凝結芽孢桿菌的應用現狀

牛自康，武洪志，富 超，張忠遠

（東北農業大學動物科學技術學院，黑龍江哈爾濱150030）

凝結芽孢桿菌（Bacillus coagulans）作為飼用微生態制劑的產品，對豬、禽類、水產動物等都有促進作用。凝結芽孢桿菌是一種無毒、無殘留的“綠色”添加劑，又因具有芽孢桿菌豐富的酶系統及抗逆性強、耐高溫高壓、穩定的貯存特性而被廣泛應用（趙樹平等，2014；汪孟娟等，2013；李素義等，2013）。

1 凝結芽孢桿菌的生物學功能

凝結芽孢桿菌，胞體呈桿狀，兩頭鈍圓，單個、成對、少數呈短鏈狀，芽孢端生，無鞭毛，最適生長溫度為37～45℃，最適pH為6.0～7.0（Das等，2011；Vecchi等，2006）。 其是一種中性細菌，既可以在有氧條件下存活，也可以在無氧條件下存活。將凝結芽孢桿菌添加到動物飼料中，當其到達動物胃腸道系統時，會形成芽孢，在胃液環境下以孢子的形式迅速生長繁殖，進入十二指腸后，孢子轉變為營養細胞，隨后進入小腸，開始迅速生長繁殖，并發揮其生物學功能。凝結芽孢桿菌通過利用游離的氧氣在胃腸道系統中迅速成長繁殖，營造有利于厭氧乳酸菌和雙歧桿菌生存的環境，調節菌落平衡，從而達到保護機體健康的目的。

在凝結芽孢桿菌的繁殖過程中，一些物質對菌體的繁殖起到了顯著的增進效果。其中，菌體繁殖所需的主要生長因子包含：生物素、硫胺素、維生素B、谷氨酸、天門冬氨酸、半胱氨酸、煙酸、組氨酸、核黃素、葉酸、甲硫氨酸、腺嘌呤、脯氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、精氨酸、絲氨酸、亮氨酸、纈氨酸（李素義等，2013）。不同菌株和不同溫度條件下所需生長因子種類也存在差別，但生物素和硫胺素是凝結芽孢桿菌在不同溫度條件下都必要的生長因子，由此可以推測出，這兩種物質或許無法通過該菌自身合成或者自身合成量太少，無法滿足生長需要，必須從外界獲取，同時也證明了這兩種物質參加了凝結芽孢桿菌的一些重要代謝過程。與大多數乳酸菌相比，凝結芽孢桿菌具有很強的抵抗胃酸的能力，因此可以順利進入胃腸道系統，發揮其生物特性。

2 凝結芽孢桿菌的應用研究現狀

2.1 凝結芽孢桿菌在斷奶仔豬生產中的應用近年來，隨著我國養豬業的發展，停止使用飼喂抗生素的呼聲越來越高，這就要求研發與推廣能夠代替抗生素的安全高效飼料添加劑 （唐受文等，2017；陳輝和肖定福，2017；程志斌等，2015）。研究表明，凝結芽孢桿菌添加到仔豬的日糧中，可以起到替代抗生素的作用，且沒有毒害，不污染環境，是一種理想的飼料添加劑。

飼用凝結芽孢桿菌在斷奶仔豬生產中的益生機理主要有三種：（1）凝結芽孢桿菌在腸道內會分泌乳酸，可以直接殺滅有害細菌，或通過改變生存環境酸堿度，進而抑制有害菌的生長繁殖，另外，其還可以分泌一種能有效抑制有害菌生長繁殖的抗菌肽（趙樹平等，2014；謝麗曲等，2013）。 （2）凝結芽孢桿菌生長繁殖過程中能夠分泌多種酶，其中與動物腸道消化有關的酶包括蛋白酶、淀粉酶及多種非淀粉多糖酶，從而促進營養物質的消化吸收 （杜志琳等，2016；孟長紀等，2015；孫娜新，2014；劉轉等，2013）。 （3）飼用凝結芽孢桿菌對提升仔豬的機體免疫和生產性能有很好的效果。在斷奶仔豬的飼料中加入凝結芽孢桿菌及其復合產品可以顯著提高斷奶仔豬的各項生產性能 （高書鋒等，2015；周映華等，2012）。

