1．簡介
  丁酸鈉廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工、化妝品、飼料、養(yǎng)殖等行業(yè)。丁酸鈉是我國允許使用的飼料添加劑品種之一。它可作為復(fù)合酸化劑、電解質(zhì)平衡調(diào)節(jié)劑、胃腸道微生態(tài)平衡調(diào)節(jié)劑、香味劑、誘食劑等的組成部分而發(fā)揮其獨(dú)特的作用。但有關(guān)丁酸鈉作為飼料添加劑的應(yīng)用研究報(bào)道卻相對(duì)很少。原因在于人們對(duì)它還缺乏認(rèn)識(shí)。為此，有必要對(duì)它進(jìn)行推廣介紹，以促進(jìn)我國飼料添加劑工業(yè)、飼料工業(yè)和畜禽養(yǎng)殖業(yè)向有機(jī)、綠色、健康、安全、可持續(xù)發(fā)展方向發(fā)展。

  2．丁酸鈉的物化性質(zhì)
  丁酸鈉（正丁酸鈉鹽），英文名為Sodium Butyrate，CAS號(hào)為156-54-7，分子式為C4H7O2Na，分子量為110.09，自燃溫度425.0 °C，閃點(diǎn)69.0 °C，熔點(diǎn)250.0－253.0 °C，容重0.96 gms/cm3（20.0 °C）。本品呈白色至類白色、似絨毛狀的、可吸濕性的粉末，具有特殊的奶酪酸敗樣氣味，易溶于水，水溶液pH值呈堿性。本品在常規(guī)貯存和搬運(yùn)條件下，處于室溫和密封狀態(tài)下穩(wěn)定，但勿與性質(zhì)相反的物質(zhì)、粉塵、過熱、強(qiáng)氧化劑混存。本品可能產(chǎn)生的有害分解產(chǎn)物有一氧化碳、二氧化碳、氧化鈉、過敏性和有毒的煙塵與氣體。本品有可能導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制、眼和皮膚過敏、消化道和呼吸道應(yīng)激。
  丁酸鈉的有效成分是一種短鏈揮發(fā)性脂肪酸——丁酸。游離丁酸具有特殊脂臭氣味，影響操作人員的舒適性。考慮到丁酸具有游離性和揮發(fā)性的特點(diǎn)，畜牧和飼料生產(chǎn)中將其制成相對(duì)穩(wěn)定的鈉鹽。不同于醋酸或丙酸等短鏈揮發(fā)性脂肪酸，丁酸水脂兩親，偏重于親脂，加之在pH值4—6時(shí)比較不易被分解，飼喂后部分避過水性環(huán)境的小腸，直接進(jìn)入盲腸和結(jié)腸。丁酸作為一種生物調(diào)節(jié)劑對(duì)所有動(dòng)物胃腸道絨毛起廣泛的作用。

  3.丁酸鈉的作用與用途

  3.1丁酸鈉可為動(dòng)物機(jī)體及其組織細(xì)胞提供快速且易于吸收的能量來源。它尤其是腸細(xì)胞（盲腸和結(jié)腸細(xì)胞）偏愛的能量，且極易從腸腔內(nèi)吸收。短鏈揮發(fā)性脂肪酸（SCFA）為后消化道發(fā)達(dá)的動(dòng)物提供高達(dá)30%的維持能。

  3.2丁酸鈉可調(diào)整動(dòng)物胃腸道微生態(tài)平衡，促進(jìn)胃腸道內(nèi)有益菌的生長，抑制有害菌的生長，從而使胃腸道微生態(tài)處于正平衡。
  正常胃腸道的一個(gè)非常重要特征是內(nèi)部細(xì)菌的協(xié)調(diào)平衡，尤其是幼畜。豬、家禽和兔子日糧內(nèi)添加丁酸鈉增加了有益菌如乳酸桿菌的數(shù)量，進(jìn)而影響到胃腸道有益菌（如乳酸桿菌）和有害菌（如大腸桿菌）之間的平衡，詳見表1。丁酸鈉降低十二指腸、回腸，特別是盲腸內(nèi)大腸桿菌的數(shù)量。下表說明，添加0.17%丁酸鈉的豬，腸段越往后，有益菌和有害菌之間的比值就越大。

