饲料中营养物质的充分利用是动物快速生长的必要条件。在水产养殖中,抗生素被广泛应用以控制和预防细菌感染,进而提高生长性能。然而,长期且过量使用抗生素会导致鱼虾免疫力下降、药物残留、环境污染[1]以及耐药病原菌株等问题[2],严重危及人类健康安全。因此,有必要在水生养殖中寻找安全绿色的生物调节剂来代替抗生素。有机酸及其盐类在防止抗生素耐药性的传播和控制疾病方面效果显著[3],被认为是水产养殖中替代抗生素的有效物质之一。SCFA是有机酸,主要包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等。SCFA及其盐类具有改善鱼类生长性能的作用[4-7]。在日粮中添加由甲酸(25.7%)、乳酸(11.5%)和柠檬酸(7.0%)组成的饲料添加剂可提高土塘混养的鲻鱼和尖齿胡鲶的生长性能[8]。日粮中添加SCFA可以提高矿物质的生物利用率,增强鱼类的健康状况和抗氧化活性,调节免疫反应[2]。丁酸(BA)是一种重要的SCFA,是消化道内厌氧菌发酵碳水化合物的产物之一,因对肠道的有益作用受到越来越多研究人员的关注[9]。丁酸钠(SB)是丁酸的钠盐,分子式为C4H7O2Na。丁酸钠原粉可以直接拌入饲料中使用,也可通过缓冲盐或植物油,如棕榈油的微囊化包覆处理后使用。有机酸或其盐微囊化(保护型)处理有两个目的:(1)确保未解离的有机酸在肠道中均匀吸收[10];(2)防止有机酸或其盐类在养殖水中释放[11]。大量研究证明,BA、SB及其微囊化形式对多种鱼类均具有促生长作用[12-18]。文章主要综述BA和不同形式的SB对鱼虾生长性能、饲料系数等方面的作用,为养殖中合理使用丁酸类产品提供参考。1丁酸及丁酸钠对鱼类生长性能的影响日粮中添加BA、SB及其保护形式对鱼类的生长性能、全鱼营养组成、营养利用和存活率具有潜在影响。在美洲鳗鱼日粮中添加1.0 g/kg SB,体重(WG)增加37%,饲料系数(FCR)降低26%,但各试验组投饵率和成活率无显著差异[19]。Sun等[20]研究表明,日粮中添加2.5 g/kg SB可以显著提高金鱼WG、特定生长率(SGR)、蛋白质利用效率(PER)和肥满度(CF);SB可通过增加前肠绒毛高度(34.22%)的方式提高干物质和蛋白质的表观消化率。Robles等[21]研究显示,在日粮补充不完全保护性SB(3 g/kg)可以显著提高石斑鱼的WG、SGR和FCR。Liu等[22]研究显示,日粮中补充0.3 g/kg的补充保护性SB能增加鲤鱼的WG,并改善FCR。在鲤鱼和罗非鱼日粮中添加SB能显著提高采食量(FI)、终体重(FBW)、SGR和PER,而相对器官/身体比率无显著差异[23]。此外,在非洲鲶鱼和罗非鱼日粮中添加BA两周,可以显著改善生长性能,包括FBW、FI、WG、SGR和FCR[24]。饲喂含1.5 g/kg BA的饵料,非洲鲶鱼和罗非鱼的胴体蛋白质含量最高、养分利用率更好,但对成活率无显著变化。在日粮中添加2%和3%的SB可以显著改善罗非鱼的FBW、WG、WG%、SGR、PER、FCR和蛋白质沉积率(PPV),但对全鱼营养组成无影响[25]。另有研究发现,经3个月的饲养,日粮添加6.25 g/kg部分保护型SB可以显著改善罗非鱼的生长性能,但在整个试验过程中没有记录死亡率,同时对全鱼营养组成无显著影响[17]。