凝结芽孢杆菌的应用现状

牛自康，武洪志，富 超，张忠远

（东北农业大学动物科学技术学院，黑龙江哈尔滨150030）

凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）作为饲用微生态制剂的产品，对猪、禽类、水产动物等都有促进作用。凝结芽孢杆菌是一种无毒、无残留的“绿色”添加剂，又因具有芽孢杆菌丰富的酶系统及抗逆性强、耐高温高压、稳定的贮存特性而被广泛应用（赵树平等，2014；汪孟娟等，2013；李素义等，2013）。

1 凝结芽孢杆菌的生物学功能

凝结芽孢杆菌，胞体呈杆状，两头钝圆，单个、成对、少数呈短链状，芽孢端生，无鞭毛，最适生长温度为37～45℃，最适pH为6.0～7.0（Das等，2011；Vecchi等，2006）。 其是一种中性细菌，既可以在有氧条件下存活，也可以在无氧条件下存活。将凝结芽孢杆菌添加到动物饲料中，当其到达动物胃肠道系统时，会形成芽孢，在胃液环境下以孢子的形式迅速生长繁殖，进入十二指肠后，孢子转变为营养细胞，随后进入小肠，开始迅速生长繁殖，并发挥其生物学功能。凝结芽孢杆菌通过利用游离的氧气在胃肠道系统中迅速成长繁殖，营造有利于厌氧乳酸菌和双歧杆菌生存的环境，调节菌落平衡，从而达到保护机体健康的目的。

在凝结芽孢杆菌的繁殖过程中，一些物质对菌体的繁殖起到了显著的增进效果。其中，菌体繁殖所需的主要生长因子包含：生物素、硫胺素、维生素B、谷氨酸、天门冬氨酸、半胱氨酸、烟酸、组氨酸、核黄素、叶酸、甲硫氨酸、腺嘌呤、脯氨酸、丙氨酸、苏氨酸、精氨酸、丝氨酸、亮氨酸、缬氨酸（李素义等，2013）。不同菌株和不同温度条件下所需生长因子种类也存在差别，但生物素和硫胺素是凝结芽孢杆菌在不同温度条件下都必要的生长因子，由此可以推测出，这两种物质或许无法通过该菌自身合成或者自身合成量太少，无法满足生长需要，必须从外界获取，同时也证明了这两种物质参加了凝结芽孢杆菌的一些重要代谢过程。与大多数乳酸菌相比，凝结芽孢杆菌具有很强的抵抗胃酸的能力，因此可以顺利进入胃肠道系统，发挥其生物特性。

2 凝结芽孢杆菌的应用研究现状

2.1 凝结芽孢杆菌在断奶仔猪生产中的应用近年来，随着我国养猪业的发展，停止使用饲喂抗生素的呼声越来越高，这就要求研发与推广能够代替抗生素的安全高效饲料添加剂 （唐受文等，2017；陈辉和肖定福，2017；程志斌等，2015）。研究表明，凝结芽孢杆菌添加到仔猪的日粮中，可以起到替代抗生素的作用，且没有毒害，不污染环境，是一种理想的饲料添加剂。

饲用凝结芽孢杆菌在断奶仔猪生产中的益生机理主要有三种：（1）凝结芽孢杆菌在肠道内会分泌乳酸，可以直接杀灭有害细菌，或通过改变生存环境酸碱度，进而抑制有害菌的生长繁殖，另外，其还可以分泌一种能有效抑制有害菌生长繁殖的抗菌肽（赵树平等，2014；谢丽曲等，2013）。 （2）凝结芽孢杆菌生长繁殖过程中能够分泌多种酶，其中与动物肠道消化有关的酶包括蛋白酶、淀粉酶及多种非淀粉多糖酶，从而促进营养物质的消化吸收 （杜志琳等，2016；孟长纪等，2015；孙娜新，2014；刘转等，2013）。 （3）饲用凝结芽孢杆菌对提升仔猪的机体免疫和生产性能有很好的效果。在断奶仔猪的饲料中加入凝结芽孢杆菌及其复合产品可以显著提高断奶仔猪的各项生产性能 （高书锋等，2015；周映华等，2012）。