  細(xì)菌菌叢

  對(duì)照
  丁酸鈉
  十二指腸
  大腸桿菌
  ●
  ●
 
  乳酸桿菌
  ▇
  ▇▇
 
  回腸
  大腸桿菌
  ●●●●
  ●
 
  乳酸桿菌
  ▇▇
  ▇▇▇▇
 
  盲腸
  大腸桿菌
  ●●●●
  ●
 
  乳酸桿菌
  ▇▇
  ▇▇▇▇▇▇▇▇▇
  ▇▇▇▇▇▇▇▇▇
 
  3.3促進(jìn)胃腸道細(xì)胞的增殖和成熟
  幼年動(dòng)物小腸上皮細(xì)胞絨毛較短，并有未成熟的隱窩，分泌消化酶和吸收日糧營養(yǎng)素的能力也弱。日糧改變、母源抗體缺失、轉(zhuǎn)群和斷奶等應(yīng)激因子抑制了腸上皮細(xì)胞絨毛膜的生長。丁酸鈉激活了細(xì)胞內(nèi)mRNA蛋白質(zhì)合成，是提高腸絨毛增殖和隱窩增深的激活劑。

  3.4在日糧中添加丁酸鈉可對(duì)斷奶后產(chǎn)生的一系列問題提供一個(gè)積極、主動(dòng)、經(jīng)濟(jì)、吸引人的解決方案。

  3.5丁酸鈉的特殊氣味（正丁酸鈉鹽）對(duì)幼豬具有很高的誘食性，可作為一種非常有效的誘食劑。它可提高斷奶仔豬采食量5%—10%，從而獲得較好的整體生產(chǎn)性能、減少斷奶后所產(chǎn)生的一系列問題，并縮短達(dá)到屠宰體重的日齡。

  3.6它可應(yīng)用于多種動(dòng)物，如：仔豬、肉雞、產(chǎn)蛋雞等。對(duì)于生產(chǎn)性能和健康狀況具有正面效應(yīng)。在日糧中添加丁酸鈉，可提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能，如可提高日增重、采食量、飼料轉(zhuǎn)化效率，降低耗料增重比，提高經(jīng)濟(jì)效益。

  4.丁酸鈉的作用特點(diǎn)及其與傳統(tǒng)酸化劑的區(qū)別
  丁酸鈉的一個(gè)重要特點(diǎn)是它的活性成分丁酸可轉(zhuǎn)運(yùn)到腸道，而傳統(tǒng)的酸化劑的功能僅限于動(dòng)物胃/嗉囊水平，從而顯示了丁酸在小腸水平上強(qiáng)的抗菌功能，抑制病原菌，如大腸桿菌，控制小腸微生物區(qū)系，使其處于正平衡。
  丁酸鈉對(duì)細(xì)胞代謝、免疫系統(tǒng)及微生物區(qū)系的選擇作用具有正面效應(yīng)。如：擴(kuò)大在小腸中的接觸面積，促進(jìn)鈣的吸收，刺激胰臟和腸道內(nèi)酶的分泌，這正是丁酸鈉功能的獨(dú)特之點(diǎn)和與傳統(tǒng)酸化劑的區(qū)別所在。

