屎腸球菌及其微生態制劑的研究進展

馬豐英，景宇超，崔 栩，孫玉章，王艷玲，蔣貽海*

（1.青島蔚藍生物股份有限公司，國家動物用保健品工程技術研究中心，山東青島 266111；2.南京農業大學動物醫學院，江蘇南京 210095）

抗生素的持續飼喂導致細菌耐藥性、畜產品中藥物殘留等問題日益嚴重，尋找安全、高效的新型飼料添加劑來部分替代抗生素成為養殖業亟待解決的問題[1]。近年來，微生態制劑在畜牧業生產中應用增多，其有益菌能夠產生多種酶、合成氨基酸、維生素及促生長因子等，還能參與機體的新陳代謝，從而促進動物生長，提高飼料轉化效率[2-3]。

屎腸球菌為腸道共生菌，具有多種優良生物學特性，可在腸道中形成優勢菌群，由于其生長速度快，具較好粘附力，產生乳酸以及一些抗菌物質，在許多動物新出生2～3 d 內即可占有優勢地位[4]，從而增加有益菌數量，抑制有害菌，促進腸道健康，調節腸道微生態平衡[5]且防治腹瀉，在提高生長性能方面功效顯著[6]，效果與抗生素相當。

大多乳酸菌對高溫耐受性不強，導致乳酸菌產品的應用與開發比較困難[7]，而屎腸球菌是一種抗逆性較強（氧氣、酸堿、高溫、高鹽）的乳酸菌，對部分抗生素也具有耐受性。本文針對屎腸球菌的生物學特點及其在飼用微生態制劑中的應用等方面進行綜述，以期為開發以及應用新型屎腸球菌微生態制劑提供理論支持。

1 屎腸球菌的生物學特點

屎腸球菌是一種圓形或橢圓形的球菌，革蘭氏陽性，沒有芽孢，無鞭毛，為需氧或兼性厭氧菌，多單生，成對或成短鏈狀排列的較少，經平皿培養后可形成灰白色、不透明、表面光滑、直徑為0.5～1 mm 的圓形菌落。

1.1 耐熱性 李梅等[8]分離篩選來自健康仔豬糞便中能夠耐受45℃的屎腸球菌，但其50℃時幾乎無法存活，與沈中艷等[9]研究結果相一致。然而也有研究證明，60℃高溫仍能檢到屎腸球菌的活菌。如王煒宏等[10]篩選出1 株可耐80℃高溫10 min 的屎腸球菌。因此，與大多數常見乳酸菌相比，具有耐熱性能的屎腸球菌在后處理工藝（如噴干、制粒等）方面具有一定優勢。

1.2 耐胃酸 陳平潔等[11]從健康豬糞便中分離出2 株屎腸球菌（SF1、SF2），其能存活在pH 為 3.0 的酸性條件下；李梅等[8]分離來自健康仔豬空腸黏液的2 株屎腸球菌（Ef1、Ef2）在pH 為3.5 時顯弱陽性，在pH為4.0 時則顯陽性；沈中艷等[9]自仔豬糞便中分離并篩選出能夠耐受pH 為2.5 的合成胃液長達3 h，且在pH 為 1.5 的合成胃液中能存活30 min 的屎腸球菌。而Nelson 等[12]試驗所用屎腸球菌（CECT 410）能存活在pH 為 2.0 的模擬胃液中。Strompfová 等[13]分離自仔豬直腸和糞便中的屎腸球菌能在pH 為3.0 的條件下存活3 h 以上。這意味著該菌株或由其組成的制劑采用口服方式不受胃酸影響。

1.3 耐膽鹽 對膽汁的敏感性是篩選益生素菌株的重要指標之一。美國Altech 生物技術中心規定，有70%以上抵抗膽鹽能力的細菌可用于產益生素[14]。此外，耐受胃酸和膽鹽也是保證口服的益生菌在宿主的胃腸道存活并生長的前提。王煒宏等[10]篩選出1 株膽鹽耐受性較好的屎腸球菌，3%膽鹽中處理2 h 后存活率約為50%，且增加處理時間其存活率變化不大。葛龍等[7]研究發現，屎腸球菌抗逆性很好，可以在40%的膽汁鹽環境中生長。

