，缓解舍内空气质量 75益生丁酸梭菌的研究进展 75.1 日本 75.2 我国 76丁酸梭菌的应用 77饲用丁酸梭菌制剂应用中存在问题及发展 118展望 11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，Kingimiyairi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(0．61．2)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℃，24h，可见直径1.2—3mm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25-37oC，最适pH4-9.8。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～3mm。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80cl=、30min和90℃、10min热处理后全部存活；加热90℃20min后，95％存活；加热100℃5min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88（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。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实验表明，丁酸梭菌对多种菌种可合用，对多数抗生素也有较强的耐受性，如可以和地衣芽孢杆菌、粪肠球菌、双歧杆菌等菌合用；对常用的抗生素药物，如青霉素、氨苄青霉素、链霉素、庆大霉素、卡那霉素、妥布霉素、氯霉素、丁胺卡那霉素、复方新诺明、硫酸新霉素、金霉素、阿散酸、杆菌肽锌、红霉素、林可霉素、马杜拉霉素、莫能霉素、土霉素、盐霉素等不敏感，可与多种抗生素合用。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。3.3保存时间长丁酸梭菌的固体原粉在室温干燥情况下保存3年，活菌未见显著减少。4丁酸梭菌的作用机理4.1促进益生菌生长丁酸梭菌能够分泌低聚糖酶，把多糖降解为低聚糖，被双歧杆菌、乳酸菌、粪肠球菌等肠道有益菌所利用，利于饲料中蛋白质、脂肪的消化吸收，从而促进有益菌的生长。4.2抑制有害菌生长丁酸梭菌能使糖类发酵形成大量丁酸、醋酸和乳酸等短链脂肪酸，这些短链脂肪酸能维持酸性环境，降低肠道的pH值，防止病原菌及腐败菌在肠道内异常增殖，减少肠毒素。丁酸梭菌对霍乱弧菌、大肠埃希菌、伤寒杆菌、痢疾杆菌、鸡大肠杆菌、猪大肠杆菌、猪肠炎沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、鸡白痢沙门氏菌、产气荚膜梭菌、肠出血性大肠杆菌、痢疾志贺菌、霍乱沙门菌等有害菌具有明显的拮抗抑制作用。4.3提高非特异性免疫功能和抗氧化功能丁酸梭菌能够提高血清中IgG和C3含量，具有提高血清IgA含量的趋势；在肠道丁酸梭菌内产生的丁酸是肠黏膜细胞的主要能量来源，具有修复肠道黏膜和黏膜通透性增加逆转的功能。丁酸还能够刺激肠道黏膜免疫活性，影响参与免疫调节的某些细胞因子。4.4产生多种酶类,合成多种维生素丁酸梭菌在动物体内能产生多种酶，进而影响营养物质的消化吸收。