枯草芽孢桿菌的生物學(xué)作用及在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

張福興 聶福旭 唐文雅 仲佳雨 胡銳 趙正陽 趙蘭葶

摘? 要：枯草芽孢桿菌是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部批準(zhǔn)添加的一種飼用微生態(tài)制劑，具有安全可靠、無毒副作用、無殘留、高效環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。枯草芽孢桿菌通過競爭腸道黏附位點(diǎn)和營養(yǎng)物質(zhì)以及分泌、代謝酶類和生物活性物質(zhì)，可抑制致病微生物的繁殖，改善腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)，保持家禽腸道健康，提高生產(chǎn)性能和免疫功能，在畜禽業(yè)展現(xiàn)出較廣闊的應(yīng)用前景。本文闡述了枯草芽孢桿菌的生物學(xué)特性、作用機(jī)制、家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用情況及發(fā)展前景，為枯草芽孢桿菌制劑在畜禽生產(chǎn)中的規(guī)模化應(yīng)用提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：枯草芽孢桿菌；生物學(xué)作用；家禽生產(chǎn)

中圖分類號(hào)：S816 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-0769（2024）01-0069-04

近年來，世界各國相繼出臺(tái)了一系列禁抗文件，明確畜禽業(yè)禁止使用促生長類抗生素，以解決濫用抗生素所致的耐藥菌株的產(chǎn)生、獸藥殘留所致的“三畸”問題和生態(tài)環(huán)境污染等問題^[1-2]。枯草芽孢桿菌是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部批準(zhǔn)添加的一種飼用微生態(tài)制劑，具有高效環(huán)保、無殘留、無毒副作用的優(yōu)點(diǎn)，可以維持腸道菌群平衡、保持腸道健康、調(diào)節(jié)新陳代謝、增強(qiáng)機(jī)體免疫力，在畜禽業(yè)中展現(xiàn)出較廣闊的應(yīng)用前景^[3-5]。現(xiàn)將枯草芽孢桿菌在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)行闡述，為枯草芽孢桿菌在畜禽業(yè)的規(guī)模化應(yīng)用提供技術(shù)支持。

1? 枯草芽孢桿菌的生物學(xué)特性

枯草芽孢桿菌為兩端鈍圓的粗大桿菌，為需氧或兼性厭氧菌，大小為（0.7～0.8）μm× （2～3）μm，有鞭毛，能運(yùn)動(dòng)，無莢膜，中央或偏端芽孢，平板培養(yǎng)形成表面粗糙、不透明、污白或微黃色菌落。枯草芽孢桿菌可分泌10余種酶類，如纖維素酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、葡聚糖酶、植酸酶、果膠酶、木聚糖酶等，能高效降解腸道內(nèi)的多糖及其他復(fù)合物^[5]。據(jù)報(bào)道，枯草芽孢桿菌能耐受外界高溫環(huán)境以及胃內(nèi)低pH和腸道高濃度膽鹽內(nèi)環(huán)境^[6-7]。

2? 枯草芽孢桿菌的作用機(jī)制

2.1 對(duì)生產(chǎn)性能的影響

2.1.1 競爭性排斥

枯草芽孢桿菌能搶先占據(jù)腸道的黏附位點(diǎn)，降低致病微生物侵染的概率。同時(shí)，枯草芽孢桿菌能與致病微生物競爭營養(yǎng)物質(zhì)，從而抑制致病微生物在消化道內(nèi)的定植與繁殖^[3]。

2.1.2 維持腸道菌群平衡

枯草芽孢桿菌可以大量消耗腸道內(nèi)的氧氣，造成腸道的低氧環(huán)境和氧化還原電勢(shì)異常，抑制腸道大腸桿菌、沙門菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌等致病微生物的生長，有益于乳酸菌、芽孢桿菌、雙歧桿菌等益生菌的增殖，從而維持腸道菌群的平衡。枯草芽孢桿菌能夠產(chǎn)生乙酸、乳酸、丙酸等不飽和脂肪酸，降低腸道內(nèi)環(huán)境的pH，促進(jìn)益生菌的繁殖，從而維持腸道微生態(tài)平衡^[8-9]。

2.1.3 改善腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)，維持腸壁結(jié)構(gòu)與功能的完整性

枯草芽孢桿菌通過增加十二指腸、空腸等腸道的絨毛高度和黏膜厚度，使腸道內(nèi)壁表面積增加，從而促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收。枯草芽孢桿菌通過降低隱窩深度，可促進(jìn)腸上皮細(xì)胞的增殖，維持腸壁結(jié)構(gòu)與功能的完整性^[10-11]。

