三丁酸甘油酯在养猪生产上的应用研究进展

丁斌鹰(武汉工业学院动物营养与饲料科学湖北省重点实验室，湖北武汉430023)

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、维持肠黏膜细胞完整性、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

中图分类号：S816.7       文献标识码：A      文章编号：1001-991X（2012）S1-0015-02

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，以及特殊的臭味，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）研究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 0.34 mM，并能维持大于 0.1 mM 浓度至少 0.5～4 h，药物半衰期为 40 min。 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黏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。 所有的试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黏膜形态，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、固有膜和黏膜肌层组成。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 过影响白细胞黏附分子的表达而起到抗炎作用(Men－ zel 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 1~2 kg 45%的三丁酸甘油酯减少日粮中 1%~2%的 油脂，以及用 2 kg 45%的三丁酸甘油酯、2 kg 酸化剂 和 16 kg 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±1) d 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 2 周、第 3 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 1 周、第 2 周、第 3 周、第 4 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 1 周、第 2 周、第 3 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 5 g/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 10 g/kg 谷氨 酰胺的效果好，并且 5 g/kg 三丁酸甘油酯与 3 g/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，在西班牙的 Centeno 农场，使用液态 三丁酸甘油酯饮水（小猪 20 L/t 水、中大猪 1.5 L/t 水） 取代氧化锌和黏杆菌素，可降低料重比 6.43%，减少 死亡率 40%和降低增重成本 2.14%。在西班牙另外一 个 Santo 农场，从 30 kg 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 3.2 kg/t 氧化锌降低了死亡率 15%、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。三丁酸甘油酯对肠黏膜的作用机理、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。 （参考文献 27 篇，刊略，需者可函索） （编辑：刘敏跃，lm- y@tom.com）