丁酸梭菌产生的α-淀粉酶、β-淀粉酶、蛋白酶、脂酶等能促进动物对多糖、蛋白质、脂肪的消化吸收；产生的果胶酶、纤维素酶、葡聚糖酶等能有效地降解饲料中的抗营养因子，提高饲料利用率，同时，这些酶还具有氨基酸载体的作用。丁酸梭菌在动物体内可以合成VB1、VB2、叶酸、烟酸、VK、VE等。4.5去亚硝酸盐、降氨氮，降低COD和PH值含量，缓解舍内空气质量丁酸梭菌能抑制多种致病菌产生的胺、氨、吲哚、硫化氢等32种毒素，通过生物菌群对水中氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有毒有害物质进行分解，控制偶氮还原酶、硝基还原酶等把硝酸盐转化成亚硝酸盐，降低畜禽厩舍、养殖水体的臭味。丁酸梭菌可有效分解水产养殖池塘淤泥、残饵、粪便和动植物尸体等有机物，抑制有害菌类繁殖，消除恶臭，使池塘COD的含量降低30%-50%。5益生丁酸梭菌的研究进展5.1 日本日本是研究丁酸梭菌制剂历史最长、范围最广的国家，主要研究丁酸梭菌的安全性和临床应用，其在临床上不仅对各种原因（肠道感染、肿瘤化疗、外科手术等）所致的肠道菌群紊乱、急慢性腹泻、肠易激综合症、非溃疡性消化不良等疾病有良好的疗效，尤其对应用抗生素后所致的伪膜性肠炎有独特的效果。他们除开发用于整肠的药品外，还开发了酪酸菌液剂、粉末剂、胶囊剂等保健食品，并将其作为兽医药品用来治疗畜禽肠道菌群紊乱，提高生产力。另外，酪酸菌制剂还可以当作微生物肥料使用，不仅促进植物生长，又能防治植物病害。5.2 我国我国对丁酸梭菌的研究开发才刚刚起步，但发展较快，已有丁酸梭菌产品出现。自1993年起，从日本进口酪酸菌制剂一米雅BM片剂和米雅利桑爱儿A颗粒剂，先后在上海、广州、哈尔滨等十几家著名医院临床应用，治疗肠菌群紊乱引起的肠炎、腹泻、消化不良等疾患，取得了显著疗效。目前我国研究者对丁酸梭菌的研究主要是在临床应用上，但作为饲料添加剂应用的并不多见。此外，丁酸梭菌也可做为兽药使用，由于其对链霉素等多种抗生素具有抗性，与这些抗生素配合使用时其生物作用不受影响，还能加强治疗效果。丁酸梭菌对多种抗生素的抗性，对其在目前饲料中普遍添加抗生素的情况下仍能发挥其效能有特别意义。6丁酸梭菌的应用6.1丁酸梭菌在临床上的应用    60 多年前，日本就已经实现了丁酸梭菌的商业化生产，自此，丁酸梭菌先后被用作人用处方药、非处方药、兽药、饲料添加剂及保健食品等，且丁酸梭菌制剂在国内外临床应用已有几十年的历史。我国对丁酸梭菌作为益生菌剂的研究起步于20 世纪90 年代，经过20 余年的动物试验以及临床上的应用，证实丁酸梭菌的急性毒素实验和艾姆斯试验均呈安全性6，丁酸梭菌制剂能有效治疗婴幼儿功能不健全、正常菌群失调、肠易激综合症和辅助治疗鹅口疮、反复呼吸道感染、手足口病等相关疾病，以及放疗和化疗造成的免疫功能下降。    2004 年，青岛东海药业有限公司研发的丁酸梭菌制剂被国家食品药品监督管理局批准为新药，2005 年3 月，口服丁酸梭菌胶囊、片剂和散剂的生产通过了国家食品和药品监督管理局的GMP 认证，随后作为非处方药全面上市，使中国成为第二个实现丁酸梭菌制剂产业化的国家.  6.1.1 婴幼儿功能不健全相关疾病    人肠道菌群的建立始于新生儿被分娩的过程，出生后的婴儿则从母亲的皮肤及乳汁、身边的物体、周围的空气等环境中得到细菌“种子”，而某些“种子”的缺乏将导致微生态调节机制不健全，同时由于新生儿机体功能不健全，诸如儿童营养不良、早产儿喂养不耐受、新生儿高胆红素血症等相关疾病具有较高的发病率。    