相似的试验表明,罗非鱼饲喂含有0.5%缓冲盐保护型SB和0.5%棕榈油包膜型SB的饲料1个月,发现鱼类产量和总重量显著提高,饲喂含有0.5%棕榈油包膜型SB组FCR最低。但是,各种形式的SB均不影响罗非鱼的性逆转过程[18]。Dawood等[15]研究发现,连续饲喂8周添加SB的日粮,使罗非鱼的生长性能显著提升,FCR显著降低,同时热应激下的成活率明显提高。此外,丁酸和益生菌同时使用,能够显著提高罗非鱼的FBW、总增重(TWG)和SGR[26]。Abdel-Mohsen等[12]研究发现,连续3个月饲喂添加0.2%保护型SB的日粮,可以显著提高鲈鱼的成活率、WG、PER、生长指数、能量利用率(EU)和PPV,添加0.2%和0.3%保护型SB日粮均能够提高鲈鱼体内蛋白质含量,降低脂肪含量。Aalamifar等[14]研究发现,亚洲鲈鱼日粮中添加5和10 g/kg BA均能够显著改善亚洲鲈鱼生长性能,如FBW、SGR、FCR和PER。其中,添加5 g/kg BA组鲈鱼表现出较高的PPV和鱼片蛋白质含量。但是,各组的CF和成活率无显著差异。在亚洲黄鳝低鱼粉(FM)日粮中添加SB,进行8 w饲养,稻鳗的WG和脾脏指数显著改善,FCR显著降低[27]。在杂交鲶日粮中添加保护型BA和微乳类胡萝卜素的混合物,可以显著增加杂交鲶背部肌肉的黄色素沉着,且其总类胡萝卜素的含量比其他各组增加1倍;同时保护型BA能够显著改善杂交鲶鱼的WG和FCR[28]。Wu[29]和Liu等[16]研究显示,日粮中添加1.0、2.0 g/kg SB可以显著提高草鱼的SGR,但全鱼营养组成无显著变化。在草鱼日粮中添加粉状SB和保护型SB,连续饲喂两个月,发现增重率(WG)、饲料利用率(FER)和SGR均得到显著改善[30]。在巨骨舌幼鱼的饲料中加入不同水平的SB均能够显著增加平均耗料量(MFC)、FCR、肝体指数(HSI)和内脏指数(VSI);但是所有处理组之间WG、SGR和成活率无显著差异[31]。在卵形鲳鲹幼鱼日粮中添加2 g/kg SB可以显著增加FBW、WG、SGR和CF,降低FCR值,且随着SB的添加量增加,鱼体总灰分含量显著降低[32]。研究表明,在高豆粕(SBM)日粮中添加0.15%的SB,饲喂黄姑鱼10 w,可以显著提高SGR、FER及肌肉中蛋氨酸含量[33]。上述研究结果表明,BA、SB及其保护形式对鱼生长性能有正向效果。但也有一些研究认为,其没有效果或存在负效应,如SB对欧洲鲈鱼生长性能无影响[34]。Bjerkeng等[35]研究表明,在日粮中添加含有BA的SCFA混合物对三文鱼的生长速度、饲料效率和饲料利用率提高均无明显作用。在虹鳟鱼日粮中添加有机酸混合物对其生长速度、饲料利用率及远端肠道形态无明显差异[36]。Lin等[37]研究发现,在石斑鱼SBM日粮中添加SB对其成活率、FI和PER无影响,但SB可以提高铜、锌、钙和磷等矿物质的消化率。Zhou等[38]研究表明,在草鱼日粮中添加SB不仅对FBW、SGR和FCR无影响,且随着SB添加量的增加,VSI、腹腔内脂肪指数(IFI)、肠道指数(Ⅱ)以及肝胰腺和肌肉的粗脂肪含量显著降低。2丁酸及丁酸钠对虾生长性能的影响在斑节对虾的日粮中添加0.1%商用酸化剂(含30%~40%的植物油涂层SB)能够显著提高干物质、粗蛋白和能量的消化率,并改善WG、FCR和成活率[39]。