2.1.4 微生物代謝改變

定植于腸道的枯草芽孢桿菌可產(chǎn)生淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶等多種酶類，以補(bǔ)充動(dòng)物機(jī)體內(nèi)源性酶的缺乏，參與機(jī)體碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)的分解代謝活動(dòng)，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，提高飼料利用率^[12-13]。枯草芽孢桿菌可代謝、分泌多種氨基酸、多肽、B族維生素、維生素C等多種營養(yǎng)物質(zhì)，為動(dòng)物機(jī)體新陳代謝活動(dòng)提供基礎(chǔ)原料，促進(jìn)動(dòng)物生長發(fā)育。枯草芽孢桿菌能產(chǎn)生細(xì)菌素、桿菌肽、多黏菌素等多種生物活性物質(zhì)，以抑制病原菌自身成分（細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、核酸等）的合成和在腸黏膜表面黏附，同時(shí)，可抑制病毒、真菌等病原微生物的生長，提高腸道的健康水平^[14-15]。

2.2 對(duì)免疫功能的影響

動(dòng)物機(jī)體免疫器官發(fā)育指數(shù)和血清免疫球蛋白水平可用來衡量家禽的抵抗力和抗感染免疫狀態(tài)。據(jù)報(bào)道，飼喂枯草芽孢桿菌能促進(jìn)家禽體內(nèi)單核巨噬細(xì)胞的活化和增殖，從而增強(qiáng)其吞噬異物、遞呈抗原及分泌細(xì)胞因子的功能^[5]，提高機(jī)體非特異性免疫力。枯草芽孢桿菌的自身成分或代謝產(chǎn)物作為抗原或以免疫佐劑的形式可刺激動(dòng)物機(jī)體加快胸腺、脾臟、法氏囊等免疫器官的發(fā)育和成熟，從而分泌大量抗體、補(bǔ)體、細(xì)胞因子、效應(yīng)性T淋巴細(xì)胞等，增強(qiáng)機(jī)體的特異性和非特異性免疫應(yīng)答，提高抵抗力^[16-18]。

3? 枯草芽孢桿菌在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 對(duì)生產(chǎn)性能的影響

袁文菊等^[19]研究了日糧中添加不同劑量的枯草芽孢桿菌對(duì)肉雞生長性能、肉品質(zhì)和腸絨毛形態(tài)的影響，結(jié)果表明，添加1～2 g/kg枯草芽孢桿菌能顯著提高22～35日齡肉雞平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化率。馬文鋒等^[20]發(fā)現(xiàn)，在日糧中添加枯草芽孢桿菌，海蘭褐蛋雞的產(chǎn)蛋率、平均日產(chǎn)蛋重、料蛋比和平均日采食量均有不同程度的提高。 孫曉等^[21]研究表明，與對(duì)照組相比，通過在基礎(chǔ)日糧中添加1×10⁸～1×10⁹CFU/kg枯草芽孢桿菌，15～28日齡肉雞的平均日采食量和1～42日齡肉雞的平均日增重顯著提高。王浩宸等^[22]通過探究日糧中添加不同劑量的枯草芽孢桿菌對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能及血清生化指標(biāo)的影響，結(jié)果表明，不同劑量的枯草芽孢桿菌均可顯著提高40周齡蛋雞的產(chǎn)蛋率，顯著降低料蛋比及死淘率。朱沛霽等^[5]研究表明，枯草芽孢桿菌可顯著提高雪山雞的生產(chǎn)性能和免疫功能。

3.2 對(duì)血液生化指標(biāo)的影響

孫曉等^[21]研究表明，低劑量枯草芽孢桿菌可顯著降低14日齡肉雞血清中的白細(xì)胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）的水平，高劑量枯草芽孢桿菌能顯著降低14日齡肉雞血清中的IL-6和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的水平，不同劑量組肉雞（28日齡）血清中IL-6、α干擾素（interferon-α，IFN-α）和TNF-α含量均顯著降低。王浩宸等^[22]發(fā)現(xiàn)，不同添加劑量的枯草芽孢桿菌可顯著提高蛋雞血清中總蛋白和球蛋白的含量。朱沛霽等^[5]發(fā)現(xiàn)，日糧中添加枯草芽孢桿菌048能促進(jìn)雞巨噬細(xì)胞活化，增強(qiáng)其吞噬功能，同時(shí)能顯著提高血清中IL-1β、IL-6、IL-10及IFN-β的含量，增強(qiáng)抗炎效果。余東游等^[18]發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌可顯著提高血清中谷胱甘肽過氧化物酶活性，顯著降低血清中丙二醛水平，提高肉雞抗氧化能力。

