丁酸鈉替代抗生素在水產(chǎn)上的應(yīng)用1

1、丁酸鈉替代抗生素在水產(chǎn)上的應(yīng)用 1-作者 : _-日期 : _丁酸鈉替代抗生素在水產(chǎn)動(dòng)物上的應(yīng)用丁酸鈉在陸生動(dòng)物上的研究進(jìn)展已經(jīng)廣為普及，也因?yàn)槿蚩股貫E用所造成的抗藥性，歐盟決定于 2006 年禁止用抗生素作為所謂的“生長(zhǎng)促進(jìn)劑”添加到飼料中。在尋找抗生素替代品的過(guò)程中丁酸鈉由于具有廣泛的生物調(diào)節(jié)作用而逐漸引起人們的關(guān)注。許多科學(xué)研究報(bào)告已證實(shí)丁酸鈉在陸生動(dòng)物具有以下的作用 , 例如抑制人類(lèi)結(jié)腸粘膜發(fā)炎及癌癥生成； 改善禽類(lèi)的蛋殼品質(zhì)及減少肉雞下痢；增長(zhǎng)增生豬腸道絨毛、使腸壁變豐厚；及刺激犢牛瘤胃肌層及突觸的生長(zhǎng)。 至于丁酸鈉在魚(yú)類(lèi)上的應(yīng)用，可從以下的試驗(yàn)得到驗(yàn)證。（ 1）丁酸鈉對(duì)羅非魚(yú)生

2、長(zhǎng)、血液參數(shù)及免疫反應(yīng)的影響（Ahmed H.A., 2015）1）試驗(yàn)設(shè)計(jì) 選擇健康狀況良好的羅非魚(yú)200 條，隨機(jī)分成兩個(gè)處理組，每個(gè)處理組各 100 條。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧，丁酸鈉組飼喂基礎(chǔ)日糧添加 0.03%丁酸鈉，基礎(chǔ) 日糧含有蛋白質(zhì) 24.7%，總能 3896 千卡 /公斤。羅非魚(yú)的喂食量以每日 3%魚(yú)體重量喂食；每日分兩餐。2）試驗(yàn)結(jié)果表 1 丁酸鈉對(duì)羅非魚(yú)的生長(zhǎng)表現(xiàn)表 2 丁酸鈉對(duì)羅非魚(yú)肉品質(zhì)的影響表 3 丁酸鈉對(duì)羅非魚(yú)血清蛋白、血葡萄糖及肝指數(shù)的影響注：肩字母不同表示差異顯著（P 0.05）（ 2） 丁酸鈉對(duì)美洲鰻鱺采食、生長(zhǎng)性能及抗氧化能力的影響（ZhangS,2011）1

3、）試驗(yàn)設(shè)計(jì) 選擇健康狀況良好的美洲鰻鱺600 條，隨機(jī)分成三個(gè)處理組，每個(gè)處理組 設(shè) 2 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)各 100 條。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧，丁酸鈉 1 組飼喂基礎(chǔ) 日糧添加 0.05%丁酸鈉，丁酸鈉 2 組飼喂基礎(chǔ)日糧添加 0.1%丁酸鈉。試驗(yàn)預(yù)飼 期 20 天，正式期 6 周。2）試驗(yàn)結(jié)果表 4 丁酸鈉對(duì)美洲鰻鱺生長(zhǎng)情況的影響表 5 丁酸鈉對(duì)美洲鰻鱺肝臟健康情況的影響（ 3）丁酸鈉對(duì)淡水魚(yú)生長(zhǎng)表現(xiàn)及腸道粘膜結(jié)構(gòu)的影響（Wang et.Al., 2008）1）試驗(yàn)設(shè)計(jì) 選擇健康狀況良好的鯉魚(yú) 360 條，隨機(jī)分成四個(gè)處理組，每個(gè)處理組設(shè) 3 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)各 30 條。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧，

4、另外三個(gè)試驗(yàn)組分別在基礎(chǔ) 日糧中添加 0.05%、0.1%、0.15%的丁酸鈉。飼料期 60 天，每日投餌 2 次，喂 食量為魚(yú)體重的 3-4%。2）試驗(yàn)結(jié)果表 6 丁酸鈉對(duì)鯉魚(yú)生長(zhǎng)情況的影響圖 1 丁酸鈉增長(zhǎng)鯉魚(yú)腸絨毛長(zhǎng)度Nuez-Ortin 2011 也指出包被丁酸鈉對(duì)鯰魚(yú)(P. hypohthalmus)生長(zhǎng)有非常優(yōu)異的表現(xiàn)，如下表。注：肩字母不同表示差異顯著（P 0.05）在維護(hù)腸道健康方面 , 丁酸鹽能抑制陸生動(dòng)物腸道發(fā)炎。當(dāng)細(xì)菌入侵時(shí)，單核球 /巨噬細(xì)胞產(chǎn)生大量促進(jìn)發(fā)炎的細(xì)胞激素 (cytokine)如 IL-12 ( 白細(xì)胞介素；interleukin12)及少量 IL-10 。

5、IL-12 刺激 T 細(xì)胞生成 干擾素 (interferon- )，腫瘤壞死因子 (TNF，tumornecrosisfactor)及 IL-2( 白細(xì)胞介素 IL-2) 。全都會(huì)促使 腸道發(fā)炎反應(yīng)。見(jiàn)圖 2。圖 2而丁酸會(huì)刺激單核球 /巨噬細(xì)胞產(chǎn)生 IL-10 ，IL-10 反抑制 IL-12 生成，因此腸 道發(fā)炎反應(yīng)被抑制。見(jiàn)圖 3。圖 3水產(chǎn)飼料配方中普遍使用魚(yú)粉及魚(yú)油來(lái)促進(jìn)魚(yú)蝦生長(zhǎng)，但因這幾十年來(lái)全球，魚(yú)粉魚(yú)油的短缺，迫使科學(xué)家尋找植物性蛋白原料以取代魚(yú)粉，如大豆等原料。 但大豆有抗?fàn)I養(yǎng)因子的缺點(diǎn) (如皂苷、過(guò)敏性蛋白等 )，會(huì)造成鮭魚(yú)、烏頰海鯛、 海鱸、鯉魚(yú)及養(yǎng)分消化率下降及腸炎。