Silva等[40]研究发现,添加2% SB可以提高南美白对虾的饲料消耗量,但干物质和粗蛋白质的消化率无显著差异。日粮中添加0.5%和2.0% SB可以显著改善南美白对虾的生长性能,同时提高FBW、FER、氮存留率、成活率、PER和产量[13]。Vieira等[41]研究表明,日粮添加20 g/kg SB能够显著提高在淡水和生物絮凝系统中养殖的南美白对虾成活率。在生物絮凝系统中饲喂含有SB的饲料能够提升虾的成活率和生长性能,但氮磷贮积率或PER没有显著变化[42]。虽然SB能够增加诱食性和采食量,但SB单独或与益生菌(如植物乳杆菌)联合使用并不能显著改善南美白对虾的生长性能,与对照组相比,其他处理组的存活率获得显著改善[43]。日粮中添加SB或植物提取物对在生物絮凝系统中生长的南美白对虾生长指标(即FW、TWG、成活率、最终生物量、FCR)均无显著影响[44]。3丁酸及丁酸钠改善鱼虾生长性能的机理BA、SB及其保护形式对鱼虾生长性能的研究结果存在的巨大差异,主要归因于几个因素,如鱼虾的种类、日龄,日粮配方、SCFA的类型、喂养时间和试验条件等[2]。SB进入肠道后,可以通过更新中间细胞而刺激受损绒毛膜快速修复,使绒毛变长,提高消化吸收营养物质的能力;而且能够促进肠道细胞增殖成熟,改善肠道形态和屏障功能,起到杀菌、抑菌以及抑制肠道炎症发生,从而维持动物肠道健康,提高动物生长性能[45]。其中BA抗菌的作用主要是透过细菌细胞膜促进有益菌(如乳酸菌等有益微生物)增殖,抑制有害菌(如大肠杆菌、沙门氏菌等)繁殖。BA进入细菌细胞内后分解为丁酸根离子和氢离子,随着胞内氢离子浓度提升,对氢离子耐受性差的细菌大量消亡,对氢离子耐受性强的细菌大量繁殖,从而保证肠道趋于健康状态,这也是BA及SB改善动物生长性能的主要机制之一。因此,丁酸钠被认为是饲料中抗生素的良好替代品。BA、SB及其保护形式可以改善鱼虾的生长性能和饲料效率,主要因为BA具有广泛性生物学作用。在水产上主要可归因于以下几个原因:(1)通过提高矿物质(如磷、锌和钙)和几种必需氨基酸的消化率来提高生物利用度。补充BA可以诱导宿主肠道微生物群的调节,进而改善肠道健康状况[46]。(2)日粮中BA、SB或其保护形式可防止某些必需氨基酸的氧化,提高在肠道的吸收水平以及在鱼类血液循环中的生物利用度[47]。(3)膳食SB可以显著增加鱼肠道中某些核苷酸衍生物的含量,提高鱼肠道的吸收水平[48]。(4)在水产饲料中添加SCFA有助于降低肠道酸度,通过螯合矿物质和从植物蛋白源植酸中脱离的磷来提高膳食中矿物质的生物利用度[2]。(5)SCFA可以为修复肠上皮黏膜提供能量来源[49]。(6)SCFA促进肠上皮细胞的增殖,增加绒毛高度,有助于提高肠道对营养物质的吸收能力[50]。(7)饲料中添加SCFA可以改善饲料的适口性和物理特性,提高蛋白质的消化率[51-52]。4结论BA及不同形式的SB对鱼虾生长性能具有促进作用,说明BA及不同形式的SB具有替代抗生素促生长的潜力。在实际使用中,应该注意使用不同的丁酸类产品获得不一样的结果。建议养殖者应根据自身的养殖条件和鱼虾种类等来评估并使用合适的产品。

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