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丁酸梭菌以葡萄糖為底物的發(fā)酵過程中，通過糖酵解途徑生成 3-磷酸甘油醛，再生成丙酮酸，丙酮酸在鐵蛋白氧化還原酶的作用下生成乙酰輔酶 A，生成乙酰輔酶 A 后，丁酸梭菌會(huì)根據(jù)自己生長需求的不同代謝產(chǎn)生不同產(chǎn)物，一種是生成丁酸，一種是生成乙酸^[1]。

      丁酸生成途徑: 乙酰輔酶 A 在硫化酶催化下生成乙酰乙酰輔酶 A ( acetoacetyl-CoA ) ，然后在多種酶( β-羥基丁酰輔酶 A 脫氫酶、巴豆酸酶、丁酰輔酶 A 脫氫酶 ) 催化下生成丁酰輔酶 A，丁酰輔酶 A 是丁酸的重要前 體 物 質(zhì)。丁酰輔酶A由磷酸丁酰轉(zhuǎn)移酶( phosphotransbutyrylase，PTB ) 催化形成丁酰磷酸( butyryl-P) ，在丁酸激酶( butyrate kinase，BK) 催化下生成主產(chǎn)物丁酸。

       乙酸生成途徑: 乙酰輔酶 A 由磷酸乙酰轉(zhuǎn)移酶(phosphoransacetylase，PTA) 催化生成乙酰磷酸(acetylP) ，由乙酰激酶( acetate kinase，AK) 催化下一步反應(yīng)生成乙酸。

丁酸梭菌的胞外代謝物中含有許多活性物質(zhì)，含量較多的有機(jī)酸類、氨基酸類和核苷類物質(zhì)等?，F(xiàn)有文獻(xiàn)已表明它們在防病、抗菌、食品添加劑等方面均有一定的應(yīng)用價(jià)值^[2-3]。

趙熙等（1999）試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，給小鼠灌服含有丁酸梭菌活菌的微生態(tài)制劑后， 小鼠腸道內(nèi)雙歧桿菌和乳桿菌的數(shù)量顯著增加^[10]。張達(dá)榮等（1999）研究發(fā)現(xiàn)， 經(jīng)丁酸梭菌治療的腸易激綜合征患者糞便菌群中的雙歧桿菌、無芽孢厭氧桿菌、大腸菌和乳酸菌等與健康動(dòng)物無顯著差異，占腸道菌群中主要比例的雙歧桿菌、乳酸桿菌顯著上升，而具有潛在致病性的丁酸梭菌顯著下降^[11]。朱曉慧等（2004）向雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌和糞鏈球菌的培養(yǎng)基中加入1/3 比例的丁酸梭菌發(fā)酵提取物，室溫培養(yǎng)24h，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3種菌的活菌含量分別比對(duì)照組提高 24.00 %、42.57 %和 6.76 %，表明丁酸梭菌對(duì)腸道有益菌具有增殖作用^[12]。

致病大腸桿菌、沙門氏菌是畜禽腸道常見致病菌，感染畜禽出現(xiàn)腹瀉、下痢等癥狀。謝樹貴等（2007）研究發(fā)現(xiàn)，丁酸梭菌 B1株對(duì)豬大腸桿菌 K88、K99、0139株、豬腸炎沙門氏菌和金黃色葡萄球菌5種腸道致病菌有較強(qiáng)的拮抗作用，且在0- 24 h 對(duì)前 4 種菌抑制效果均不顯著，但對(duì)金黃色葡萄球菌 0- 48 h 均有較強(qiáng)的抑制效果^[4]。陸儉等（2000）試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，丁酸梭菌在試管內(nèi)對(duì)霍亂弧菌具有明顯的拮抗作用^[5]。此外，張雪平等（2001）研究表明，丁酸梭菌和嬰兒型雙歧桿菌在體外混合培養(yǎng)能顯著抑制大腸埃希菌 O157∶H7、傷寒桿菌H034、痢疾桿菌 F2a 3 種腸道致病菌的生長繁殖^[6]。唐寶英等（2005）將丁酸梭菌與3 種動(dòng)物腸道致病菌（豬大腸桿菌C83902、 雞大腸桿菌 C83851 和雞白痢沙門氏菌Sg9）在體外混合培養(yǎng)試驗(yàn)^[7]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，一定菌數(shù)比例范圍內(nèi)丁酸梭菌對(duì) 3種致病菌均有顯著的拮抗作用， 且丁酸梭菌對(duì)豬大腸桿菌和雞大腸桿菌的最佳抑制濃度比例均為 10∶1- 100∶1， 對(duì)雞白痢沙門氏菌最佳抑制濃度比例為 5∶1 -10∶1。

大多數(shù)研究者認(rèn)為丁酸梭菌的主要代謝產(chǎn)物為丁酸、乙酸，這些有機(jī)酸的產(chǎn)生有效的抑制了各種腸道致病菌的生長、定植，主要原因是有機(jī)酸的產(chǎn)生加速了培養(yǎng)基 pH 的降低， 不利于病原菌的生長（呂存女等，2001）^[8]。但也有試驗(yàn)結(jié)果表明，即使在中性條件下，丁酸梭菌也可以起到抑菌作用，因此有專家推測丁酸梭菌可能還產(chǎn)生某種未知的抑菌因子，可以抑制有害菌的生長，這種抑菌因子很有可能與Clarke 等（1976）從丁酸梭狀芽孢桿菌 NCIB7423 中分離純化的細(xì)菌素為同一物質(zhì)^[9]。

丁酸梭菌做為“替抗”主力用于飼料添加劑，可提高動(dòng)物抵抗力，應(yīng)用潛力很大。利用代謝組學(xué)可初步探究其活性代謝產(chǎn)物，有助于分析代謝物與其生物學(xué)功能之間的潛在關(guān)系。丁酸梭菌在體外對(duì)大腸桿菌、沙門氏菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌均有明顯的抑制作用，而對(duì)乳酸桿菌和雙歧桿菌兩種腸道有益菌的生長具有一定的促進(jìn)作用。