凝結(jié)芽孢桿菌于1992年被美國(guó)食品與藥物管理局 ( FDA) 和美國(guó)飼料控制官員協(xié)會(huì)列入可用于飼料的安全菌株名單。我國(guó)農(nóng)業(yè)部將凝結(jié)芽孢桿菌收錄于 《飼料添加劑品種目錄 ( 2013) 》。
凝結(jié)芽孢桿菌又稱為芽孢乳酸菌,屬于硬 ( 或厚) 壁菌門腸道乳酸菌,是兼性厭氧型革蘭氏陽(yáng)性菌。胞體呈桿狀,兩端鈍圓,單個(gè)、成對(duì)、少數(shù)呈短鏈狀,芽孢端生,無(wú)鞭毛,可運(yùn)動(dòng),菌落形態(tài)呈不透明白色。凝結(jié)芽孢桿菌可利用葡萄糖、木糖等產(chǎn)生 L-乳酸,具有乳酸桿菌和雙歧桿菌等腸道主要有益菌相似的益生功能。最適生長(zhǎng)溫度為 37 ~ 45 ℃,最適 pH 值為 6. 0 ~ 7. 0。 凝結(jié)芽孢桿菌經(jīng)口服進(jìn)入胃后,在胃液的作用下被活化,芽孢衣膨脹,芽孢形狀增大,水分增加,代謝加快。當(dāng)凝結(jié)芽孢桿菌進(jìn)入十二指腸時(shí),其孢子萌發(fā)成營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)入小腸后開(kāi)始生長(zhǎng)繁殖。 凝結(jié)芽孢桿菌經(jīng)口服進(jìn)入胃后,在胃液的作用下被活化,芽孢衣膨脹,芽孢形狀增大,水分增加,代謝加快。當(dāng)凝結(jié)芽孢桿菌進(jìn)入十二指腸時(shí),其孢子萌發(fā)成營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞,營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)入小腸后開(kāi)始生長(zhǎng)繁殖。 凝結(jié)芽孢桿菌芽孢狀態(tài)對(duì)環(huán)境具有相當(dāng)強(qiáng)的抗逆性,對(duì)高溫、胃酸和膽鹽都有一定的耐受能力。凝結(jié)芽孢桿菌在高溫 100 ℃處理 10 min,存活率仍可達(dá) 96%。 在干燥的室溫條件下,凝結(jié)芽孢桿菌以其活菌固體制劑的形式,可以在使凝結(jié)芽孢桿菌活菌數(shù)不減少的情況下保存 3~5 年。 凝結(jié)芽孢桿菌在 1%~8% NaCl ;溶液中可存活 4 周,pH 值 1. 0 時(shí)仍可以存活,但抗逆性下降。 與雙歧桿菌、乳酸菌等其他益生菌相比,凝結(jié)芽孢桿菌能耐受胃酸和消化酶的雙重作用,可在腸道中定植存在。 凝結(jié)芽孢桿菌的定植優(yōu)化了腸道有益厭氧菌 ( 乳酸菌和雙歧桿菌) 的生長(zhǎng)環(huán)境,對(duì)游離氧的消耗,抑制了需氧的有害菌。從而調(diào)節(jié)了腸道微生物菌群的平衡。 凝結(jié)芽孢桿菌在代謝過(guò)程中分泌了一種抗菌肽,被稱為凝結(jié)素。凝結(jié)素穿透細(xì)胞膜,不受α-淀粉酶、酯酶和有機(jī)溶劑影響,對(duì)腸球菌等多種有害菌有抑制效果。同時(shí)凝結(jié)芽孢桿菌產(chǎn)生的乳酸可降低腸道 pH 值,抑制有害菌生長(zhǎng),對(duì)沙門氏菌有一定抑制作用(趙鈺等,2015)[1] ;。 飼喂凝結(jié)芽孢桿菌能夠顯著降低斷奶仔豬糞便中的致病大腸桿菌的數(shù)量(周映華等,2012)[2]。 提高消化率 凝結(jié)芽孢桿菌具有龐大的酶系統(tǒng),可產(chǎn)生蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶以及木聚糖酶等,促進(jìn)胃腸道飼料的消化,從而提高飼料的利用率。趙麗娜[3] ;體外培養(yǎng)凝結(jié)芽孢桿菌試驗(yàn)顯 示,凝結(jié)芽孢桿菌(菌株編號(hào)BC147)培養(yǎng)液中含有蛋白酶、淀粉酶。張韻等[4] 通過(guò)體外試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn),凝結(jié)芽孢桿菌(菌株編號(hào)BC303)具有胞外分泌蛋白酶和淀粉酶的能力。