凝结芽孢杆菌于1992年被美国食品与药物管理局 ( FDA) 和美国饲料控制官员协会列入可用于饲料的安全菌株名单。我国农业部将凝结芽孢杆菌收录于 《饲料添加剂品种目录 ( 2013) 》。
凝结芽孢杆菌又称为芽孢乳酸菌,属于硬 ( 或厚) 壁菌门肠道乳酸菌,是兼性厌氧型革兰氏阳性菌。胞体呈杆状,两端钝圆,单个、成对、少数呈短链状,芽孢端生,无鞭毛,可运动,菌落形态呈不透明白色。凝结芽孢杆菌可利用葡萄糖、木糖等产生 L-乳酸,具有乳酸杆菌和双歧杆菌等肠道主要有益菌相似的益生功能。最适生长温度为 37 ~ 45 ℃,最适 pH 值为 6. 0 ~ 7. 0。 凝结芽孢杆菌经口服进入胃后,在胃液的作用下被活化,芽孢衣膨胀,芽孢形状增大,水分增加,代谢加快。当凝结芽孢杆菌进入十二指肠时,其孢子萌发成营养细胞。营养细胞进入小肠后开始生长繁殖。 凝结芽孢杆菌经口服进入胃后,在胃液的作用下被活化,芽孢衣膨胀,芽孢形状增大,水分增加,代谢加快。当凝结芽孢杆菌进入十二指肠时,其孢子萌发成营养细胞,营养细胞进入小肠后开始生长繁殖。 凝结芽孢杆菌芽孢状态对环境具有相当强的抗逆性,对高温、胃酸和胆盐都有一定的耐受能力。凝结芽孢杆菌在高温 100 ℃处理 10 min,存活率仍可达 96%。 在干燥的室温条件下,凝结芽孢杆菌以其活菌固体制剂的形式,可以在使凝结芽孢杆菌活菌数不减少的情况下保存 3~5 年。 凝结芽孢杆菌在 1%~8% NaCl ;溶液中可存活 4 周,pH 值 1. 0 时仍可以存活,但抗逆性下降。 与双歧杆菌、乳酸菌等其他益生菌相比,凝结芽孢杆菌能耐受胃酸和消化酶的双重作用,可在肠道中定植存在。 凝结芽孢杆菌的定植优化了肠道有益厌氧菌 ( 乳酸菌和双歧杆菌) 的生长环境,对游离氧的消耗,抑制了需氧的有害菌。从而调节了肠道微生物菌群的平衡。 凝结芽孢杆菌在代谢过程中分泌了一种抗菌肽,被称为凝结素。凝结素穿透细胞膜,不受α-淀粉酶、酯酶和有机溶剂影响,对肠球菌等多种有害菌有抑制效果。同时凝结芽孢杆菌产生的乳酸可降低肠道 pH 值,抑制有害菌生长,对沙门氏菌有一定抑制作用(赵钰等,2015)[1] ;。 饲喂凝结芽孢杆菌能够显著降低断奶仔猪粪便中的致病大肠杆菌的数量(周映华等,2012)[2]。 提高消化率 凝结芽孢杆菌具有庞大的酶系统,可产生蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶以及木聚糖酶等,促进胃肠道饲料的消化,从而提高饲料的利用率。赵丽娜[3] ;体外培养凝结芽孢杆菌试验显 示,凝结芽孢杆菌(菌株编号BC147)培养液中含有蛋白酶、淀粉酶。张韵等[4] 通过体外试验也发现,凝结芽孢杆菌(菌株编号BC303)具有胞外分泌蛋白酶和淀粉酶的能力。张维娜[5] 体外试验表明,凝结芽孢杆菌(菌株编号 JSSW-07)能够同时分泌蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶。添加凝结芽孢杆菌可显著提高产蛋后期蛋鸡小肠黏膜消化酶 ( 淀粉酶、脂肪酶和胰蛋白酶)的酶比活力(邢冠润等,2019)[6]。Li C. L.等[7] 研究表明,与基础饲粮组比,凝结芽孢杆菌组肉鸡对饲粮粗蛋白和能量的表观代谢率显著增加。Zhang B.等[8] 研究显示,饲用凝结芽孢杆菌显著提高了肉鸡对饲粮氮的利用率。 增强机体免疫力 凝结芽孢杆菌在肠道上皮黏附、定植,通过占位来阻碍致病菌在胃肠道的繁殖,有效激活单核吞噬细胞的吞噬活性,刺激机体分泌溶菌酶。凝结芽孢杆菌代谢可产生超氧化物歧化酶和短肽链的脂肪酸,降低机体内的自由基,中和胺类物质,降低体内毒素,减少动物肝脏的负担。凝结芽孢杆菌通过促进 B 淋巴细胞增殖,增强 IgA 和 IgG 的分泌能力,提高机体的体液免疫水平。相关研究证实,凝结芽孢杆菌具有提高机体免疫力的作用[9-11]。凝结芽孢杆菌在消化道的识别抗原部位可发挥免疫佐剂的功能,使得相关淋巴组织处于较高免疫准备状态,从而加快免疫器官发育、免疫系统成熟、T 淋巴细胞和B淋巴细胞增多、单核-巨噬细胞吞噬和分泌功能加强、体液和细胞免疫水平提高[12]。 养殖生产应用—家禽 罗曼蛋鸡:添加100 mg /kg凝结芽孢杆菌,可显著提高 32 周龄罗曼蛋鸡蛋壳强度和蛋壳厚度(赵必迁等,2015)[13]。 