丁酸梭菌在防治早产儿喂养不耐受和治疗儿童营养不良的临床应用，证实了丁酸梭菌活菌散能加速肠黏膜上皮细胞的生长和早产儿肠道发育成熟，促进肠蠕动，恢复肠动力；产生多种消化酶和叶酸、B 族维生素等，促进食物的消化、吸收和补充营养物质从而有效的治疗儿童营养不良和早产儿喂养不耐受。在预防治疗新生儿黄疸中，丁酸梭菌产生的丁酸，降低了β-葡萄糖醛酸苷酶的活性，竞争性地阻止结合胆红素分解为非结合胆红素，减少肝肠循环，同时促进肠蠕动加快，促进排便，增加胆红素的排泄，从而有效的（P<0.05）减轻新生儿黄疸的程度、降低高胆红素血症的发生率。 6.1.2 正常菌群失调的相关疾病    由于宿主的神经性、功能性或器质性的改变，或致病性细菌、病毒乃至霉菌的入侵，或服用抗菌药物等都会导致正常菌群失调而引起小儿急性腹泻、小儿秋冬季腹泻、继发性腹泻、病毒性腹泻、抗生素相关性腹泻、肠易激综合症等相关疾病；肠道有害菌移位产生的内源性感染，先天性免疫失调引发的免疫紊乱等，都将导致肠道局部黏膜受损，进而引发相关的肠道炎症（慢性末端回肠炎、溃烂性结肠炎和坏死性小肠结肠炎等），而丁酸梭菌产生的丁酸能抑制去乙酰化酶活性、产生的叶酸参与基因的甲基化和去甲基化，调节宿主的基因表达，从而预防和治疗肠炎、肠癌。    目前，丁酸梭菌制剂的临床应用于治疗正常菌群失调引起的相关疾病的疗效显著，具有统计学意义，且无不良反应。抗生素相关性腹泻是幽门螺杆菌根治治疗过程中导致肠道微生态功能失调的副作用，而在幽门螺杆菌根治治疗过程的同时，服用一定剂量的丁酸梭菌制剂，结果在治疗组未发现腹泻的情况，亦没有检测到艰难梭菌毒素A。丁酸梭菌制剂治疗慢性末端回肠炎疗效显著（有效率97.5%），大便性状、腹部疼痛、肠鸣音得到明显改善，其机理是TOLL-样受体4 能够识别丁酸梭菌导致IL-10 的分泌，而IL-10 在抵消机体过度免疫应答方面起重要作用，丁酸梭菌产生的丁酸能加强肠黏膜的能量、营养代谢，抑制炎症因子的过度表达，修复胃黏膜，提高机体免疫。6. 1.3 辅助治疗    鹅口疮、反复呼吸道感染、手足口病等疾病是由致病性微生物等直接引起的疾病，在常规临床治疗的同时利用丁酸梭菌制剂进行辅助治疗，颇具成效，形成了新的治疗理念。    鹅口疮是儿科常见多发病症，是由念珠菌感染引起的口腔黏膜急性假膜性损害，甚至引起念珠菌性食道炎或肺念珠菌病，出现呼吸困难而危机生命，但常规治疗后短期易复发。邹积茹等发现丁酸梭菌制剂能够促进肠黏膜大量分泌免疫球蛋白sIgA，sIgA 是黏膜免疫的主要抗体并可经血液循环到达口腔黏膜，丁酸梭菌还能促进巨噬细胞的功能以增强细胞免疫，联合制霉菌素对鹅口疮进行治疗，治疗结果显著，且复发率大大降低（P<0.05），丁酸梭菌活菌散与制霉菌素片联用治疗婴幼儿鹅口疮是一种理想的选择，值得临床推广应用。    反复呼吸道感染是小儿常见病，发病率达20%左右。张永红等证实丁酸梭菌、双歧杆菌二联活菌散对反复呼吸道感染尤其是反复上呼吸道感染具有预防和治疗作用，发热时间、咳嗽缓解时间、咽和扁桃体红肿消退时间以及肺部湿啰音消失时间都显著短于对照组（P<0.05），可作为儿科临床上反复呼吸道感染患儿的一种治疗选择。手足口病是由肠道病毒引发，病毒在肠黏膜内繁殖并持续释放到血液，当利用丁酸梭菌制剂辅助治疗手足口病时，患儿的疱疹消失时间、体温恢复正常时间均明显短于对照组。丁酸梭菌制剂具有抑制病毒代谢、繁殖和促进机体细胞免疫、体液免疫等功效，为手足口病提供了一种新的治疗方法。