产丁酸细菌是指能够产生丁酸的一类细菌的总称。产丁酸细菌可以从土壤、粪便中分离，从粪便中的菌株安全性较高，在肠道中产丁酸细菌主要来自于结肠和盲肠。而丁酸梭菌则是主要产丁酸的细菌，，目前发现的产丁酸细菌主要是厚壁菌门，包括梭菌属、真杆菌属和梭杆菌属等。
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丁酸梭菌形态
丁酸梭菌属于梭菌属，是一种厌氧的革兰氏阳性芽孢杆菌，由人类粪便和土壤中分离而来，大小为(0.5～1.7)微米×(2.4～7.6)微米，周边有鞭毛，可以运动。菌体为直杆或微弯的短链状，既有单生又有对生，后期产生孢子。孢子两端一般为圆形或卵圆形，中间部分隆起，整体呈梭形，无孢外壁和附属丝。菌落为灰白色，边缘不规则，稍稍突起，表面有光泽，不透明，直径为1～3毫米，略有臭味。
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丁酸
丁酸(butyric acid，butyrate)是产丁酸细菌的主要代谢物，分子式为 C4H8O2，是短链脂肪酸的主要成员之一，在肠道内主要由膳食纤维酵解产生，在体内可以通过脂肪酸氧化为机体供应能量，是肠道上皮细胞的主要供能物质。丁酸与机体健康密切相关，对调节肠道健康、 控制炎症及癌症等病症意义重大。在养殖业中常添加丁酸盐保护动物健康生长，如预防断奶仔猪腹泻、调节鸡肠道菌群并增强其免疫力等。
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合成丁酸的主要细菌种类
1、丁酸梭菌(Clostridium butyricum)又称酪酸梭菌、丁酸菌，是普遍存在于土壤、动物及人体粪便中的一类梭状芽胞杆菌，属于梭菌属(Clostridium)，是严格厌氧的革兰氏阳性菌，培养后期可变成革兰氏阴性菌，显微镜下可观察到芽胞，细菌单个或成对存在，琼脂平板上呈白色或奶油色不规则菌落，DNA 中(G+C)mol%为 27%−28%，具有运动性。
2、普拉梭菌
普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii)属于柔嫩梭菌属(Clostridium leptum)，是不产生芽胞、无运动性的严格厌氧的革兰氏阴性菌，其 DNA 中(G+C)mol%为 47%−57%。，在健康人群中占肠道粪便细菌的 5%，代谢葡萄糖时，除产生大量的丁酸外，还产生少量的乳酸。
3、罗斯氏菌属
罗斯式菌属(Roseburia)是严格厌氧的革兰氏染色不定菌属，微弯杆，无芽胞，具有运动性，DNA 中(G+C)mol%为 42.3%。
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丁酸的体内合成
丁酸作为肠上皮细胞的首选能量来源，通过羟甲基戊二酰 CoA 的 β-氧化作用进行能量代谢，为肠粘膜提供约 75%的能量，或在肝脏中被分解为酮体和 CO2，或进入血液循环，极少部分未被利用的丁酸随着汗液和粪便排出体外。
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丁酸的生理功能
1、影响肠道健康，控制致病菌的生长肠道作为鱼类重要的消化器官，内部细菌种类繁多且数量庞大。正常情况下肠道微生态菌群维持平衡状态，但内外环境改变可能会导致微生物菌群平衡破坏，致病菌大量繁殖使机体出现病态。丁酸梭菌具有控制致病菌在肠道内繁殖以及促进有益菌群生长的双重作用。丁酸梭菌与鱼肠道内双歧杆菌、乳酸菌等有益菌共生并促进它们的繁殖，纠正肠道内菌群的紊乱，这在鱼的研究中已经证实。丁酸梭菌可以在肠道内大量繁殖并黏附在肠上皮细胞上，占据了致病菌的定植位点，控制致病菌的增殖，同时减少各种有害代谢物的产生。
2、提高鱼虾体抗病力
鱼虾类的免疫系统是防御外源致病微生物攻击的重要防线，主要包括非特异性免疫和特异性免疫。丁酸梭菌可以激活鱼类的免疫系统，提高机体免疫力和抗病能力。在鱿鱼的饵料中添加丁酸梭菌能够提高血清中溶菌酶和免疫球蛋白M的活性，且酶活性随着菌量的增加而增加。另外，在鱼的饵料中补充一定量的丁酸梭菌可以显著提高鱼体血液和皮肤黏液中的溶菌酶活性，同时免疫球蛋白M、酸性磷酸酶和酚氧化酶的表达也明显增加。
2、抗炎症作用
结肠粘膜上皮屏障需要依靠丁酸的氧化来维持，肠道中丁酸含量不足或肠道中硫化物的增加控制了氧化还原系统对丁酸的作用，都会导致炎症。然而丁酸作为 GPCR 的配体，是 GPR41、GPR43 及 GPR109A 的激动剂，可以通过激活肠上皮细胞的 GPCR 的信号，诱导 Treg 细胞和 T 细胞的分化，促进结肠巨噬细胞和树突状细胞的抗炎特性。
3、维持水产动物肠道结构的完整
作为重要的消化和免疫器官，鱼类肠道长期暴露于饵料、微生物、病原体和其他有毒物质之中，这些生物和环境压力可能会破坏肠道结构，导致致病菌的大量繁殖，并刺激炎症和免疫系统反应。因此，保持肠道结构和功能的完整对生物的健康生长具有重要意义。有研究表明，用含丁酸梭菌饵料投喂后的鱼肠绒毛较对照组显著增高，但绒毛密度变化不明显。在日本对虾的饵料中补充丁酸梭菌可以增加肠道上皮细胞高度，微绒毛整齐，密集且无坏死的迹象。欧洲鳗鲡的肠道切片图也显示，丁酸梭菌处理后的鱼体肠道相对于对照组皱襞排列更紧密，皱襞长度均一且数量较多，肠上皮细胞排列也更加紧密。以上研究结果表明，丁酸梭菌能够维护水生生物肠道结构的完整性。