罗曼粉壳蛋鸡:150 mg /kg 的凝结芽孢杆菌后,显著提高了罗曼粉壳蛋鸡的产蛋率,降低了破蛋率(赵娜等,2016)[14]。 新罗曼蛋鸡:在 35 周龄新罗曼蛋鸡日粮中,添加含量为0. 3×106 ~1. 0×106 cfu /g 的凝结芽孢杆菌,具有改善蛋鸡生产性能的效果(程志斌等,2017)[15]。 肉鸡:Hung等(2012)[16]最早报道,21~42日龄肉鸡饲粮添加凝结芽孢杆菌显著降低了料重比,且对平均日采食量和平均日增重无显著影响。王政等(2016)[17]通过饮水添加凝结芽孢杆菌的试验显示:与对照组比,凝结芽孢杆菌显著降低了21~42日龄肉鸡的料重比,且平均日采食量和平均日增重也无显著影响。 李国建等[18]研究表明,生长肥育猪饲料中添加凝结芽孢杆菌制剂可显著提高猪的平均日增重,降低饲料成本。霍军等[19]研究也表明,在生长育肥猪饲料中添加凝结芽孢杆菌制剂可以显著提高平均日增重,降低饲料成本和沙门氏菌阳性率,饲养效果与喹乙醇没有差异。吴建忠等[20]研究表明,连续 3 d 灌服凝结芽孢杆菌制剂对乳猪黄白痢有很好的预防作用。 对照组添加抗生素,试验 1、2、3 组分别添加凝结芽孢杆菌 2×106 cfu /g、饲用枯草芽孢杆菌 2 × 106 cfu /g、凝结芽孢杆菌 2 × 106 cfu /g+枯草芽孢杆菌 2 × 106 cfu /g,试验结果显示,试验 1 组显著提高了平均日增重、饲料增重比指标,同时与使用杆菌肽锌相比,单一添加饲用凝结芽孢杆菌 2 × 106 cfu /g 的生长猪生长性能最佳(王乙茹等,2018)[21]。 饲粮中添加了 0.15%凝结芽孢杆菌制剂 50 亿 cfu /g,添加试验组粪样的氨气含量显著降低7.20%,猪舍氨气含量降低 9.34%(高书锋等,2015)[22]。 养殖生产应用—反刍动物 张海军等[23]研究表明在牛等大牲畜饲料中添加凝结芽孢杆菌,不仅能提高牛对纤维素类饲料的利用率,还起到预防大牲畜疾病的作用,使其存栏时间缩短。 养殖生产应用—水产 奥尼罗非鱼:分别添加凝结芽孢杆菌1. 0×1011、3. 0×1011和 6. 0×1011 cfu /kg,均显著提高了奥尼罗非鱼胃、肝胰脏和肠道蛋白酶活性(付天玺等,2008)[24]。 王彦波等[25]研究表明,在罗非鱼饲料中添加一定量的凝结芽孢杆菌可以改善罗非鱼的生长性能和肌肉中钙、磷和粗脂肪的含量。 异育银鲫:添加 0. 3%的凝结芽孢杆菌 ( 5. 0 × 108 cfu /kg) ,能够显著提高鱼体增重率、特定增长率,并能够显著降低饵料系数,提高了异育银卿幼鱼机体免疫力(张维娜等,2015)[26]。 虾:凝结芽孢杆菌可改善养殖水质和青虾肠道菌群数量,提高青虾非特异性免疫力和抗病力,最佳添加浓度为 107 cfu /mL(单金峰等,2019)[27]。 王明阳等[28] ;在饵料中分别添加 0.5×109 、1×1010、1×1011 CFU/kg 的凝结芽孢杆菌,1×1010 CFU/kg 添加组虾血清中溶菌酶(LSZ)活性显著高于对照组,5×109CFU/kg 添加组虾血清酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(AKP)活性显著高于试验组与对照组。汪波等[29] ;在凡纳滨对虾饵料中分别添加 0、500、1 000、1 500 g/t剂量的凝结芽孢杆菌,结果显示,试验组凡纳滨对虾的增重率和SGR均显著高于对照组。李佳徽等[30] 对比了粪肠球菌、嗜酸乳杆菌、凝结芽孢杆菌对虾生长、抗病力及肠道菌群结构的影响,结果显示,3 种益生菌制剂对虾的体重、SGR、FCR、AE 等指标均有所改善,凝结芽孢杆菌对虾的促生长效果最好。 综上所述,凝结芽孢杆菌能够提高畜禽饲料转化率,改善肠道微生物群,增强免疫功能,提升抗氧 化能力等,但其作用效果并非一概而论,不同生产厂家、不同活菌含量、不同饲用动物、不同使用阶段及制剂的稳定性等均影响其作用效果,其中提高活菌含量和制剂的稳定性是发酵生产凝结芽孢杆菌的关键技术,也是发挥其生物学作用的重要因素。有鉴于此,选对生产厂家的产品尤为重要。 参考文献 [1] 赵钰, 傅玲琳, 王彦波. 凝结芽孢杆菌抑菌物质的理化特性研究[J].食品研究与开发, 2015, 36(1): 20-25. 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