芽孢桿菌作為微生物飼料添加劑的研究和應(yīng)用

來源：　點(diǎn)擊數(shù)：105次　更新時(shí)間：2011-6-7 15:11:00

目前常用的微生態(tài)制劑主要有乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌、光合細(xì)菌等四大類。其中飼用芽孢桿菌由于具有抗逆性強(qiáng)、耐高溫、易貯存等獨(dú)特的特性成為研究熱點(diǎn)。

1芽孢桿菌概述及應(yīng)用概況

    芽孢桿菌在自然界中分布廣泛，生活場(chǎng)所是土壤、水體等。芽孢桿菌為好氧或兼性厭氧的桿菌，胞內(nèi)可產(chǎn)生圓形、橢圓形或柱狀的內(nèi)生孢子的革蘭氏陽性菌。芽孢壁中有皮質(zhì)層川，因此與營養(yǎng)細(xì)胞相比，芽孢對(duì)熱、紫外線和離子輻射及抗菌素具有很高的抗性?？梢阅褪茱暳霞庸?、儲(chǔ)藏和胃的酸性環(huán)境，所以飼用后在腸道酸性環(huán)境中具有高度的穩(wěn)定性。芽孢桿菌在制劑中以內(nèi)生孢子形式存在，當(dāng)孢子進(jìn)入腸道后迅速復(fù)活。

    Tsunekan等(1972)最早研究芽孢桿菌對(duì)動(dòng)物機(jī)體的作用。20世紀(jì)80年代開始一些學(xué)者研究用芽孢桿菌作為微生態(tài)制劑，現(xiàn)在許多國家已大量使用芽孢桿菌飼料添加劑，如歐洲有些國家、美國、日本等，并取得了豐碩的成果。

    我國對(duì)芽孢桿菌微生態(tài)制劑的研究相對(duì)較晚，最近幾年才進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化研制和開發(fā)。從1984年康白于最早研制的“促菌生”，之后出現(xiàn)了一系列的產(chǎn)品，如何明清的“調(diào)痢生”、吳鐵林的“救腸生”，但是這些產(chǎn)品的菌種相對(duì)比較單一。目前國內(nèi)已有許多研究單位和生產(chǎn)廠家、飼料公司都在進(jìn)行這方面的研究與產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用。有些產(chǎn)品已進(jìn)入市場(chǎng)，但絕大多數(shù)正處于試驗(yàn)研究階段。

    目前，國內(nèi)外用于畜禽生產(chǎn)中的芽孢菌種類有蠟樣芽孢桿菌(BacillusceYeu9)、地衣芽孢桿菌acillushcheniformis)、枯草芽孢桿菌(Bacillussubfih9)、凝結(jié)芽孢桿菌(Bacilluscoaglans)、緩慢芽孢桿菌(baciLUUSlentus)、短小芽孢桿菌（BacillLISpumillis)、納豆芽孢桿菌(Bacillusnatto)。研究的深入，不斷有新的菌種應(yīng)用于飼料添加的試驗(yàn)。比如環(huán)狀芽孢桿菌(Bacilluscireldans)、東洋芽孢桿菌acillustoyoi)、巨大芽孢桿菌(Dacilluslnegateriuml)、堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌(Bacillusfirmus)等。當(dāng)前芽孢桿菌制成的產(chǎn)品有BioPlus2B對(duì)家禽和豬的生長(zhǎng)及健康具有良好的促進(jìn)作用(Alexopoulos等，2004；Kurtoglu等，2004)；toyocerin能很好的控制斷奶仔豬的腹瀉(Kyriakis等，1999)；國內(nèi)的產(chǎn)品有促菌生(蠟樣芽孢桿菌)、整腸生(地衣芽孢桿菌)、抑菌生(枯草芽孢桿菌)、乳康生(含蠟樣芽孢桿菌)等。