張維娜[5] 體外試驗(yàn)表明,凝結(jié)芽孢桿菌(菌株編號(hào) JSSW-07)能夠同時(shí)分泌蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶。添加凝結(jié)芽孢桿菌可顯著提高產(chǎn)蛋后期蛋雞小腸黏膜消化酶 ( 淀粉酶、脂肪酶和胰蛋白酶)的酶比活力(邢冠潤(rùn)等,2019)[6]。Li C. L.等[7] 研究表明,與基礎(chǔ)飼糧組比,凝結(jié)芽孢桿菌組肉雞對(duì)飼糧粗蛋白和能量的表觀代謝率顯著增加。Zhang B.等[8] 研究顯示,飼用凝結(jié)芽孢桿菌顯著提高了肉雞對(duì)飼糧氮的利用率。 增強(qiáng)機(jī)體免疫力 凝結(jié)芽孢桿菌在腸道上皮黏附、定植,通過(guò)占位來(lái)阻礙致病菌在胃腸道的繁殖,有效激活單核吞噬細(xì)胞的吞噬活性,刺激機(jī)體分泌溶菌酶。凝結(jié)芽孢桿菌代謝可產(chǎn)生超氧化物歧化酶和短肽鏈的脂肪酸,降低機(jī)體內(nèi)的自由基,中和胺類物質(zhì),降低體內(nèi)毒素,減少動(dòng)物肝臟的負(fù)擔(dān)。凝結(jié)芽孢桿菌通過(guò)促進(jìn) B 淋巴細(xì)胞增殖,增強(qiáng) IgA 和 IgG 的分泌能力,提高機(jī)體的體液免疫水平。相關(guān)研究證實(shí),凝結(jié)芽孢桿菌具有提高機(jī)體免疫力的作用[9-11]。凝結(jié)芽孢桿菌在消化道的識(shí)別抗原部位可發(fā)揮免疫佐劑的功能,使得相關(guān)淋巴組織處于較高免疫準(zhǔn)備狀態(tài),從而加快免疫器官發(fā)育、免疫系統(tǒng)成熟、T 淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞增多、單核-巨噬細(xì)胞吞噬和分泌功能加強(qiáng)、體液和細(xì)胞免疫水平提高[12]。 養(yǎng)殖生產(chǎn)應(yīng)用—家禽 羅曼蛋雞:添加100 mg /kg凝結(jié)芽孢桿菌,可顯著提高 32 周齡羅曼蛋雞蛋殼強(qiáng)度和蛋殼厚度(趙必遷等,2015)[13]。 羅曼粉殼蛋雞:150 mg /kg 的凝結(jié)芽孢桿菌后,顯著提高了羅曼粉殼蛋雞的產(chǎn)蛋率,降低了破蛋率(趙娜等,2016)[14]。 新羅曼蛋雞:在 35 周齡新羅曼蛋雞日糧中,添加含量為0. 3×106 ~1. 0×106 cfu /g 的凝結(jié)芽孢桿菌,具有改善蛋雞生產(chǎn)性能的效果(程志斌等,2017)[15]。 肉雞:Hung等(2012)[16]最早報(bào)道,21~42日齡肉雞飼糧添加凝結(jié)芽孢桿菌顯著降低了料重比,且對(duì)平均日采食量和平均日增重?zé)o顯著影響。王政等(2016)[17]通過(guò)飲水添加凝結(jié)芽孢桿菌的試驗(yàn)顯示:與對(duì)照組比,凝結(jié)芽孢桿菌顯著降低了21~42日齡肉雞的料重比,且平均日采食量和平均日增重也無(wú)顯著影響。 李國(guó)建等[18]研究表明,生長(zhǎng)肥育豬飼料中添加凝結(jié)芽孢桿菌制劑可顯著提高豬的平均日增重,降低飼料成本?;糗姷?sup>[19]研究也表明,在生長(zhǎng)育肥豬飼料中添加凝結(jié)芽孢桿菌制劑可以顯著提高平均日增重,降低飼料成本和沙門氏菌陽(yáng)性率,飼養(yǎng)效果與喹乙醇沒(méi)有差異。吳建忠等[20]研究表明,連續(xù) 3 d 灌服凝結(jié)芽孢桿菌制劑對(duì)乳豬黃白痢有很好的預(yù)防作用。 對(duì)照組添加抗生素,試驗(yàn) 1、2、3 組分別添加凝結(jié)芽孢桿菌 2×106 cfu /g、飼用枯草芽孢桿菌 2 × 106 cfu /g、凝結(jié)芽孢桿菌 2 × 106 cfu /g+枯草芽孢桿菌 2 × 106 cfu /g,試驗(yàn)結(jié)果顯示,試驗(yàn) 1 組顯著提高了平均日增重、飼料增重比指標(biāo),同時(shí)與使用桿菌肽鋅相比,單一添加飼用凝結(jié)芽孢桿菌 2 × 106 cfu /g 的生長(zhǎng)豬生長(zhǎng)性能最佳(王乙茹等,2018)[21]。 