饲用凝结芽孢杆菌在仔猪生产中的应用研究进展

■ 程志斌 余冬友 胡小波 杨保和 王 春 白华毅*

（1.云南农业大学，云南昆明650201；2.云南快大多畜牧科技有限公司，云南玉溪650201；3.昆明三正生物科技（集团）有限公司，云南昆明 650217）

现代仔猪养殖生产中，早期断奶技术与肠道发育不健全的矛盾突出表现在：胃酸分泌不足，pH值较高；消化道及相关器官的消化酶分泌不足或受到抑制，仔猪对饲料营养的消化利用不足；肠道菌群极易失衡，仔猪腹泻率高。这些因素综合降低仔猪生产性能（Spencer等，2011；程志斌等，2015a）。在饲用抗生素日益“管控”的态势下，近年来一个新型饲用乳酸菌制剂——凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）在断奶仔猪上替代抗生素的应用，受到了业内人士的广泛关注。鉴于当前凝结芽孢杆菌在幼龄仔猪应用的科学试验及报道较少，本文对饲用凝结芽孢杆菌的理化特性、应用效果、作用机理及影响因素进行综述，期望本文有助于凝结芽孢杆菌这一新型饲用乳酸菌饲料添加剂的普及推广。

1 凝结芽孢杆菌及理化特性概述

中华人民共和国农业部2013年12月30日公布的《饲料添加剂品种目录（2013）》中，凝结芽孢杆菌适用的养殖动物包括生长育肥猪、肉鸡、水产等3类（程志斌等，2015b；程志斌等，2015；邹梅等，2015）。凝结芽孢杆菌属于革兰氏阳性菌，兼性厌氧，芽孢端生，呈椭圆形，没有鞭毛，最适生长温度37～45℃，最适生长pH值6.6～7.0。凝结芽孢杆菌为同型乳酸发酵菌，可将糖类分解成L-乳酸，因此也属于乳酸菌类细菌（季奎文等，2005；Endres等，2009；Endres等，2011）。

饲用凝结芽孢杆菌制剂实际上是“芽孢体”产品，而非“营养体”活菌，因此饲用凝结芽孢杆菌制剂产品的抗逆性强，表现在耐高温高压、耐胃酸和胆盐，能够满足大部分养殖动物颗粒饲料加工的直接添加需求，方便饲料企业配方师选用微生态制剂产品（董慧均等，2010；谢丽曲等，2013；邹梅等，2017）。大量综述认为，芽孢体形态的凝结芽孢杆菌进入动物消化道，经活化、增殖，大量消耗游离氧的同时，促进了肠道乳酸菌、双歧杆菌等厌氧菌的生长，这有利于维持和恢复动物肠道菌群平衡（谢丽曲等，2013；邹梅等，2017）。此外，凝结芽孢杆菌还分泌一种抗菌肽类活性物质——凝结素（赵树平等，2013；邹梅等，2017）。因此，凝结芽孢杆菌具有替代饲用抗生素的潜能，可能成为仔猪安全高效饲料添加剂之一（Endres等，2009；Endres等，2011；王晔茹等，2016）。

2 饲用凝结芽孢杆菌在仔猪生产上的使用效果研究

饲用凝结芽孢杆菌在仔猪饲料使用效果的主要研究报道，见表1。洪文等（2016）研究表明：28日龄断奶（8 kg）仔猪日粮中添加1.25×106cfu/g（全价配合饲料）饲用凝结芽孢杆菌的生长性能与正对照组（金霉素）相似；然而，低于这一添加量，仔猪生长性能不如对照组。周映华等（2012）研究了无抗日粮中添加饲用凝结芽孢杆菌（5×106cfu/g、1×107cfu/g）对8 kg断奶仔猪生长性能的影响。试验结果显示：与对照组（无抗生素）相比，添加5×106cfu/g饲用凝结芽孢杆菌的试验组仔猪平均日增重提高了18.8%（P＜0.05），料肉比下降了9.0%（P＜0.05），腹泻率降低了66.6%（P＜0.05）；且日粮添加5×106cfu/g凝结芽孢杆菌的试验仔猪生长性能优于1×107cfu/g的高剂量添加组。黄海强（2014）用较小体重的断奶仔猪（21日龄断奶、体重6 kg）研究饲用凝结芽孢杆菌的应用效果，得到了与周映华等（2012）相似的结果：与对照组相比（不添加抗生素组饲粮），添加1～2 kg/t饲用凝结芽孢杆菌显著提高了断奶仔猪的日增重、降低了料肉比与腹泻率。