3.3 對(duì)腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響

袁文菊等^[19]研究發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌能顯著提高肉雞空腸絨毛高度及絨毛高度與隱窩深度的比值，顯著降低隱窩深度。馬文鋒等^[20]報(bào)道，枯草芽孢桿菌能顯著提高蛋雞空腸和回腸的絨毛高度。孫曉等^[21]發(fā)現(xiàn)，不同劑量的枯草芽孢桿菌能顯著提高28～42日齡肉雞的腸絨毛高度和絨毛高度與隱窩深度的比值，顯著降低42日齡肉雞的隱窩深度。謝鵬等^[23]研究表明，日糧中添加200～400 mg/kg枯草芽孢桿菌能顯著提高35日齡乳鴿十二指腸、空腸、回腸絨毛高度和絨毛表面積，顯著降低空腸隱窩深度。

3.4 對(duì)免疫功能的影響

張靜博等^[24]在基礎(chǔ)日糧中添加1.5×10¹⁰CFU/kg枯草芽孢桿菌，肉雞血清中IgA和IgG含量較對(duì)照組肉雞的有極顯著提高。孫曉等^[21]研究表明，低劑量枯草芽孢桿菌可顯著提高? ?14日齡肉雞的胸腺指數(shù)和IgM水平，高劑量枯草芽孢桿菌能顯著提高14日齡肉雞的脾臟指數(shù)和IgA水平，而不同劑量組的桔草芽孢桿菌能顯著提高28日齡肉雞免疫器官發(fā)育指數(shù)和免疫球蛋白水平。林顯華等^[15]探討了不同劑量枯草芽孢桿菌B7對(duì)肉鴿生長性能和免疫機(jī)能的影響，結(jié)果表明，添加5×10⁵CFU/g枯草芽孢桿菌可顯著提高28日齡肉雞脾臟指數(shù)和29～42日齡肉雞法氏囊指數(shù)，同時(shí)可顯著提高28～35日齡肉雞新城疫抗體水平和21～42日齡肉雞IgG水平。余東游等^[18]表明，日糧中添加枯草芽孢桿菌顯著提高了肉雞胸腺和法氏囊發(fā)育指數(shù)以及血清IgG水平。

4? 前景展望

隨著國家無抗生素養(yǎng)殖系列政策的出臺(tái)，益生菌制劑作為新型飼料添加劑在畜禽業(yè)中展現(xiàn)出較廣闊的應(yīng)用前景。枯草芽孢桿菌作為新型益生菌制劑，具有安全性高、抗逆性強(qiáng)、無毒副作用等優(yōu)點(diǎn)，能提高養(yǎng)殖戶養(yǎng)殖信心和經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)畜禽業(yè)的綠色健康、穩(wěn)定發(fā)展。但活菌制劑也存在制備工藝復(fù)雜，潛在的致病風(fēng)險(xiǎn)，保存不當(dāng)易引起活性降低等諸多問題。未來應(yīng)加大枯草芽孢桿菌制劑制備工藝和新型菌株的研發(fā)，加強(qiáng)菌株的安全性評(píng)估，改進(jìn)菌種的保存技術(shù)，保證菌種的生物活性。

參考文獻(xiàn)

[1] 唐文雅，聶福旭，聶福霄，等．復(fù)方中草藥添加劑對(duì)白羽王鴿生產(chǎn)性能、血液生化指標(biāo)和胴體品質(zhì)的影響[J]．畜牧獸醫(yī)雜志，2023，42（5）：11-15.

[2] 王璽年，張璽，魏瑞，等．復(fù)合微生態(tài)制劑對(duì)斷奶仔豬生長及免疫功能的影響[J]．畜牧獸醫(yī)雜志，2023，42（2）：14-16.

[3] 馬步倉，趙海霞，韓莉萍，等．益生菌及其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]．中國飼料，2023（1）：66-71.

[4] 翟玲．枯草芽孢桿菌對(duì)肉雞生產(chǎn)性能的影響及機(jī)理研究[D]．杭州：浙江大學(xué)，2009．

[5] 朱沛霽．枯草芽孢桿菌對(duì)雪山雞生產(chǎn)性能、腸道健康和免疫機(jī)能的影響及機(jī)制[D]．揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2017.