6.2动物饲料中应用    食物传染疾病的爆发强调了减少动物器官食物中病原菌的必要性，动物肠内病原菌是食物污染的直接来源，世界对抗生素抗性基因能够从动物转移到人类的广泛关注，导致欧盟决定自2006 年1 月1日禁止使用抗生素作为生长促进剂。丁酸梭菌制剂成为替代抗生素的一种理想选择，既能减少抗生素的使用所引起的抗药性、二重感染等，又能提高动物的自然防御机制和经济效益。我国农业部已于2009 年7 月批注了丁酸梭菌制剂作为微生物饲料添加剂的使用。6.2.1 作为动物益生菌制剂    在韩国，丁酸梭菌制剂已经被用于牛、猪和家禽的饲料添加剂。国内诸多研究证实丁酸梭菌发酵能够使饲料酸化软化，提高营养物质和适口性；在动物体内以绝对优势抢占空间生态位和营养生态位，产生多种益生物质，提高饲料利用率；保持动物肠道内微生物菌群正常化，产生丁酸梭菌素，抑制肠道有害菌，提高动物抗病力、免疫力，减少死淘率以及降低粪便中NH3、H2S 的含量，但目前丁酸梭菌制剂还未被普遍的作为益生菌剂添加于动物饲料。孙梅等最新研究成果是采用微胶囊化包埋丁酸梭菌，以提高丁酸梭菌作为饲料添加剂的使用效果。经研究确定丁酸梭菌在采用4% 的海藻酸钠和2% 的明胶混合物作为壁材的包埋剂中活菌数能增殖至4.9×109 CFU/mL， 包埋率达99.5%。微胶囊颗粒具备良好的稳定性、耐热性、肠溶性，耐酸性及耐胆盐性试验前后活菌数量差异不显著（P>0.05），但耐胃酸及耐胆盐较未包埋的对照组有显著提高。最终为微胶囊化丁酸梭菌作为饲料添加剂的实际应用奠定一定的理论基础。6.2.2 改善动物的生产性能    丁酸梭菌制剂能减少动物饲料中抗生素、类激素类物质的使用，改善动物的生产性能，提高禽畜肉蛋奶制品产量和鱼类的受精率、产卵量、孵化率及鱼苗成活率。家禽肠道绒毛的长度与其肠上皮细胞数量呈显著正相关。当绒毛变长时，肠上皮细胞数增多，对营养物质的消化吸收能力增高。在1 日龄AA 肉鸡中添加0.9% 丁酸梭菌能显著提高肠道绒毛长度，从而也能显著提高肉鸡平均日增重量，且试验组的发病率和死淘率均显著低于对照组。在肉鸡的饲料中添加适量的丁酸梭菌，盲肠消化物的pH 和盲肠的相对长度降低显著，空肠黏膜上的碱性磷酸酶活性以及盲肠中的短链脂肪酸相对增加，暗示食用油和丁酸梭菌相互作用对肉鸡肠道产生了健康的影响。    丁酸梭菌制剂可以显著提高种鸭蛋的受精率。机理是丁酸梭菌在肠道内可产生多种维生素和酶等物质，有助于促使种番鸭对钙、磷、锰、锌、铜和铁等的吸收，满足种番鸭繁殖性能的需要，提高种公鸭的精液品质及种蛋的受精率，又避免了使用抗生素而产生的种种弊端。6.2.3 改善动物产品质量    丁酸梭菌制剂能调节动物肠道微生态平衡以及治疗相关动物疾病，有效地减少二重感染和动物体内的药物残留；增加血中蛋白氮的含量，改善蛋白质的代谢，能降低血清中的胆固醇水平；产生各种益生物质，利于补充必需的营养，维持机体正常生理功能，促进代谢，改善畜禽渔产品质量，进而保证畜禽渔产品的质量符合生产、加工、销售及出口的标准，以冲破国际贸易上的“绿色壁垒”。    当肉鸡的饲料中添加一定剂量的丁酸梭菌时，肉鸡腹部脂肪中的脂蛋白脂肪酶活力、空肠黏膜中肝型脂肪酸结合蛋白基因的表达、胸肌中的十二碳五烯酸和n-3 不饱和脂肪酸的含量均增加显著（P<0.05），同时肌肉的剪切力明显降低，而对于胸肌中的滴水损失，饮食中的油脂（鱼油）和丁酸梭菌存在着极显著（P<0.01）的交互作用，有力地证明丁酸梭菌能够改善肉制品的质量和提高胸部肌肉中必要的不饱和脂肪酸含量。