  5.丁酸鈉的作用機(jī)理
  丁酸鈉是一種短鏈脂肪酸和有機(jī)酸，它的活性成分在水和脂肪中均具有可彌散性（即水、脂兩親），可透過革蘭氏陽性菌和陰性菌細(xì)胞膜，對(duì)于仔豬，可促進(jìn)有益菌（如：Bifidus和Lactobacillus）的生長，而抑制有害菌（如大腸桿菌和沙門氏菌）的生長。
  丁酸鈉的活性成分可轉(zhuǎn)運(yùn)到腸道，可在小腸水平上發(fā)揮抗菌功能。
  小腸內(nèi)存在一個(gè)系統(tǒng)可使吸收面積最大化（對(duì)于4周齡的仔豬達(dá)200—300m2，是同樣長度直管的750倍）。這一包含小腸皺褶、絨毛、微絨毛的系統(tǒng)同時(shí)也釋放一些重要的酶類以利于碳水化合物和蛋白質(zhì)的消化。剛斷奶的仔豬面臨一個(gè)絨毛損傷的問題，從而導(dǎo)致酶的分泌顯著降低以及用于吸收營養(yǎng)物質(zhì)的面積的巨大損失。如果營養(yǎng)物質(zhì)不能夠在小腸被吸收，它們將流入大腸，大腸內(nèi)的有害菌或病原菌卻可以有效地利用這些營養(yǎng)物質(zhì)，從而使得它們繁殖更快，這樣，它們所起的破壞作用將更大。而受損絨毛膜的完整修復(fù)將需要額外消耗40%—50%的有效能，這樣將使仔豬的增重和飼料轉(zhuǎn)化效率降低。
  丁酸鈉是一種快速分化細(xì)胞的能量源，它可以通過更新中間細(xì)胞而刺激受損絨毛膜的修復(fù)。對(duì)于斷奶仔豬，丁酸鈉可促進(jìn)其絨毛膜的生長，使其絨毛長度增長 30%，從而提高其消化吸收營養(yǎng)物質(zhì)的能力，抑制病原菌（如大腸桿菌等）的生長。幼豬斷奶后需要6—10天的時(shí)間用來修復(fù)損傷的、被用來吸收營養(yǎng)物質(zhì)的小腸面積。丁酸鈉則從一開始用飼料代替母乳這一階段即提供一種保護(hù)，并確保快速修復(fù)。
  丁酸鈉對(duì)細(xì)胞代謝的選擇作用具有正面效應(yīng)。如：擴(kuò)大在小腸中的接觸面積，促進(jìn)鈣的吸收，刺激胰臟和腸道內(nèi)酶的分泌。
  丁酸鈉對(duì)免疫系統(tǒng)的選擇作用具有正面效應(yīng)。它可促進(jìn)非特異性免疫系統(tǒng)和特異性免疫系統(tǒng)功能。
  丁酸鈉對(duì)微生物區(qū)系的選擇作用具有正面效應(yīng)。對(duì)于仔豬，它可促進(jìn)有益菌（如：Bifidus和Lactobacillus）的生長，而抑制有害菌（如大腸桿菌和沙門氏菌）的生長。

  6．丁酸鈉的應(yīng)用效果

  6.1丁酸鈉在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用
  丁酸鈉用于潰瘍性結(jié)腸炎的治療由來已久。培養(yǎng)的游離結(jié)腸上皮細(xì)胞，75%的氧消耗來自丁酸鹽的氧化。若丁酸是唯一可利用能源時(shí)，可完全被結(jié)腸粘膜利用，生成酮體和CO2。體外研究表明，在葡萄糖、酮體、谷氨酰胺等作為呼吸能源時(shí)，結(jié)腸粘膜上皮細(xì)胞首選丁酸。
  大鼠結(jié)腸灌注乙酸、丙酸、n—丁酸混合液，能增加空腸、近端結(jié)腸粘膜DNA含量，刺激腸上皮細(xì)胞增殖。其中，丁酸對(duì)結(jié)腸上皮細(xì)胞增殖與粘膜生長起主要作用，對(duì)隱窩上皮細(xì)胞增殖的劑量依賴性、刺激作用順序是丁酸、丙酸、乙酸。結(jié)腸內(nèi)灌注丁酸能促進(jìn)粘膜生長，表現(xiàn)為粘膜總量、DNA含量和有絲分裂指數(shù)的增加。
  南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院普外科許勤認(rèn)為，丁酸作為結(jié)腸粘膜首選的能源底物，能增進(jìn)鈉吸收，促進(jìn)人結(jié)腸上皮細(xì)胞增殖與粘膜生長，提供代謝能源，增加腸血流，刺激胃腸激素生長，是結(jié)腸粘膜重要的營養(yǎng)素。在腸道外科的實(shí)驗(yàn)和研究中，通過灌腸法、回腸末端置管灌注、提供可酵解底物及靜脈輸入等途徑補(bǔ)充短鏈脂肪酸，可增加腸吻合強(qiáng)度，促進(jìn)腸吻合，緩解和治療曠置性結(jié)腸炎、短腸綜合癥、潰瘍性結(jié)腸炎以及結(jié)、直腸切除術(shù)后的儲(chǔ)袋炎等，可望有廣泛的應(yīng)用前景。
  解放軍304醫(yī)院姚詠明研究員通過動(dòng)物性實(shí)驗(yàn)和臨床前瞻性研究，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)傷膿毒癥嚴(yán)重感染后給予高遷移率族蛋白—1合成抑制劑、正丁酸鈉治療可有效降低肝、肺、腎及小腸等組織高遷移率族蛋白—1基因的表達(dá)，顯著改善肝、腎、心功能及減輕肺組織炎癥反應(yīng)，降低膿毒癥動(dòng)物傷后1—6天的死亡率。
  南京軍區(qū)南京總醫(yī)院李可洲等研究短鏈脂肪酸（含丁酸）對(duì)大鼠移植小腸的作用，發(fā)現(xiàn)短鏈脂肪酸組移植腸絨毛高度、隱窩深度、粘膜厚度及絨毛面積均明顯超過對(duì)照組。結(jié)論為：短鏈脂肪酸能維持大鼠移植小腸粘膜形態(tài)，減輕移植上皮細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)損傷，并能改善移植腸對(duì)氨基酸的吸收能力。
  丁酸鈉誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡，抑制人卵巢KK細(xì)胞和子宮內(nèi)膜癌HHUA細(xì)胞生長。