1.4 黏附力 黏附力的強弱是篩選乳酸桿菌成為益生菌株的重要標準之一。Tuomola 等[15]測定12 種不同乳桿菌的黏附力，最終發現屎腸球菌的黏附能力僅次于干酪乳桿菌。此外，Jin 等[16]發現，屎腸球菌18C23能競爭性地抑制大腸桿菌在腸道的黏附，其在豬小腸黏液的黏附能力遠遠高于嗜酸乳桿菌以及干酪乳桿菌。屎腸球菌通過與病原菌競爭粘附位點發揮定植抗力的作用，從而抑制病原菌生長。

1.5 抑菌性 腸球菌具有抑菌效應是因其能產生乳酸等有機酸，還能產生細菌素、類細菌素以及過氧化氫等其他具抑菌活性的物質[17]。王婷婷[18]研究表明，屎腸球菌對致病型大腸桿菌K88 和K99、巴氏桿菌、沙門氏菌及金黃色葡萄球菌均有較強抑制作用。王煒宏等[10]篩選出的屎腸球菌對綠膿桿菌、大腸桿菌、傷寒沙門氏菌、巴氏桿菌等革蘭氏陰性菌均有較好的抑制作用。華均超等[19]研究表明，在不抑制其他益生菌繁殖的同時，屎腸球菌能夠很好地抑制大腸桿菌的活性。鄭偉[20]從孔雀糞便篩選出1 株對革蘭氏陽性和陰性菌均有抑制作用的乳酸菌KQ2.6，尤其是對大腸桿菌。

1.6 抗生素耐受性 飼料中同時添加益生菌和抗生素（尤其廣譜的抗生素）通常被認為是相互矛盾的，但研究證明益生菌和抗生素聯合飼用能有效增進畜禽的生產性能。抗生素可先清理腸道中的有害菌群，使益生菌更好定植和發揮作用。但隨著抗生素的濫用，不斷有新型耐藥性的腸球菌出現，目前已發現抗青霉素、氯霉素、四環素、紅霉素、環丙沙星、鏈霉素、慶大霉素及萬古霉素的腸球菌，以至于腸球菌從單一耐藥性逐漸向復雜多重耐藥性的方向發展[21]。Aarestrup 等[22]從豬、雞糞便中提取的屎腸球菌能耐受四環素、卡那霉素、氯霉素、鏈霉素。Hosseini 等[23]從未發酵的不同肉制品中提取了4 株對頭孢唑啉、克林霉素、苯唑青霉素、硫酰胺均有抑菌素活性的屎腸球菌。因此，屎腸球菌在消化道內可抵制抗生素并抑制細菌生長，從而保障腸道菌群平衡。

2 屎腸球菌新型微生態制劑的研究與應用

微膠囊包被能夠顯著提高屎腸球菌在極端條件下的存活率。王婷婷[18]采用發酵前包被技術得到了色澤較好、顆粒均勻、粒徑合適且穩定性與抗逆性都較好的微囊化液態以及固態的屎腸球菌產品。張曉琳等[24]通過發酵前包被的微膠囊產品粒徑大小合適，形態好，抑菌作用顯著；其尿腸球菌具生長較快的優勢，可更好抵抗高銅、高鋅、模擬胃液，且在常溫下儲藏2 個月活菌數量基本不變。徐凱等[25]確定屎腸球菌微生態制劑的制備工藝中最佳干燥載體為糊精，采用噴霧干燥技術，并以海藻糖為最佳包衣材料。李英英等[26]研究發現，通過優化的包被配方和噴霧工藝制備豬源屎腸球菌微膠囊制劑可有效改善仔豬生長性能。微囊化不僅可以提高屎腸球菌本身的抗逆性，增強其對高溫、高壓、酸堿性等的抵抗能力，同時可提高其在后續加工、運輸和儲存過程的穩定性和存活率[27]。

3 屎腸球菌在飼用微生態制劑中的研究與應用

屎腸球菌具乳酸菌類細菌特有抗逆性，對抗生素有較強耐受性，還能提高動物體的免疫能力[28]。屎腸球菌組成的益生菌制劑在生產加工上有著獨特優勢，不受同時使用多種抗生素的影響，可改善畜產品品質。因此，屎腸球菌在畜禽養殖業中有著廣泛應用前景，其微生態制劑被越來越多地應用于畜牧業生產，對畜牧養殖業的可持續發展具有重要意義。