[6] 冉崇銀，蘭云賢．枯草芽孢桿菌對(duì)現(xiàn)代畜牧業(yè)的作用[J]．飼料研究，2011（2）：16-18.

[7] 楊鋒，章亭洲．枯草芽孢桿菌生物學(xué)特性的研究[J]．飼料研究，2011（3）：34-36.

[8] 張曉慧．枯草芽孢桿菌對(duì)AA雞生長性能的影響及其機(jī)理研究[D]．湛江：廣東海洋大學(xué)，2013.

[9] 鄒昕羽．枯草芽孢桿菌對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能和骨代謝的影響及其機(jī)理研究[D]．重慶：西南大學(xué)，2021.

[10] 黃玉嵐，霍小東，姚宏明，等．枯草芽孢桿菌WEI-62體外益生評(píng)價(jià)及其對(duì)仔豬生長性能、腸道形態(tài)和腸道菌群的影響[J]．中國畜牧雜志，2020，56（11）：140-145.

[11] 于潔，范雪，趙敏孟，等．丁酸梭菌和枯草芽孢桿菌對(duì)肉鵝生長性能、消化酶活性、抗氧化功能和腸道形態(tài)的影響[J]．動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)報(bào)，2021，33（2）：860-868.

[12] 陳鎖，卜華超，趙棟棟，等．枯草芽孢桿菌B-1165制劑對(duì)產(chǎn)氣莢膜梭菌感染肉雞生長性能和腸道健康的影響[J]．畜牧與獸醫(yī)，2022，54（8）：56-65.

[13] 胡均，張克英，白世平，等．枯草芽孢桿菌對(duì)產(chǎn)氣莢膜梭菌攻毒肉雞生長性能和腸道健康的影響[J]．動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)報(bào)，2019，31（5）：2127-2135.

[14] 李澤然．枯草芽孢桿菌對(duì)肉雞生長性能、屠宰性能、肉品質(zhì)、免疫功能、抗氧化功能和腸道形態(tài)的影響[J]．飼料研究，2023，46（11）：51-55.

[15] 林顯華，孫合美，谷巍．枯草芽孢桿菌B7對(duì)肉雞生長性能及免疫性能的影響[J]．中國畜牧獸醫(yī)，2013，40（2）：91-95.

[16] 易丹．枯草芽孢桿菌與三肽囊素對(duì)肉雞生長性能、血液理化、免疫功能及腸道菌群的影響[D]．雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

[17] 李朝輝，孫龍，王健，等．枯草芽孢桿菌和黃芪多糖對(duì)雛雞免疫力的影響[J]．吉林畜牧獸醫(yī)，2019，40（1）：5-8.

[18] 余東游，毛翔飛，秦艷，等．枯草芽孢桿菌對(duì)肉雞生長性能及其抗氧化和免疫功能的影響[J]．中國畜牧雜志，2010，46（3）：22-25.

[19] 袁文菊，孫留霞，趙慶楓，等．不同劑量枯草芽孢桿菌對(duì)肉雞生長性能、肉品質(zhì)和腸絨毛形態(tài)的影響[J]．中國飼料，2022（2）：42-45.

[20] 馬文鋒，廖家輝，陳曉晨，等．枯草芽孢桿菌對(duì)產(chǎn)蛋后期蛋雞生產(chǎn)性能、蛋品質(zhì)、腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)及盲腸微生物的影響[J]．動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)報(bào)，2021，33（9）：4958-4965.

[21] 孫曉．枯草芽孢桿菌對(duì)白羽肉雞免疫力和生長性能的影響[D]．沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2022.

[22] 王浩宸，張爽，關(guān)立增．枯草芽孢桿菌對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能及血清生化指標(biāo)的影響[J]．家禽科學(xué)，2023，45（3）：49-52.

[23] 謝鵬，付勝勇，常玲玲，等．枯草芽孢桿菌對(duì)乳鴿生長性能、小腸形態(tài)和結(jié)直腸菌群的影響[J]．江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（6）：190-193.

[24] 張靜博，程鵬，趙龍妹，等．枯草芽孢桿菌對(duì)肉雞生長性能、屠宰性能及免疫功能的影響[J]．中國畜牧雜志，2022，58（5）：234-238.

基金項(xiàng)目：2023年甘肅省高等學(xué)校創(chuàng)新基金項(xiàng)目（2023A-286）;2023年甘肅省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（S202313955007X）

作者簡介：張福興（1985－ ），男，本科，主要從事屠宰場(chǎng)動(dòng)物檢疫、基層動(dòng)物防疫工作；E-mail：513189524@qq.com