7饲用丁酸梭菌制剂应用中发展存在及问题随着微生态学理论研究的不断深入、稳定化技术和微胶囊技术在活性微生物制剂中的应用、科学水平的提高及相关问题的不断解决，人们会逐渐克服丁酸梭菌制剂在使用上的不足，将会有更多和更完善的丁酸梭菌微生态制剂被开发出来，并将越来越快地被人们所接受。日本是研究丁酸梭菌制剂历史最长和范围最广的国家，他们除开发用于整肠的药品外，还开发了丁酸梭菌液剂、粉末剂和胶囊剂等保健食品，并将其作为兽药制剂用来治疗畜禽肠道菌群紊乱，提高畜禽的生产性能。我国自1993年起加大了对丁酸梭菌的研究和开发，在畜牧业方面的应用已取得突破性进展。2009年7月，农业部批准浙江惠嘉申请的丁酸梭菌制剂(商品名：酪肠生)，作为微生物饲料添加剂在中华人民共和国境内生产、经营和使用。该产品经急性毒性试验、致突变性检测(AMES)试验及毒力试验，未见受试动物有异常反应和死亡。表格：部分丁酸梭菌产品信息 企业 产品名 主要成分 主要功效 浙江惠嘉 三效菌S、F、P 丁酸梭菌，地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的原始菌株 肠道功能的完善和促进消化率 饲用丁酸梭菌制剂作为微生态添加剂在实际生产中产生了显著的应用效果，但在应用中还存在以下几个问题需要深入研究。1)需要进一步研究丁酸梭菌在胃肠道酸性环境内的活性及其对饲料加工过程中的高温和高压的耐受能力，加强耐受高温、高压加工及胃肠道酸性环境菌株筛选工作，确保从活菌生产到进入动物肠道内的活性，在此基础上研究生产高效稳定的丁酸梭菌制剂及生产工艺。2)丁酸梭菌活菌制剂如何与乳酸菌和芽孢菌合理复配进行添加，发挥其最大的产品特性，需要进行深入的研究。3)综合肠道微生物的最佳作用条件，从环境温度、配合饲料组成、畜禽生长阶段和健康状况等方面综合研究，生产针对性强的专用丁酸梭菌制剂。4)饲用丁酸梭菌制剂与药物添加剂间相互影响，应进行如何合理地使用这些添加剂的研究。如：考虑先用亚临床质量浓度的药物处理肠道后，再用饲用丁酸梭菌制剂，采用抗生素和饲用丁酸梭菌制剂联合应用，可能会收到良好效果。8展望丁酸梭菌的问世彻底填补了“后抗生素时代”在我国的空白，弥补了一般的微生态制剂天热影响的不足，为今后我国在医学临床上治疗多种动物肠道疾病，增加生产者收益，改善饲养环境，提高禽畜动物的产品安全品质，具有极其重要的意义。          在动物饲料中的应用方面，为确保经济效益、产品的质量和减少抗生素的使用，应进一步提高丁酸梭菌在胃肠道内的活性研究和加强其在饲料加工过程中对多种外加条件的承受能力，在此基础之上研究生产高效稳定的丁酸梭菌制剂及生产工艺；在饲料制备过程中，应关注与其他菌的共生发酵，以提高饲料的适口性、营养、转化率和降低成本，同时，需研究丁酸梭菌与其他药物的协同作用，目的在于有效治疗动物疾病、降低死亡率。再者，当针对不同的动物和不同的生长阶段，添加不同剂量的丁酸梭菌制剂，以保证在畜牧业、禽业、渔业等方面发挥其最大的作用。    在临床应用方面，丁酸梭菌及其代谢产物具有重要的生理功能，对人和动物的健康产生各种影响且效果显著，然而其中诸多有利于健康的影响并非决定性的，丁酸梭菌及其代谢产物的作用机制、益生原理有待于深入研究，尤其是在维持微生态平衡、治疗炎症和癌症方面，为丁酸梭菌制剂的应用提供必要的理论依据。另一方面，不同的益生菌各有其功效，丁酸梭菌对多种抗生素具有很强的耐药性，其与其他益生菌、益生素在体外或体内的协同作用有待于发现。此外，丁酸梭菌的其他功效以及与新技术的结合更有待于研究。