　　2芽孢桿菌制劑的作用機(jī)理

　　2．1對(duì)致病菌的生物拮抗作用

    腸道原籍菌群是腸道的優(yōu)勢(shì)菌，大多厭氧，而外籍菌群致病菌多為需氧菌。人為引入的芽孢桿菌是無害的，在腸道定植后，消耗大量的游離氧，造成厭氧環(huán)境，降低氧化還原電勢(shì)，可減少需氧菌對(duì)腸道的定植。也有利于乳酸桿菌和雙歧桿菌等厭氧菌的生長(zhǎng)。致使體內(nèi)的有益菌增加而致病菌減少，保持腸道微生態(tài)系統(tǒng)平衡。芽孢桿菌通過抑制有害菌增加有益菌從而減少腸道疾病，提高機(jī)體抗病能力。Maruta等(1996)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)豬采食含107個(gè)／克枯草芽孢桿菌的飼糧3星期后，糞中雙歧桿菌數(shù)量顯著上升，而鏈球菌及梭菌的數(shù)量顯著下降。

    剛孵化出來的雛雞感染腸毒性大腸桿菌078：K80后，飼喂枯草芽孢桿菌可降低大腸桿菌的感染，該大腸桿菌在盲腸的數(shù)量較對(duì)照組可降低103倍。陳兵(2003)的研究表明，SD大白鼠口服納豆芽孢桿菌1星期后，腸道雙歧桿菌、乳酸桿菌和梭菌、擬桿菌均有不同程度增加，而腸桿菌、腸球菌等需氧菌有明顯減少。陳旭東等研究表明，用0．2％芽孢桿菌飼喂35日齡仔豬，回腸好氧菌總數(shù)、盲腸大腸桿菌數(shù)均顯著降低。

　　2產(chǎn)生酶類和營養(yǎng)物質(zhì)

    枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌具較強(qiáng)的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活性，同時(shí)還能降解如木聚糖、地衣聚糖、果膠、羧甲基纖維素、多聚半乳糖醛酸以及其他一些復(fù)雜的植物性碳水化合物。pl芽孢桿菌能夠分泌大量的胞外酶，幫助動(dòng)物對(duì)飼料的降解、消化，提高飼料利用率。柏建玲(2003)報(bào)道了在單一碳源培養(yǎng)基上地衣芽孢桿菌能產(chǎn)生植酸酶、淀粉酶及蛋白酶?！憋暳现形聪牡鞍踪|(zhì)、脫落的黏膜細(xì)胞以及分泌性含氮物質(zhì)在腸腔中被大腸桿菌和其他細(xì)菌脫羧后生成腐胺、吲哚、酚類等代謝產(chǎn)物，具有潛在的毒性。芽孢桿菌屬可產(chǎn)生氨基氧化酶、SOD酶、分解硫化氫的酶以及其他抗菌物質(zhì)如過氧化氫，起到殺菌作用，減少腸道內(nèi)有害物質(zhì)的產(chǎn)生。研究表明一些芽孢桿菌產(chǎn)生SOD酶，SOD可以清除生物體內(nèi)活性氧自由基，減少其對(duì)細(xì)胞的毒害作用，使生物體免受傷害。芽孢桿菌在其生長(zhǎng)繁殖過程中能產(chǎn)生乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸，這些物質(zhì)可降低動(dòng)物腸道的pH值，抑制腸內(nèi)病原菌的生長(zhǎng)，為乳酸菌的生長(zhǎng)創(chuàng)造了條件。其中丙酸還能夠參與三羧酸循環(huán)， 為動(dòng)物新陳代謝提供能量。同時(shí)，還能夠產(chǎn)生很高的維生素B和維生素C，為動(dòng)物提供維生素營養(yǎng)。p，倪學(xué)勤等(1998)研究表明芽孢桿菌產(chǎn)生有機(jī)酸為機(jī)體提供能量營養(yǎng)的同時(shí)，還促進(jìn)動(dòng)物對(duì)鈣、磷、鐵的吸收利用。