表1 饲用凝结芽孢杆菌对仔猪生产性能的影响

高书锋等（2015）进一步设计了正（金霉素）、负（无抗生素）对照组，研究3个剂量（5×106、7.5×106、1×107cfu/g）凝结芽孢杆菌对28日龄断奶仔猪（7 kg）生长性能的影响。结果显示：①与负对照组（无抗生素）相比，日粮添加7.5×106cfu/g饲用凝结芽孢杆菌的试验组仔猪，平均日增重提高了18.0%（P＜0.05）、平均日采食量提高了11.5%（P＜0.05）、料肉比降低了5.6%（P＜0.05）、腹泻率降低了86.2%（P＜0.05）。②与正对照组（金霉素50 mg/kg）相比，7.5×106cfu/g饲用凝结芽孢杆菌的试验组仔猪，平均日增重提高了13.4%（P＜0.05）、平均日采食量提高了10.2%（P＜0.05）、料肉比降低了 4.6%（P＜0.05）、腹泻率降低了 71.2%（P＜0.05）。值得注意的是，添加7.5×106cfu/g饲用凝结芽孢杆菌的应用效果优于5×106cfu/g、1×107cfu/g的剂量组。

翟振亚等（2015）采用7 kg左右的断奶仔猪研究表明：饲用凝结芽孢杆菌与二甲酸钾（酸化剂）组合使用，试验仔猪的生长性能优于单一抗生素组和单一酸化剂组。华洵璐（2015）在10 kg左右的断奶仔猪上试验证明：凝结芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌与酪酸菌3个组合使用的复合饲用微生态制剂产品，对改善断奶仔猪的生长性能优于凝结芽孢杆菌与巨大芽孢杆菌或酪酸菌的两两组合效果。

综合以上几篇试验报道表明（见表1）：①断奶仔猪日粮中添加饲用凝结芽孢杆菌，具有改善仔猪生长性能的益生效应；且改善效应的程度与添加剂量（5×106～1×107cfu/g）有关，符合一般益生菌微生态饲料添加剂的起效剂量范围（106～107cfu/g全价配合饲料）。②无抗日粮条件下，添加饲用凝结芽孢杆菌能够满足断奶仔猪良好生产性能的要求，符合全球饲料工业与养猪业的“无抗”发展趋势。③当前我国养猪业虽未完全禁抗，但处于逐步向“无抗养殖”转型的历史关键阶段，为了保障仔猪断奶生产性能，优质的饲用凝结芽孢杆菌产品是饲料企业配方师的良好选择之一。

3 饲用凝结芽孢杆菌改善仔猪生产性能的机理研究进展

3.1 饲用凝结芽孢杆菌对肠道菌群的影响

选用具有替代抗生素效果的饲用微生态制剂产品的首要评价指标是“抑菌性能”，凝结芽孢杆菌体外抑菌的实验已有报道（姚晓红等，2015；赵钰等，2015；王磊等，2016）。然而，饲用凝结芽孢杆菌体内抑制仔猪肠道有害菌的作用机理研究十分有限。周映华等（2012）和高书锋等（2015）试验表明：无抗日粮基础上，饲喂凝结芽孢杆菌，能够显著降低仔猪粪便中的大肠杆菌数量，同时增加粪便中有益的乳酸菌与双歧杆菌的数量。然而，王向荣等（2013）试验却显示：基础日粮中如果含有抗生素（硫酸粘杆菌素、喹乙醇及吉他霉素组合使用），饲喂凝结芽孢杆菌的试验组仔猪粪便中的大肠杆菌、乳酸菌及双歧杆菌的数量，与对照组相比差异均不显著。而且，遗憾的是均未直接测定仔猪肠道食糜中菌群的变化。

3.2 饲用凝结芽孢杆菌对仔猪营养物质消化的影响

随着饲用凝结芽孢杆菌在我国饲料工业与养殖业中应用的兴起，该菌兼具益生菌和饲用酶的特点受到广泛关注。虽然，凝结芽孢杆菌体外培养产蛋白酶、淀粉酶及多种非淀粉多糖酶的实验室研究已有报道（赵文龙等，2014；张韵等，2017），但目前还缺乏在断奶仔猪上的体内消化率试验数据。迄今为止，只有华洵璐等（2015）相关研究显示：与负对照组（无抗生素）相比，饲喂“凝结芽孢杆菌、酪酸菌、巨大芽孢杆菌”复合微生态制剂组的试验仔猪，饲料粗蛋白质、粗纤维的消化率分别提高了20.2%（P＜0.05）、34.5%（P＜0.05），但粗脂肪、粗灰分的消化率无显著差异。据此，进一步直接单一饲喂凝结芽孢杆菌对断奶仔猪消化器官及其消化酶分泌影响的研究十分必要。

