抗生素作为饲料添加剂所表现出的耐药性和药物残留对人类健康产生重大潜在危害性的负面效应日益突出。基于对食品安全及人类健康的考虑，欧盟已于2006年1月1号起全面禁止在饲料中添加抗生素，抗生素作为促生长剂在世界范围内的禁用也已成必然趋势[1]。因此，寻找绿色、高效、安全的抗生素促生长剂替代品成为当今饲料添加剂领域研究的热点。
国内外诸多文献与试验证实丁酸钠是一种功能性的新型饲料添加剂，在我国 2003年就被农业部列入《饲料添加剂品种目录》。丁酸钠因具有诱食、为肠道细胞快速提供能量、防治腹泻、抑制肠道炎症发生等多重功效，尤其在幼龄动物诱食和肠道保健方面效果更加显著，目前在饲料中已经得到广泛应用，并取得了显著饲养效果[2][3]。本文主要针对丁酸钠的理化性质、作用机理及其在畜禽生产中的应用进行综述，以期为实际生产提供参考依据。
1 丁酸钠的理化性质
丁酸钠(Sodium Butyrate)分子式 C4H7O2Na，分子量 110.09，广泛应用于食品、医药、化工、饲料等行业。丁酸钠镜检为白色微球囊状，有吸潮性，对光、热稳定。丁酸钠在肠道中以丁酸的形式发挥作用。由于丁酸具有游离性和挥发性的特点，常将其制成相对稳定的钠盐。丁酸钠属于强碱弱酸盐，在水溶液中能完全解离，主要以丁酸根形式存在，部分以丁酸形式存在。不同于醋酸或丙酸等短链挥发性脂肪酸，丁酸水脂两亲，偏重亲脂[4]。
2 丁酸钠的作用机理
2.1用作诱食剂，提高采食量
动物乳汁中含有丁酸盐，其中猪乳干物质中含有超过 3.8%的丁酸盐，干的乳汁有特殊的酸奶酪样脂臭味，即母乳中丁酸盐的味道。幼龄动物都有恋母情结，断奶后幼畜对饲粮中母源性物质仍然保留依赖性。丁酸钠作为母源性物质，具有天然诱食剂的作用，提高采食量。
2.2 丁酸钠具有为肠细胞快速能量的作用
短链挥发性脂肪酸(SCFA)，主要是丁酸，醋酸和丙酸，为动物提供了高达 30 %的维持能，丁酸在肠道内可直接被肠细胞吸收，进入细胞内无需经过复杂的三羧酸循环直接氧化供能，是肠细胞偏爱的快速能量源[5]。
丁酸钠在肠道中作用的有效成分是丁酸，作为快速能量源，丁酸对结肠上皮细胞作用效果尤其明显[6]。结肠上皮 75%的氧消耗来自丁酸的氧化[7]，体外研究表明，当葡萄糖、酮体、谷氨酰胺、丁酸等作为呼吸能源时，结肠上皮细胞最先利用丁酸。
安东亚等[8](2007)在酵母β-1,3/1,6-葡聚糖与丁酸钠合用对断奶仔猪生长性能和生理代谢的影响的研究中发现，丁酸钠能显著提高 56日龄仔猪血清甘油三酯和脂肪酸浓度(p<0.05)，说明丁酸钠可以促进短链脂肪酸的吸收，加快脂肪的合成，从而提高血清甘油三酯的含量。
2.3 促进肠道细胞的增殖和成熟,提高肠道消化吸收能力
幼年动物小肠上皮细胞绒毛较短，并有未成熟的隐窝，分泌消化酶和吸收饲粮营养素的能力也弱。饲粮改变、母源抗体缺失、转群和断奶等应激因子都会对肠上皮细胞绒毛膜造成损伤或破坏[9]。损伤的肠绒毛完全恢复可能需要高达40%~50%的可利用能，动物所采食的能量不能全部供增重所需，从而降低了饲料转化率。而丁酸钠是肠道细胞，特别是结肠上皮细胞的快速能量源，它通过直接促进细胞更新而刺激损伤的肠绒毛得到恢复[l0][11]。
研究表明：丁酸钠能增加肠黏膜上皮细胞的数量，并使柱状细胞更加粗壮；还能增加猪肠绒毛高度达 30%，降低隐窝深度，提高二者的比值，尤其对于断奶仔猪，丁酸钠能修复因断奶应激造成的肠绒毛萎缩或损伤，维持肠黏膜形态结构的完整性。丁酸钠对肠黏膜上皮细胞数量和肠黏膜形态结构的影响，可增大小肠吸收面积，改善小肠吸收功能，有效提高小肠消化吸收能力。
Galfi D等[12](1990)研究发现，饲粮中添加丁酸钠能增加生长猪空肠绒毛高度。罗海祥[13](2006)报道，在断奶仔猪饲粮中添加 0.1%的丁酸钠，可显著提高断奶后第一周十二指肠和回肠绒毛高度与隐窝深度的比值(VIC 值)和降低隐窝深度(P<0.05)。Mazzoni M 等[14](2008)研究表明:在28日龄断奶仔猪饲粮中添加丁酸钠，可以增加壁细胞的数目和胃黏膜厚度(p<0.05)。