飼糧中添加了 0.15%凝結(jié)芽孢桿菌制劑 50 億 cfu /g,添加試驗(yàn)組糞樣的氨氣含量顯著降低7.20%,豬舍氨氣含量降低 9.34%(高書(shū)鋒等,2015)[22]。 養(yǎng)殖生產(chǎn)應(yīng)用—反芻動(dòng)物 張海軍等[23]研究表明在牛等大牲畜飼料中添加凝結(jié)芽孢桿菌,不僅能提高牛對(duì)纖維素類飼料的利用率,還起到預(yù)防大牲畜疾病的作用,使其存欄時(shí)間縮短。 養(yǎng)殖生產(chǎn)應(yīng)用—水產(chǎn) 奧尼羅非魚(yú):分別添加凝結(jié)芽孢桿菌1. 0×1011、3. 0×1011和 6. 0×1011 cfu /kg,均顯著提高了奧尼羅非魚(yú)胃、肝胰臟和腸道蛋白酶活性(付天璽等,2008)[24]。 王彥波等[25]研究表明,在羅非魚(yú)飼料中添加一定量的凝結(jié)芽孢桿菌可以改善羅非魚(yú)的生長(zhǎng)性能和肌肉中鈣、磷和粗脂肪的含量。 異育銀鯽:添加 0. 3%的凝結(jié)芽孢桿菌 ( 5. 0 × 108 cfu /kg) ,能夠顯著提高魚(yú)體增重率、特定增長(zhǎng)率,并能夠顯著降低餌料系數(shù),提高了異育銀卿幼魚(yú)機(jī)體免疫力(張維娜等,2015)[26]。 蝦:凝結(jié)芽孢桿菌可改善養(yǎng)殖水質(zhì)和青蝦腸道菌群數(shù)量,提高青蝦非特異性免疫力和抗病力,最佳添加濃度為 107 cfu /mL(單金峰等,2019)[27]。 王明陽(yáng)等[28] ;在餌料中分別添加 0.5×109 、1×1010、1×1011 CFU/kg 的凝結(jié)芽孢桿菌,1×1010 CFU/kg 添加組蝦血清中溶菌酶(LSZ)活性顯著高于對(duì)照組,5×109CFU/kg 添加組蝦血清酸性磷酸酶(ACP)和堿性磷酸酶(AKP)活性顯著高于試驗(yàn)組與對(duì)照組。汪波等[29] ;在凡納濱對(duì)蝦餌料中分別添加 0、500、1 000、1 500 g/t劑量的凝結(jié)芽孢桿菌,結(jié)果顯示,試驗(yàn)組凡納濱對(duì)蝦的增重率和SGR均顯著高于對(duì)照組。李佳徽等[30] 對(duì)比了糞腸球菌、嗜酸乳桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)蝦生長(zhǎng)、抗病力及腸道菌群結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果顯示,3 種益生菌制劑對(duì)蝦的體重、SGR、FCR、AE 等指標(biāo)均有所改善,凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)蝦的促生長(zhǎng)效果最好。 綜上所述,凝結(jié)芽孢桿菌能夠提高畜禽飼料轉(zhuǎn)化率,改善腸道微生物群,增強(qiáng)免疫功能,提升抗氧 化能力等,但其作用效果并非一概而論,不同生產(chǎn)廠家、不同活菌含量、不同飼用動(dòng)物、不同使用階段及制劑的穩(wěn)定性等均影響其作用效果,其中提高活菌含量和制劑的穩(wěn)定性是發(fā)酵生產(chǎn)凝結(jié)芽孢桿菌的關(guān)鍵技術(shù),也是發(fā)揮其生物學(xué)作用的重要因素。有鑒于此,選對(duì)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品尤為重要。 參考文獻(xiàn) [1] 趙鈺, 傅玲琳, 王彥波. 凝結(jié)芽孢桿菌抑菌物質(zhì)的理化特性研究[J].食品研究與開(kāi)發(fā), 2015, 36(1): 20-25. [2]周映華, 吳勝蓮, 胡新旭, 等. 不同芽孢桿菌對(duì)斷奶仔豬生產(chǎn)性 能的影響[J]. 