3.1 屎腸球菌微生態制劑在養禽業中的研究與應用 家禽在養殖過程中非常容易受到大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等條件性致病病原微生物的感染，而屎腸球菌可提高家禽生長性能、產蛋率及免疫力等。龔琪等[29]研究顯示，添加屎腸球菌可顯著降低雛雞21 日齡盲腸大腸桿菌數量，而顯著增加42 日齡盲腸乳酸桿菌數量。Wageha 等[30]發現，添加屎腸球菌和寡糖可顯著改善肉仔雞的日增重及飼料轉化率，二者可促進營養物質的吸收。Capcarva 等[31]研究證實，飲水中添加屎腸球菌制劑能顯著提高肉雞血漿中白蛋白、Ca+及K+含量，還可使血漿中甘油三酯水平顯著降低。劉光輝[32]研究表明，肉雞飼料中添加屎腸球菌可顯著提高其生長性能，降低疾病發生率以及死亡率。曲鵬等[33]研究發現，日糧中添加屎腸球菌復合微生態制劑能顯著提高蛋雞產蛋率、蛋殼強度、蛋殼厚度、哈氏單位以及蛋黃顏色，降低料蛋比。

由此可見，屎腸球菌對肉雞具改善腸道菌群，增加有益菌，提高日增重和飼料轉化率，提高血漿白蛋白含量，降低發生率及死亡率；還可提高蛋雞產蛋率，降低料蛋比，提高蛋黃顏色、蛋殼厚度及強度。

3.2 屎腸球菌微生態制劑在養豬業中的研究與應用 屎腸球菌對仔豬的益生作用與其在胃腸道的生存能力及對腸道健康調節作用密不可分。飼糧中添加屎腸球菌可改善仔豬腸道組織形態，增強機體抗氧化能力，且降低血清中丙二醛水平[34]。黃怡[35]研究發現，口服屎腸球菌EFl 可促進斷奶前后仔豬生長和腸道健康，其益生作用在于能夠改善腸道的微生態平衡、調節腸黏膜的化學和機械屏障的功能以及先天免疫應答。文靜等[36]研究發現，日糧中添加屎腸球菌能顯著促進斷奶仔豬生長。Istvan等[37]研究發現，斷奶仔豬飼喂屎腸球菌能促進其體液免疫，采用沙門氏菌攻毒后屎腸球菌處理組各項指標均優于對照組。王永等[38]研究證實，飼糧中添加屎腸球菌可以維持仔豬的腸道菌群平衡，改善生長性能，有效增強其免疫力。仔豬日糧添加屎腸球菌能夠降低其耗料增重比和腹瀉率[39]。李英英等[26]同樣發現，飼喂屎腸球菌微膠囊制劑可提高仔豬的平均日增重以及日采食量，降低耗料增重比和腹瀉率。郭乾鵬[40]研究發現，屎腸球菌的活菌及熱滅活菌在減少仔豬腹瀉方面有著相似的益生作用，但活菌對仔豬小腸黏膜先天防御屏障的調節作用更優，二者均可誘導以耐受為主導的免疫應答。

綜上，屎腸球菌可改善腸道菌群結構，調節腸道黏膜化學和機械屏障功能及先天免疫應答，增強免疫功能和機體抗氧化能力，降低耗料增重比和腹瀉率，促進豬生長。

3.3 屎腸球菌微生態制劑在養牛業中的研究與應用 反芻動物通過瘤胃微生物對食糜進行發酵分解來消化飼料粗纖維，并且將植物性蛋白轉化為更容易消化吸收的微生物蛋白[41]。姜艷美等[42]試驗表明，屎腸球菌可促進奶牛人工瘤胃飼料碳水化合物的消化。陳斌璽等[43]研究發現，復合乳酸菌制劑的青貯能有效提高肉牛的生產性能和日增重，降低耗料增重比。Nocek 等[44]研究發現，添加含屎腸球菌和酵母菌的復合微生態制劑于產犢前后的奶牛飼糧中能提高其采食量和產奶量。袁霞等[45]研究發現，給奶牛添加高劑量的屎腸球菌能提高其產奶量以及每千克干物質的產奶量。

4 小 結

目前，對于屎腸球菌、屎腸球菌的微生態或者由其組成的復合微生態制劑的作用機理還并不十分清楚，大多研究僅在生物學特性以及其臨床使用效果水平的評價上。而新型微生態制劑通過后處理工藝、制劑工藝的篩選等使得微生態制劑中活菌數量增大，并采用新型制藥技術使得微生態制劑作用更持久、效果更顯著。已經有許多試驗表明，由屎腸球菌或者屎腸球菌與其他益生菌所組成的復合型微生態制劑在動物的生產上均具有良好的試驗以及臨床應用效果。因此，飼用屎腸球菌以及其微生態制劑在當今抗生素逐步限制使用的大養殖環境下，必將具有較好地應用及發展前景。