  6.2丁酸鈉在畜禽養(yǎng)殖上的應(yīng)用效果

  6.2.1國外應(yīng)用效果
  早在上世紀(jì)八十年代初期，國外學(xué)者就觀察到短鏈脂肪酸鈉鹽對(duì)瘤胃營養(yǎng)代謝及其消化能力的影響。
  1990年匈牙利學(xué)者Galfi P.等開展了豬飼喂正丁酸鈉日糧，豬只斷奶后的全程試驗(yàn)。結(jié)果表明，試驗(yàn)組日糧提高豬日增重達(dá)23.5%，日采食增加了8.9%。由于提高了飼料報(bào)酬，實(shí)際飼料消耗減少了11.8%。
  意大利學(xué)者Piva A于2002年對(duì)每噸含酸化劑日糧添加0.8公斤丁酸鈉作為試驗(yàn)組飼喂斷奶仔豬兩周，丁酸鈉提高日增重達(dá)20%（P<0.05），提高日采食量達(dá) 16%（P<0.05）。在緊接其后的兩周內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組日采食量提高達(dá)10%，但料肉比減14%，分別為差異顯著水平（P<0.05）。
  比利時(shí)學(xué)者對(duì)一個(gè)患有水腫病史的商品豬場進(jìn)行在常規(guī)酸化日糧基礎(chǔ)上每噸添加1公斤丁酸鈉的試驗(yàn)，丁酸鈉組乳豬在斷奶后兩周日增重提高了14.8%，同期料肉比改善了13.2%。另一項(xiàng)在比利時(shí)農(nóng)業(yè)部畜牧與動(dòng)物營養(yǎng)局下屬的一個(gè)動(dòng)物試驗(yàn)場進(jìn)行的丁酸鈉影響斷奶后兩周仔豬生產(chǎn)性能的試驗(yàn)結(jié)果也表明，試驗(yàn)組日增重為224克，而對(duì)照組為205克，提高了14.6%。
  比利時(shí)另一商品豬場的試驗(yàn)表明添加0.1%丁酸鈉的斷奶豬與添加60mg/kg鹽霉素的對(duì)照組比較，其生產(chǎn)性能表現(xiàn)基本一致。
  西班牙一組試驗(yàn)是針對(duì)25公斤體重至上市育肥豬添加0.05%丁酸鈉，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了料肉比改善了6個(gè)百分點(diǎn)，豬日增重提高10克，以及每公斤活豬成本減低17歐分的成績。
  比利時(shí)農(nóng)業(yè)部動(dòng)物營養(yǎng)與飼養(yǎng)部門于2002年7月用144頭剛斷奶的仔豬進(jìn)行飼養(yǎng)試驗(yàn)以觀察丁酸鈉對(duì)斷奶后一周齡仔豬生產(chǎn)性能的影響。試驗(yàn)分2個(gè)處理：（1）對(duì)照組：僅喂基礎(chǔ)日糧，與（2）添加組：基礎(chǔ)日糧+1kg/t丁酸鈉。斷奶日齡為26-27天。6頭仔豬（公、母各半）一欄，于剛斷奶和斷奶后14 天分別稱重并記錄飼料消耗。