飼料工業(yè), 2012, 33(3): 21-23. [3]趙麗娜. 凝結(jié)芽孢桿菌的篩選及高密度培養(yǎng)工藝研究[D]. 洛陽(yáng): 河南科技大學(xué), 2017. [4] 張韻, 趙麗娜, 曹琳, 等. 益生凝結(jié)芽孢桿菌的篩選及生物學(xué)特性研究[J]. 中國(guó)畜牧雜志, 2017, 53(1): 109-114. [5] 張維娜. 凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)病原菌的拮抗作用及對(duì)異銀鯽生長(zhǎng)、免疫的影響[D]. 南京: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué), 2014. [6] 邢冠潤(rùn). 凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)產(chǎn)蛋雞后期生產(chǎn)性能、免疫及腸道健康的影響[D].石河子: 石河子大學(xué), 2019: 41-51. [7]Li C L, Wang J, Zhang H J, et al. Intestinal morphologic and microbiota responses ; ; to dietary Bacillus spp. in a broiler chicken model[J]. Frontiers in Physiology, 2019(9): 1968. [8] Zhang B, Zhang H R, Yu Y, et al. Effects of Bacillus coagulans on growth performance, antioxidant capacity, immunity function, and gut health in broilers[J]. Poultry Science, 2021, 100(6): 101168. ;[9]杭怡瓊,謝春芳,潘潔,等.微生態(tài)制劑對(duì)雞免疫應(yīng)答功能的影響[J].上海畜牧獸醫(yī)通訊,2000,1(5):11. ;[10] 潘康成,何明清,劉克琳.地衣芽孢桿菌對(duì)家兔細(xì)胞免疫功能的影響[J]. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1997,15(3): 368-371. [11] 倪耀梯,魯改如,馬學(xué)會(huì),等.微生態(tài)制劑對(duì)肉仔雞免疫器官及抗病力的影響[J].獸藥與飼料添加劑,2004,9 (1):6-7. [12] 羅毅,戴晉軍.芽孢桿菌的作用原理及在蛋雞中的應(yīng)用[J].飼料研究,2009(4):37-38. [13] 趙必遷,李學(xué)海,何萬(wàn)禮.凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能的影響[J]. 廣東飼料,2015,24(12):22-24. [14趙娜,皮勁松,張巍,等.凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能和蛋品質(zhì)的影響[J].飼料研究,2016(16):11-13. [15]]程志斌,王春,李云輝,等.日糧添加飼用凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能的影響[J].飼料博覽,2015(11):1-4. ;[16] HUNG A T , SHU Y L, TSUNG Y Y, et al. Effects of Bacillus co?agulans ATCC 7050 on growth performance, intestinal morpholo?gy, and microflora composition in broiler chickens[J]. Animal Pro?doution Science, 2012(52): 874-879. [17] 王政,張大偉,齊長(zhǎng)海,等. 凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)白羽肉雞生產(chǎn)性能及部分腸道微生物相關(guān)指標(biāo)的影響[J]. 