专家视角丨梁运祥教授深度解析丁酸梭菌培养物：创新技术赋能畜牧水产养殖升级
发布时间：
2025-03-11
一、养殖业的困境与生物饲料的崛起
养殖业的本质是利用动物进行物质转化，将饲料中的大分子营养物质转化为供人类消费的动物产品。然而，当前我国养殖业面临着饲料粮安全的重大挑战。数据显示，2023年我国粮食总产量6.95亿吨，消费量却高达8.40亿吨，饲用粮食消费量约占粮食消费总量的48%。同年，我国累计进口粮食1.6亿吨，其中大豆进口量为9941万吨，占全部粮食进口量的6成以上。饲料资源的有效利用已成为制约饲料行业发展的关键瓶颈，开发非常规饲料原料和寻求新的饲料解决方案迫在眉睫。
基于这种背景，生物饲料应运而生，它是利用发酵工程、酶工程等生物工程技术开发的饲料产品，包括发酵饲料、酶解饲料等多种类型。生物饲料能够提高饲料转化效率，一方面，其中的微生物自身可分泌多种消化酶，降解大分子营养，提高饲料原料的消化率，且其分解营养物质的能量消耗仅为动物的10%左右。另一方面，微生物还能分解破坏植物性原料中的抗营养因子，合成必需氨基酸、维生素等，促进动物健康生长。同时，生物饲料在改善动物肠道微生态方面也发挥着重要作用，有助于解决养殖动物的肠道问题，增强动物的免疫力。
丁酸梭菌作为一种重要的益生菌，具有诸多独特的优势。丁酸梭菌能够产丁酸、转芽孢、产乳酸、产酶类和产抗菌肽，并且具有耐热、耐酸碱、能过胃定植后肠的特性，是具有较强益生作用的益生菌。其作用机理主要包括以下几个方面：
1、粘附定植：丁酸梭菌定植能力强，扫描电镜显示，它能紧密粘附在小鼠结肠和猪肠上皮细胞上，而经过金百合生物筛选出的优良菌株粘附性能更佳。
2、增强肠道屏障功能：丁酸梭菌通过增加粘膜层的厚度，增加紧密连接蛋白（如ZO-1、Occludin和Claudin-1）和黏蛋白Muc2的表达，有效改善肠道屏障功能，减少病原菌的入侵。
3、调节肠道免疫功能：丁酸梭菌刺激免疫细胞（如树突状细胞、巨噬细胞等）分泌抑炎因子TGF-β和IL-10，抑制Th17细胞等促炎细胞的分化，减少体内炎症因子（如TNF-α、IL-1β和IL-6）的浓度，增加调节性T细胞Treg的比例，从而调节肠道免疫系统，缓解肠炎。
4、优化肠道菌群：丁酸梭菌可以降低畜禽肠道菌群中气单胞菌属、弧菌属等致病菌的丰度，提高乳酸杆菌等益生菌的数量，增加肠道菌群的丰富度，优化肠道菌的结构，同时调整肠道菌群代谢，增加短链脂肪酸（SCFAs）的浓度，降低内毒素（LPS）的浓度。
三、金百合生物丁酸梭菌培养物的创新工艺
丁酸梭菌培养物是在特定工艺条件下，经过充分发酵/酶解的产品，它由益生菌、变性培养基和代谢产物组成。金百合生物丁酸梭菌培养物在创制过程历经多年精心研发，经过多轮菌株选育、发酵工艺优化产品应用评估，造就了卓越品质。
1、在菌株选育方面，通过对67株丁酸梭菌进行泛基因组分析，从产酸、产酶能力、转孢率、生长性能及菌落形态等多个维度评价和筛选优良菌株。例如，金百合生物丁酸梭菌JBH BD10就是定向选育的优质菌株，在代谢性能和生物功能方面优势突出。
2、在发酵工艺上，丁酸梭菌培养物采用仿生发酵技术。该技术模拟动物肠道生理特点、微生物特性以及不同肠段消化特征，对谷物培养基辅以产酶芽孢菌、酵母菌和乳酸菌联合预酵解，促进丁酸梭菌增殖代谢与深度发酵，再经低温干燥制成。这种工艺能够充分发挥细胞分解与合成代谢能力，保障代谢产物丰富，同时对特定功能代谢产物进行代谢流控制，确保产品的高品质和稳定性。
四、丁酸梭菌培养物的应用效果
1、家禽养殖——酪福素（一种丁酸梭菌培养物产品）
①在肉鸡养殖中，酪福素能显著降低肉鸡攻毒病原菌后的腹泻率。
②在蛋鸡养殖方面，酪福素可提高产蛋率、降低破蛋率、提高初生重，还能改善蛋品品质，如提高蛋黄比、蛋黄比色、哈氏单位，降低蛋品残次率。同时，酪福素能显著提高蛋鸡肠道紧密连接蛋白表达量，增加回肠杯状细胞和黏蛋白数量，维护肠道健康。
2、家畜养殖——酪福素（一种丁酸梭菌培养物产品）
①对于仔猪，酪福素能显著降低腹泻率，提高饲料报酬。
②在母猪养殖中，酪福素能提高仔猪成活率、初生重，降低仔猪腹泻率。
③在肉牛养殖中，酪福素可提高育肥牛生产性能，降低日耗料量。
3、水产养殖——酪渔泰乐（水产专用丁酸梭菌培养物产品）
①在凡纳滨对虾养殖中，它替代10-30%鱼粉，不仅不影响对虾蛋白质效率、饲料系数，还使增重率和特定生长率呈上升趋势。同时，能提高对虾血清酚氧化物酶活性、溶菌酶活性等非特异性免疫指标，降低血清胆固醇含量，对全虾体成分也有积极影响。
②在大口黑鲈养殖中，酪渔泰乐添加量为20-30%（替代50-60%鱼粉）时，可促进大口黑鲈生长，降低饵料系数，减少脂肪肝现象，保护肝脏健康，加强脂质代谢，缓解肝脏负担。
五、丁酸梭菌培养物的发展前景
丁酸梭菌培养物作为一种具有创新意义的饲料添加剂，凭借其在调节动物肠道微生态、增强免疫力、促进生长等方面的显著功效，为畜牧水产养殖业的可持续发展提供了有力支持。在当前饲料粮安全形势严峻、无抗养殖需求迫切的背景下，丁酸梭菌培养物的应用前景十分广阔。随着科技的不断进步和研究的深入，相信丁酸梭菌培养物在未来还将不断优化和创新，充分发挥其优势，实现降本增效、提质增收的目标，共同推动我国畜牧水产养殖业迈向新的高度。
【本文内容节选自华中农业大学生命科学院梁运祥教授（博士生导师、副院长）在河南省饲料添加剂协会会议上的主题报告《丁酸梭菌培养物的价值应用》】
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