2.4 改善肠道黏膜屏障功能，提高机体免疫力
肠道不仅是消化、吸收营养物质的场所，而且具有重要的免疫功能。肠道黏膜屏障包括机械屏障和免疫学屏障等。肠黏膜机械屏障功能与肠黏膜上皮细胞数量的多少及其结构的完整性有关，而免疫学屏障功能主要与肠道相关淋巴细胞(肥大细胞、淋巴细胞和杯状细胞)有着密切的关系。丁酸钠可促进肠道相关淋巴细胞(肥大细胞、淋巴细胞和杯状细胞)增殖，改善肠道免疫学屏障功能，提高机体免疫力[15]。
ManzanillaEG等[16](2006)报道：在18 到22 天早期断奶仔猪饲粮中添加 0.3%丁酸钠，可以提高杯状细胞的百分数(p=0.001)。卢玉发等[17](2008)研究指出，饲粮中添加丁酸钠可以显著提高断奶仔猪血清中IgG的浓度。王继风等[18](2008)研究表明:在1日龄健康 AA 肉仔鸡饲粮中添加 0.05%的丁酸钠，小肠肥大细胞、上皮内淋巴细胞及杯状细胞数均显著高于对照组(P<0.05)。可见，饲粮中添加丁酸钠可以提高断奶仔猪的免疫力。
2.5 降低胃肠道 pH，调节肠道微生态平衡
丁酸钠能促进胃泌素的分泌，而胃泌素有调节胃酸分泌的作用，因此丁酸钠可降低胃液 pH，改善胃肠道酸性环境。酸性环境有利于激活胃蛋白酶原，促进蛋白质的消化，另外，丁酸钠进入细菌细胞内后解离出氢离子，随着胞内氢离子浓度提升，对氢离子耐受性差的细菌如沙门氏菌、大肠杆菌和梭状芽孢杆菌等大量消亡，而对氢离子耐受性强的细菌如乳酸杆菌和粪链球菌则存活下来，并且大量繁殖，从而使整个肠道趋于健康状态。
3 丁酸钠在畜禽生产中的应用
3.1 丁酸钠在仔猪生产中的应用
丁酸钠具有特殊的酸奶酪样脂臭味，这种典型的气味正符合猪的嗜好，特别是对断奶仔猪来说，其诱食效果更加明显。PivaA等[19](2002)在断奶仔猪饲粮添加 0.08%的丁酸钠，饲喂两周结果显示:丁酸钠提高日增重达 20%(P<0.05)提高日采食量达16%(P<0.05)。在紧接其后的2周内，试验组日采食量提高达10%，但料肉比减少14%，都达到差异显著水平(P<0.05)。卢玉发等[17](2008)在28日龄仔猪饲粮中添加0.08%和0.1%的丁酸钠,在仔猪断奶后 1~14 天内平均日采食量分别比对照组提高了24.4%和 25.8%。徐光霞等[20](2009)报道，在21日龄断奶仔猪饲粮中添加 0.1%丁酸钠，试验进行到第三周，试验组平均日采食量比对照组提高了6.56%(p<0.05)。
Le Gall M 等[21](2009)通过研究表明:在仔猪饲粮中(无论断奶前还是断奶后)添加丁酸钠，可以增加试验猪采食量(p<0.05)。
丁酸能促进胃泌素的分泌，调节胃的排空速度，调控胃的生理功能，促进胃对营养物质的消化吸收。Mazzoni M等[14](2008)研究发现：在28日龄断奶仔猪饲粮中添加丁酸钠，饲喂12天可以增加胃泌素 mRNA 的表达量(p=0.09)。Le Gall M 等[21](2009)通过试验表明:在仔猪断奶前给仔猪饲喂丁酸钠，可以减小胃排空的速度，增加营养物质的消化吸收率。
丁酸钠能改善胃肠道形态，提高营养物质消化率，进而减少营养性腹泻的发生率，再加上其能提高动物的采食量，提高动物机体免疫力，因此对提高动物的生产性能有着积极的作用。Galfi D等[12](1990)在仔猪断奶后饲喂丁酸钠饲粮，结果表明:试验组日增重提高23.5%，日采食增加了8.9%。由于提高了饲料报酬，实际饲料消耗减少了11.8%。卢玉发等[17](2008)也报道，饲粮中添加0.08%和0.1%的丁酸钠均可显著降低断奶仔猪的腹泻率，而且两者之间差异不显著(p>0.05)。仔猪断奶后1~14天内，0.08%和0.1%丁酸钠组平均日增重分别比对照组提高了26.2%和23.5%(p<0.05)；饲料转化率分别提高4.9%和3.5%(p<0.05)。徐光霞等[20](2009)指出：在21日龄断奶仔猪饲粮中添加0.1%丁酸钠，可显著降低仔猪断奶后1周的腹泻发生率(p<0.05)，提高仔猪断奶后7~21天的平均日增重(p<0.05)，降低料肉比(p>0.05)。LeGall M等[21](2009)通过试验表明，给断奶仔猪饲喂丁酸钠，生长速度显著高于对照组(p<0.05)。