3.3 饲用凝结芽孢杆菌对仔猪免疫功能的影响

凝结芽孢杆菌作为一种新型饲用微生态制剂，在仔猪免疫功能方面的研究目前较少。翟振亚等（2015）检测了在含有抗生素基础日粮中，单一使用二甲酸钾及饲用凝结芽孢杆菌与二甲酸钾组合使用，对7 kg断仔奶猪血清IgA、IgG、IgM含量的影响。结果显示：与对照组相比，单一使用二甲酸钾提高了IgM含量，反而含有凝结芽孢杆菌的试验组与对照组相比差异不显著。此外，IgA、IgG两个指标，两个试验组与对照组相比差异均不显著。范毅等（2017）最新研究也显示，凝结芽孢杆菌除了能够提高7 kg断奶仔猪血清TNF-α含量，对IgA、IL-1、IL-6等3个免疫指标均无显著影响。以上试验研究提示，饲用凝结芽孢杆菌对断奶仔猪免疫功能影响的研究有待深入。

4 影响饲用凝结芽孢杆菌在仔猪生产中应用效果的因素

4.1 商品饲用凝结芽孢杆菌的产品质量

作为芽孢杆菌属的饲用微生态产品，凝结芽孢杆菌制剂实际上是“芽孢体”商业产品，因此“芽孢化率”是评价产品质量的重要指标之一，直接影响商品凝结芽孢杆菌是否能够安全“穿过”胃，到达仔猪肠道发挥益生功能（赵树平等，2013；邹梅等，2017）。张梁等（2016）研究表明，发酵过程中凝结芽孢杆菌采用喷雾干燥法，芽孢收率较高，达到86.07%（进风温度160℃，出风温度80℃）；此外，饲用凝结芽孢杆菌产品的粗水分含量，影响芽孢体的稳定性，建议饲用凝结芽孢杆菌产品水分控制在8%以下（赵树平等，2014）。

除了芽孢化率指标，商品凝结芽孢杆菌的“杂菌率”指标，是容易被广大配方师忽视的一个问题。目前，市场上的单一凝结芽孢杆菌产品一般标明杂菌率低于1%，笔者认为并不可取。因为，只是控制商品的杂菌率（百分比），而不是杂菌数量，这意味着允许杂菌随产品总菌数提高而增加。在此条件下，如果杂菌在动物体内增殖速度高于凝结芽孢杆菌，则很好地解释了饲料企业配方师的疑惑：日粮中添加饲用凝结芽孢杆菌或其他益生菌类饲料添加剂，对畜禽生产性能无明显的正效应、或者有正效应但不稳定，甚至产生负效应。

4.2 商品饲用凝结芽孢杆菌的添加量

现有的研究结果表明（见表1），日粮中添加5×106～1×107cfu/g（全价配合饲料）凝结芽孢杆菌，总体有利于改善仔猪生长性能、降低腹泻率（周映华等，2012；高书锋等，2015；翟振亚等，2016）；然而，凝结芽孢杆菌添加量过低（低于1.25×106cfu/g），效果则不佳（洪文等，2016）；尤其是，当基础日粮中含有不同类型的抗生素情况下，饲用凝结芽孢杆菌在断奶仔猪日粮中的添加剂量及作用效果并不稳定（王向荣等，2013；翟振亚等，2016；范毅等，2017）。

早期大量在枯草芽孢杆菌及地衣芽孢杆菌上的动物试验报道及实际生产经验已经证明，畜禽日粮中添加106～107cfu/g饲用微生态制剂产品，能够较好地发挥改善畜禽生产性能的益生效果。已有实验室研究表明，凝结芽孢杆菌芽孢体活化为营养体，其培养的增殖速度明显低于枯草芽孢杆菌（赵钰等，2015）。因此，笔者建议为了更好地发挥饲用凝结芽孢杆菌改善断奶仔猪生长性能的效果，配方中足量添加优质的商品凝结芽孢杆菌十分关键。此外，针对当前商业仔猪料仍含有多种饲用抗生素的实际情况，确定饲用凝结芽孢杆菌的合理添加剂量，及其与抗生素或其他替抗产品的配伍，有待于进一步研究。