技术分享丨解密丁酸梭菌培养物的组成之挥发性产物

摘要：挥发性物质VOCs是指在正常状态下（20℃，101.3kPa），蒸气压在0.1mmHg（13.3Pa）以上沸点在260℃（500℉）以下的有机化学物质，按化学结构，可将其进一步分为15类：烃类、酸类、酯类、醇类、萜类、醛类、酮类、醚类、胺类、酚类、杂环化合物、

挥发性物质VOCs是指在正常状态下（20℃，101.3kPa），蒸气压在0.1mmHg（13.3Pa）以上沸点在260℃（500℉）以下的有机化学物质，按化学结构，可将其进一步分为15类：烃类、酸类、酯类、醇类、萜类、醛类、酮类、醚类、胺类、酚类、杂环化合物、含氮有机化合物、有机硫化合物、卤代烃类和其他化合物。

将丁酸梭菌培养物进行挥发性代谢产物分析，来揭示其独特的厌氧发酵代谢途径，包括糖类、氨基酸和脂肪酸的分解过程。分析结果如下：

根据图中提供的丁酸梭菌培养物中挥发性物质的组成数据，可以得出以下分析：

PART 01 主要挥发性物质类别

1、Ketones（酮类）：占比最高（13.06%），表明酮类化合物是丁酸梭菌代谢产物的主要挥发性成分之一，可能与能量代谢或脂肪酸降解途径相关。

2、Hydrocarbons（烃类）：占比8.66%，是另一重要组分，可能来源于细胞膜脂质的分解或长链脂肪酸的脱羧作用。

3、Alcohols（醇类）：占比8.16%，可能由糖类发酵或氨基酸代谢产生，如乙醇、丁醇等。

4、Aldehydes（醛类）和Acids（酸类）：分别占3.95%和2.72%，可能与酮类共同参与氧化还原反应，如丁酸的代谢途径。

PART 02 次要但功能显著的组分

1、Terpenoids（萜类）：占2.31%，可能具有抗菌或信号分子功能。

2、Amines（胺类）和Organicnitrogen compounds（有机氮化合物）：分别占1.18%和0.5%，可能由氨基酸脱氨或蛋白质降解产生，与氮代谢相关。

3、Organosulfur compounds（有机硫化合物）：占0.32%，可能与含硫氨基酸（如半胱氨酸、蛋氨酸）的代谢有关。

PART 03 潜在应用与意义

1、改善肠道健康

(1)丁酸（Butyric Acid）（酸类，2.72%）：促进肠道上皮细胞增殖，增强肠道屏障功能；抑制病原菌（如大肠杆菌、沙门氏菌），调节肠道菌群平衡。

(2)短链脂肪酸（SCFAs）（酸类、醛类、醇类）：降低肠道pH值，抑制有害菌生长；提供能量（如丁酸是结肠细胞的主要能量来源）。

2、提高饲料利用率，促进生长

(1)酮类（Ketones, 13.06%）（如丙酮、β-羟基丁酸）：作为高效能量物质，减少蛋白质分解，提高饲料转化率；在应激（如断奶、热应激）时代替葡萄糖供能。

(2)醇类（Alcohols, 8.16%）（如乙醇、丁醇）：调节肠道微生物组成，促进乳酸菌等有益菌增殖；部分醇类（如丁醇）具有抗菌作用，可替代部分抗生素。

3、减少氨气排放，改善养殖环境

(1)有机氮化合物（Amines, 1.18%）：通过益生菌调控，减少蛋白质腐败，降低氨气排放。添加丁酸梭菌可促进氮的利用，减少粪尿中氨的释放。

(2)有机硫化合物（0.32%）（如二甲基硫醚）：适量硫化物可抑制霉菌，但需控制浓度以避免异味。

4、增香与饲料发酵

(1)醛类、酯类（风味物质）：发酵饲料（改善适口性）。

(2)萜类（Terpenoids, 2.31%）：天然香料（如柠檬烯用于饲料调味）、抗菌剂（如百里香酚替代抗生素）。

PART 04 代谢途径

数据反映了糖酵解、脂肪酸β-氧化、氨基酸代谢等多种途径的活跃性，符合丁酸梭菌的厌氧发酵特性。其中微量组分（如酚类、卤代烃）需关注其特殊生物活性，尤其在医药或农业领域的应用。附挥发性物质成分：

金百合生物简介：

金百合生物成立于2013年，是一家专注于丁酸梭菌及其衍生物研发、生产、销售为一体的高新技术企业。公司多年来围绕着生物技术领域，致力于发酵微生态制剂的研发，依托农业部微生物产品质量监督检验测试中心、农业微生物学国家重点实验室等科研平台，搭建了高稳丁酸梭菌、功能性丁酸梭菌、丁酸梭菌培养物等技术研究应用推广平台。

金百合生物定位于“做最具价值的微生态”，提出了“设计有价值的模式、制造有价值的产品、提供有价值的服务”为全新的经营理念。以“让微生态为养殖提供价值”为指导思想，让微生态的价值看得见、算得出、摸得着。已荣获国家专精特新“小巨人”、国家高新技术企业、河南省制造业单项冠军企业、河南省“瞪羚”企业、河南省科技小巨人培育企业等荣誉称号。