  結(jié)果表明：日糧添加丁酸鈉可提高日增重17%，提高采食量7.3%，耗料增重比降低8.3%。結(jié)果詳見圖1所示。
 

  圖一、在斷奶仔豬日糧中添加1kg/t噴霧干燥丁酸鈉對(duì)其生產(chǎn)性能的影響

  2003年1月在英國一商業(yè)飼料廠所屬的實(shí)驗(yàn)農(nóng)場進(jìn)行的一個(gè)飼養(yǎng)試驗(yàn)如下：108頭仔豬分成2組，試驗(yàn)分別于試驗(yàn)起始（體重7.5kg）、每隔7天、直至試驗(yàn)結(jié)束時(shí)（分別為24.5kg和26.6kg）分別稱重。試驗(yàn)分為二階段飼養(yǎng)。第一階段為7—14kg，

第二階段為14kg—試驗(yàn)結(jié)束（對(duì)照組24.5kg，添加丁酸鈉組為26.6kg）。

  試驗(yàn)處理如下：
  對(duì)照組：基礎(chǔ)日糧
  添加組：第一階段：基礎(chǔ)日糧+1kg/t丁酸鈉
  第二階段：基礎(chǔ)日糧+0.75kg/t丁酸鈉
  試驗(yàn)結(jié)果：在日糧中添加丁酸鈉可提高仔豬（7-27kg體重）健康和生產(chǎn)成績，其中，提高日增重12.2%，料重比降低5.5%，藥物消費(fèi)降低55%。

經(jīng)濟(jì)效益分析：
  丁酸鈉推薦添加量：1kg/t
  添加方法：剛斷奶—斷奶后2周。
  仔豬僅僅消耗6g丁酸鈉，每頭仔豬僅僅額外增加0.05美元，在斷奶后的一個(gè)非常時(shí)期卻可顯著提高生產(chǎn)性能和健康狀況。
  如果該產(chǎn)品持續(xù)應(yīng)用至生長期（從斷奶—25kg體重），每頭仔豬僅僅消耗21g丁酸鈉，在將近10周的時(shí)間里，對(duì)每頭仔豬需額外投資0.18美元，這一投資很容易返還。因?yàn)樗o仔豬提供了一個(gè)在生長階段充分發(fā)揮其遺傳潛力的開始。
  如果，例如：屠宰日齡縮短3天，它可節(jié)省6—9 kg肥育豬料，每頭豬大約節(jié)省1.6美元；耗料增重比降低10個(gè)點(diǎn)（0.1），又可節(jié)省6—8 kg肥育豬料，每頭豬大約節(jié)省1.5美元；再加上減少了藥物成本，降低了死亡率，其投資回報(bào)為10倍以上，經(jīng)濟(jì)效益極為顯著。

  6.2.2國內(nèi)應(yīng)用效果
  福建省沙縣閩富種豬場于2003年底分別做了兩個(gè)仔豬飼喂0.1%丁酸鈉的試驗(yàn)： 
  國內(nèi)國外的試驗(yàn)結(jié)果表明：在斷奶仔豬日糧以及生長豬日糧中添加丁酸鈉，可提

高豬的日增重、采食量，降低耗料增重比，提高飼料轉(zhuǎn)化效率，提高豬的整齊度，降低仔豬腹瀉發(fā)生率，縮短上市日齡，從而顯著提高養(yǎng)殖場、戶的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。