日粮中添加凝结芽孢杆菌对仔猪生长性能、肠道菌群和血液生化指标有显著影响。张越等（2018）研究表明，与对照组相比，日粮中添加凝结芽孢杆菌组断奶仔猪的腹泻率显著降低，回肠内容物中的乳酸菌数量和血浆中磷酸、丝氨酸、胱氨酸、酪氨酸等多种氨基酸的含量均得到提高，磷酰乙醇铵的含量和回肠内容物中梭菌的数量降低，断奶仔猪肠道菌群得到改善。于冬友等（2017）在含有组合抗生素的商业仔猪饲料中添加凝结芽孢杆菌，研究其对断奶仔猪生产性能的影响。结果表明，试验组1（组合抗生素组+凝结芽孢杆菌1×107cfu/g），试验组2（组合抗生素组+凝结芽孢杆菌2×107cfu/g）与对照组（组合抗生素组）相比，末体重和平均日增重均有提高，但差异不显著。试验组腹泻率低于对照组，其中试验组2效果较好。因此，在含有组合抗生素的商业仔猪饲料中添加凝结芽孢杆菌可以减少仔猪腹泻、提高生长速度。

2.2 凝结芽孢杆菌在肉鸡养殖中的应用 凝结芽孢杆菌制剂对肉鸡的生产性能、血清生化指标、抗氧化功能具有比较显著的影响。林丽花等（2014）研究表明，在黄羽肉鸡饲粮中添加200 mg/kg（2×108cfu/kg）凝结芽孢杆菌，可提高肉鸡血清中T-AOC、SOD、CAT、碱性磷酸酶活性及白蛋白、总蛋白含量，降低尿素氮和MDA含量，促进黄羽肉鸡对营养物质的消化吸收和抗病能力，进一步提高肉鸡平均日增重和成活率，降低料重比，从而达到提高生产性能的目的。孙焕林等（2014）研究表明，在日粮中添加不同浓度的凝结芽孢杆菌制剂，能提高黄羽肉鸡的日增重，同时对全净膛率、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，并且在减少肠道内的有害菌，提高小肠的吸收功能等方面有很好的促进作用。王政等（2016）在白羽肉鸡的饮水中添加凝结芽孢杆菌，研究凝结芽孢杆菌对白羽肉鸡生产性能、肠道微生物数量、食糜挥发性脂肪酸含量及空肠肠道形态结构的影响，结果表明，日粮中添加高剂量（1×106cfu/mL）的凝结芽孢杆菌能提高白羽肉鸡的采食量和盲肠食糜中乳酸杆菌的数量，同时可以减少大肠杆菌的数量，改善肠道的微生物区系，促进丁酸和总挥发性脂肪酸的生成。

2.3 凝结芽孢杆菌在水产养殖中的应用 凝结芽孢杆菌在水产养殖中可以通过形成芽孢而耐受胃酸和胆汁等不利于大多数乳酸菌生长发育的条件，从而在消化道内定植（Das和 San，2011），改善水产生物肠道内的酸碱平衡和菌群数量；另外，其还可以通过刺激机体的免疫系统释放免疫因子，从而增强水产动物的抗病能力 （Ring等，1998），提高机体的免疫病害功能；通过产生如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶以及木聚糖酶等，提升胃肠道系统对食物的消化能力，进一步提高饲料的利用率（姚晓红等，2015）；在养殖水体中添加凝结芽孢杆菌可以有效改善水质（徐亚飞等，2017），从而达到净化水环境的目的。付天玺等（2008）研究表明，不同剂量的凝结芽孢杆菌制剂均能使奥尼罗非鱼各消化器官中的蛋白酶活性显著提高。王彦波等（2010）研究表明，将适量的凝结芽孢杆菌制剂加入罗非鱼的饲料中，能提高罗非鱼肌肉中钙、磷和粗脂肪的含量，并对罗非鱼的生长性能有正向的影响。袁丰华等（2010）研究发现，饲用凝结芽孢杆菌制剂可以提高尖吻鲈肠道内的淀粉酶和蛋白酶的活性，并能缩短其生长周期。

3 展望

饲用凝结芽孢杆菌制剂在实际生产中有巨大的应用前景，现今凝结芽孢杆菌的广泛使用已经成为一种趋势，所以挖掘其更多的生物学功能，然后积极开发新的市场，不但可以获得可观的利润，而且有利于提升凝结芽孢杆菌在市场上的地位。