中國(guó)飼料,2016(7):31-34. [18] 李國(guó)建. 凝結(jié)芽孢桿菌替代抗生素對(duì)豬生產(chǎn)性能的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2004(10):72-74. [19] 霍軍,程會(huì)昌,宋予震.抗生素與芽孢桿菌制劑對(duì)豬生產(chǎn)性能影響的比較研究[J].現(xiàn)代畜牧獸醫(yī),2004(11):19-20. [20] 吳建忠,杜冰.乳酸芽孢桿菌制劑對(duì)仔豬黃白痢的預(yù)防[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,35(13):3869-1948. [21] 王乙茹, 白華毅, 王桂瑛, 等. 飼料添加凝結(jié)芽孢桿菌及枯草芽孢桿菌對(duì)生長(zhǎng)豬的生長(zhǎng)性能影響[J]. 飼料博覽, 2018(9): 1-5. [22] 高書(shū)鋒, 郭照輝, 胡新旭, 等. 凝結(jié)芽孢桿菌制劑對(duì)斷奶仔豬臨床應(yīng)用效果的研究[J]. 飼料研究, 2015(6): 42-47. [23] 張海軍.凝結(jié)芽孢桿菌:牛飼料添加劑[J].北方牧業(yè),2009(8):7-8. [24] 付天璽,許國(guó)煥,吳月嫦,等.凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)奧尼羅非魚(yú)消化酶活性、消化率及生長(zhǎng)性能的影響[J].淡水漁業(yè),2008,38(4):30-35. [25] 王彥波.益生菌 B.Coagulans 對(duì)羅非魚(yú)生長(zhǎng)性能和肌肉營(yíng)養(yǎng)成分的影響研究[J].飼料工業(yè),2010(z1):74-77. [26] 張維娜,夏飛,謝駿,等.凝結(jié)芽孢桿菌JSSW-07對(duì)異育銀鯽生長(zhǎng)及免疫功能的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2015,31(3):630-637. [27] 單金峰,吳春,丁辰龍.凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)養(yǎng)殖水質(zhì)及青蝦腸道菌群、非特異性免疫指標(biāo)和抗病力的影響[J]. 大連海洋大學(xué)學(xué)報(bào),2019,34(5): 629-635. [28] 王明陽(yáng),田相利,劉龍鎮(zhèn),等.飼料中添加凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)、血清非特異性免疫指標(biāo)及抗病力的影響[J].中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2018,48(A01):8-15. [29] 汪波,曾佳麗,黎于汾,等.凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)和免疫的 影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2015,24(6):10-15. [30] 李佳徽,王明陽(yáng),田相利,等.3種不同乳酸菌對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng),抗病力及腸道菌群結(jié)構(gòu)的影響[J]. 中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2021,51 (4):44-54.
養(yǎng)殖生產(chǎn)應(yīng)用—豬