6、 (Francis et. al. 2001; Baeverfjordand Krogdahl, 1996; Bonnyaratpalin et. al. 1998;Uran et. al. 2008; Bonaldo et. al.2008)。魚(yú)類(lèi)腸道發(fā)炎的癥狀包括黏膜組織高度營(yíng)養(yǎng)化、發(fā)炎細(xì)胞滲透性的改變、充血、腸道絨毛變短而影響吸收、營(yíng)養(yǎng)消化率下降及對(duì)其他細(xì)菌性疾病抵抗減弱等。所幸丁酸鹽也具有抑制水產(chǎn)動(dòng)物腸道發(fā)炎的功效 ! Koppe 于 2009 年指出鮭魚(yú)日糧中含 25%萃取大豆會(huì)導(dǎo)致腸炎，而添加 0.1%丁酸鈉可以有效抑制腸道發(fā)炎 (soy enteritis)。2006 年 Owe

7、n 等人以大豆?jié)饪s在鯰魚(yú)進(jìn)行過(guò)敏性試驗(yàn)，日糧以魚(yú)粉為主或日糧以大豆?jié)饪s + 2 公斤丁酸鈉為主，其結(jié)果表明兩組生長(zhǎng)速度無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異，表示丁酸鈉可彌補(bǔ)大豆?jié)饪s的缺點(diǎn)。 JaumePerez-Sanchez及其團(tuán)隊(duì)與西班牙 Instituto deAcuicultura deTorre la Sal(IATS-CSIC)學(xué)院和挪 威University ofLife Science 用包被丁酸鈉在烏頰海鯛作對(duì)比實(shí)驗(yàn) (設(shè) 3 個(gè)重復(fù)， 90 公升水槽， 15 幼魚(yú) /槽，試驗(yàn)期 9 周 )。烏頰海鯛幼魚(yú) (25 克初重 )。實(shí)驗(yàn)主要 探討是在以植物性蛋白為主的日糧中 (內(nèi)含 20%魚(yú)粉及 35

8、%魚(yú)油被混合植物油所取代 )，添加丁酸鈉是否可減輕生長(zhǎng)負(fù)面的影響及植物性引起的腸炎。生長(zhǎng)結(jié)果表明，丁酸鈉明顯改善腸道健康及腸道指數(shù) (魚(yú)重 /腸道長(zhǎng)度 )。 當(dāng)我們探討丁酸鹽抑制腸道發(fā)炎的機(jī)理，可分為 3 個(gè)方式：（A）基因控制方式 1）丁酸鹽有助某種基因的修飾 /改變 /表達(dá)，使腸道更健康。 2）丁酸鹽促進(jìn)腸 道細(xì)胞分化基因的表現(xiàn)，而不是干狀細(xì)胞增生基因的表現(xiàn)。 3）丁酸鹽經(jīng)由降低 mRNA 及蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)譯 (transcript)，來(lái)降低增生細(xì)胞核內(nèi)抗原 (proliferating cell nuclear antigen; PCNA)的表達(dá)。 4) 丁酸鈉可在后腸道，經(jīng)由修飾 DNA 轉(zhuǎn)

9、譯因 子(transcription factors)來(lái)提供抗發(fā)炎因子。如此反饋控制發(fā)炎基因的表現(xiàn) , 達(dá)到減輕腸道發(fā)炎。（B）促進(jìn)某種蛋白質(zhì)的功能 丁酸鹽改善腸道屏障細(xì)菌入侵的功能 (intestine barrier function)，促進(jìn)緊密 結(jié)合 (tight junction) 的幾種成分基因的表達(dá)，如封閉蛋白 (claudin)及緊密連結(jié)蛋白 ZO-1(tight junction protein ZO-1) 基因表達(dá)。（C）丁酸鹽改變物質(zhì)的表達(dá)來(lái)控制基因丁酸鹽也改變 IL-7 (interleukin 7) ，NOD1 (nucleotide-binding protein o

10、ligomerization domain-containing protein 1)， VIM (vimentin), MRC1(macrophage mannose receptor 1)，CCL20 (C-C motif chemokine 20)的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)抗發(fā)炎基因的表達(dá)。另外，丁酸鈉在蝦類(lèi)上也有很廣泛的應(yīng)用。丁酸可用以保護(hù)鹽水明蝦免受病 原性弧菌感染（ T.Defoirdt 等人 2006）。在實(shí)驗(yàn)室中丁酸可完全抑制明蝦弧菌 LMG21363 生長(zhǎng) (in vitro) 。圖 4在明蝦體內(nèi)，丁酸可增加經(jīng)過(guò)弧菌感染兩天后的存活率(invivo) ，見(jiàn)表 8：表 8 丁酸對(duì)明蝦經(jīng)過(guò)弧菌感染兩天后的存活率的影響總體而言 , 丁酸鹽在魚(yú)類(lèi)及蝦類(lèi)上應(yīng)用的效果可歸納如下：1）誘食，促進(jìn)采食量，降低飼料系數(shù)；2）提高魚(yú)肉品質(zhì)；3）促進(jìn)腸道絨毛增長(zhǎng)及修復(fù)；4）抑制腸道發(fā)炎，減少過(guò)敏反應(yīng)；5）提高機(jī)體