日糧中添加凝結芽孢桿菌對仔豬生長性能、腸道菌群和血液生化指標有顯著影響。張越等（2018）研究表明，與對照組相比，日糧中添加凝結芽孢桿菌組斷奶仔豬的腹瀉率顯著降低，回腸內容物中的乳酸菌數量和血漿中磷酸、絲氨酸、胱氨酸、酪氨酸等多種氨基酸的含量均得到提高，磷酰乙醇銨的含量和回腸內容物中梭菌的數量降低，斷奶仔豬腸道菌群得到改善。于冬友等（2017）在含有組合抗生素的商業仔豬飼料中添加凝結芽孢桿菌，研究其對斷奶仔豬生產性能的影響。結果表明，試驗組1（組合抗生素組+凝結芽孢桿菌1×107cfu/g），試驗組2（組合抗生素組+凝結芽孢桿菌2×107cfu/g）與對照組（組合抗生素組）相比，末體重和平均日增重均有提高，但差異不顯著。試驗組腹瀉率低于對照組，其中試驗組2效果較好。因此，在含有組合抗生素的商業仔豬飼料中添加凝結芽孢桿菌可以減少仔豬腹瀉、提高生長速度。

2.2 凝結芽孢桿菌在肉雞養殖中的應用 凝結芽孢桿菌制劑對肉雞的生產性能、血清生化指標、抗氧化功能具有比較顯著的影響。林麗花等（2014）研究表明，在黃羽肉雞飼糧中添加200 mg/kg（2×108cfu/kg）凝結芽孢桿菌，可提高肉雞血清中T-AOC、SOD、CAT、堿性磷酸酶活性及白蛋白、總蛋白含量，降低尿素氮和MDA含量，促進黃羽肉雞對營養物質的消化吸收和抗病能力，進一步提高肉雞平均日增重和成活率，降低料重比，從而達到提高生產性能的目的。孫煥林等（2014）研究表明，在日糧中添加不同濃度的凝結芽孢桿菌制劑，能提高黃羽肉雞的日增重，同時對全凈膛率、胸肌率、腿肌率比例、肌肉蛋白含量、脂肪含量、熟肉率均有提升效果，并且在減少腸道內的有害菌，提高小腸的吸收功能等方面有很好的促進作用。王政等（2016）在白羽肉雞的飲水中添加凝結芽孢桿菌，研究凝結芽孢桿菌對白羽肉雞生產性能、腸道微生物數量、食糜揮發性脂肪酸含量及空腸腸道形態結構的影響，結果表明，日糧中添加高劑量（1×106cfu/mL）的凝結芽孢桿菌能提高白羽肉雞的采食量和盲腸食糜中乳酸桿菌的數量，同時可以減少大腸桿菌的數量，改善腸道的微生物區系，促進丁酸和總揮發性脂肪酸的生成。

2.3 凝結芽孢桿菌在水產養殖中的應用 凝結芽孢桿菌在水產養殖中可以通過形成芽孢而耐受胃酸和膽汁等不利于大多數乳酸菌生長發育的條件，從而在消化道內定植（Das和 San，2011），改善水產生物腸道內的酸堿平衡和菌群數量；另外，其還可以通過刺激機體的免疫系統釋放免疫因子，從而增強水產動物的抗病能力 （Ring等，1998），提高機體的免疫病害功能；通過產生如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶以及木聚糖酶等，提升胃腸道系統對食物的消化能力，進一步提高飼料的利用率（姚曉紅等，2015）；在養殖水體中添加凝結芽孢桿菌可以有效改善水質（徐亞飛等，2017），從而達到凈化水環境的目的。付天璽等（2008）研究表明，不同劑量的凝結芽孢桿菌制劑均能使奧尼羅非魚各消化器官中的蛋白酶活性顯著提高。王彥波等（2010）研究表明，將適量的凝結芽孢桿菌制劑加入羅非魚的飼料中，能提高羅非魚肌肉中鈣、磷和粗脂肪的含量，并對羅非魚的生長性能有正向的影響。袁豐華等（2010）研究發現，飼用凝結芽孢桿菌制劑可以提高尖吻鱸腸道內的淀粉酶和蛋白酶的活性，并能縮短其生長周期。

3 展望

飼用凝結芽孢桿菌制劑在實際生產中有巨大的應用前景，現今凝結芽孢桿菌的廣泛使用已經成為一種趨勢，所以挖掘其更多的生物學功能，然后積極開發新的市場，不但可以獲得可觀的利潤，而且有利于提升凝結芽孢桿菌在市場上的地位。