3.2 丁酸钠在家禽生产上的应用
丁酸钠为肠道细胞快速提供能量，可改善小肠黏膜形态结构。崔蕾等[22](2009)在肉仔鸡饲粮中分别添加 0.025%、0.05%、0.075%和 0.1%的丁酸钠，以研究其对肉仔鸡小肠肠道形态的影响。结果表明：0.075%丁酸钠组能显著提高21日龄肉仔鸡十二指肠和空肠的绒毛高度和V/C 值(p<0.05)，显著提高 42日龄肉仔鸡十二指肠的绒毛高度(p<0.05)；0.025%、0.05%和 0.075%丁酸钠组能显著提高21日龄肉仔鸡空肠肌层厚度(p<0.05)。
丁酸具有较好的杀菌作用，通过扩散进入细菌细胞内，通过降低胞内PH，抑制细胞内某些大分子(如 DNA、RNA等)或者细胞膜的组成成分(如蛋白质或脂类等)的代谢，从而达到杀菌作用。郭传珍[23]2009)以1日龄AA 肉维为试验材料，分别在基础饲粮中添加0.01%、0.02%和0.04%的丁酸钠，研究丁酸钠对 AA 肉鸡肠道 pH、微生物茵群的影响。结果表明：随着丁酸钠添加量的增加(从0.01%到0.04%)，肉鸡消化道各段pH值均有一定程度的降低，尤其是对小肠后段及盲肠，作用效果更加明显。21日龄时，肉鸡饲粮中添加 0.02%丁酸钠有提高乳酸杆菌数量，降低大肠杆菌数量的趋势，42日龄时，0.01%丁酸钠的作用效果最佳。
小肠黏膜形态结构的改善，营养物质消化吸收率的提高，肠道微生态平衡的改善，对提高动物生产性能有很大促进作用。Hu等[24](2007)在1日龄雄性 AA 肉仔鸡饲粮中添加不同剂量丁酸钠(0.05%、0.1%和 0.2%)，测定了其对肉仔鸡生产性能的影响。结果表明，随着饲粮中酸钠添加量的增加，0~21日龄的体增重线性增加(P<0.05)。0~42日龄的饲料转化率与丁酸钠添加剂量成二次曲线关系(P<0.05)。刘丽华[25](2009)报道，在AA 肉仔鸡饲粮中分别添加0.025%、0.05%和0.1%的丁酸钠，以探讨其对肉仔鸡生产性能的影响，试验期 21天。结果表明:14日龄试验组采食量、体增重、体重显著高于对照组(P<0.05)，21日龄有增加趋势:14日龄料重比显著降低(P<0.05)，21日龄有降低趋势。
3.3 丁酸钠在犊牛上的应用
P.Guilloteau 等[26](2009)研究了在犊牛代乳料中用丁酸钠代替黄霉素对犊牛生长性能和代谢指标的影响，黄霉素和丁酸钠添加量都是 0.3%，结果表明:与黄霉素组相比，丁酸钠组提高了犊牛的生长速度和体增重。丁酸钠的促生长效果可能与提高胃肠道消化能力有关，表现为消化酶产量的增加和小肠前段的吸收能力的提高。
4 丁酸钠应用前景
丁酸钠作为一种绿色高效的饲料添加剂已广泛的被畜牧工作者所接受，其使用效果也是在实践中得到了肯定。丁酸钠以其独特的物理化学特性，可以作为天然诱食剂和肠道营养保健剂，并可以作为抗生素的替代产品。丁酸钠在仔猪料上作用效果非常显著，在肉仔鸡、犊牛上使用的效果亦非常明显。抗生素的滥用造成了畜禽肠道的损伤，饲料转化效率降低，加上抗生素的残留直接影响到畜禽和人类的健康。在未来的畜牧业发展中抗生素的取缔是势在必行的，因此抗生素的替代产品是将来占领市场的主要产品。丁酸钠作为一种有效的营养性添加剂，具有多种生理功能，且无药物残留，对环境也无污染，因此在畜禽生产上将会有广阔的应用前景。