　　2．3提高機(jī)體的免疫能力

    近年來研究表明，芽孢桿菌能分泌活性抗菌物質(zhì)，使腸道相關(guān)淋巴組織處于高度反應(yīng)狀態(tài)。同時(shí)T、B淋巴細(xì)胞的數(shù)量增多，動(dòng)物體液和細(xì)胞免疫水平提高。Jonsson等(1992)報(bào)道，芽孢桿菌分泌胞外酶系的同時(shí)還產(chǎn)生抗生素。已記載的芽孢桿菌產(chǎn)生的抗菌素有169種，其中僅枯草芽孢桿菌就產(chǎn)生68種抗菌。這些抗菌素主要是肽類，多作用于革蘭氏陽性細(xì)菌。潘康成等(1996)的研究表明家兔口服地衣芽孢桿菌后，芽孢桿菌在腸道淋巴組織集合的抗原結(jié)合位點(diǎn)上直接作為免疫佐劑文章來源：中華養(yǎng)殖網(wǎng)http://www.，或者通過調(diào)整宿主體內(nèi)的微生物群，提高機(jī)體防御能力。隨后兩年的研究他進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)動(dòng)物口服芽孢桿菌后，各正常菌群包括芽孢桿菌在腸道淋巴組織集合上發(fā)揮免疫佐劑作用，活化腸道黏膜相關(guān)淋巴組織，使SIsA抗體增強(qiáng)，并誘導(dǎo)T、B淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子，活化全身免疫。

　　3芽孢桿菌微生態(tài)制劑的在禽畜業(yè)的應(yīng)用

    1998年Cavazzoni等在2個(gè)試驗(yàn)研究報(bào)道中表明，凝結(jié)芽孢桿菌具有促進(jìn)生長(zhǎng)和預(yù)防疾病的作用，可以作為抗生素的替代品。肉仔雞采食添加芽孢桿菌制劑的飼料后，平均體重和日增重分5，j提高了6％和7％(P<0．05)，胴體重提高了5％。2002年賀長(zhǎng)順使用芽孢桿菌活菌制劑對(duì)雛雞白痢病進(jìn)行預(yù)防性和治療性試驗(yàn)。預(yù)防后的0~35日齡雛雞發(fā)病率僅為0．20％，成活率達(dá)99％，對(duì)3-15日齡發(fā)病雛雞治愈率可達(dá)84．1％。結(jié)果表明，該制劑優(yōu)于同類藥物預(yù)防和治療水平。在肉仔雞日糧中添加芽孢桿菌，經(jīng)6星期試驗(yàn)表明對(duì)促進(jìn)肉仔雞的生長(zhǎng)發(fā)育，提高日增重，降低料重比均有良好效果。

    1993年Kirehgessner等報(bào)道，仔豬基礎(chǔ)日糧中分別添加107、108、109CFU／千克的蠟樣芽孢桿菌后，日增重顯著提高，其中每千克飼料中添加moCFU效果最好，提高了11．1％。”

    2001年Alexopoulos等研究報(bào)道蠟樣芽孢桿菌還可以提高繁殖母豬的生產(chǎn)性能。妊娠后期的母豬采食添加蠟樣芽孢桿菌的飼料后，母豬乳汁中脂肪的含量較對(duì)照組提高了0．48％(P<0．05)，母豬體重下降幅度也明顯降低；每頭母豬的斷奶仔豬數(shù)顯著增加(P<0．05)，仔豬的死亡率和腹瀉率顯著降低(P<0．05)，而體重增加了0．56千克(P<0．05)。2001年曹國文應(yīng)用從植物微生物區(qū)系中分離篩選出的無毒蠟質(zhì)芽孢桿菌1S株，通過發(fā)酵制成懸浮劑，用于治療斷奶仔豬應(yīng)激性腹瀉，取得顯著療效，治愈率達(dá)到96．08％，明顯優(yōu)于氟哌酸(80．36％)。

　　4芽孢桿菌的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

    乳酸菌，芽孢桿菌，酵母菌作為3種主要的微生態(tài)制劑，各自具有不同的特點(diǎn)。其中芽孢桿菌因此生物學(xué)特性，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①芽孢桿菌及其代謝產(chǎn)物已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、飼料中，目前尚未發(fā)現(xiàn)有任何毒副作用，是一種安全的菌種。②芽孢桿菌可以耐受不良的環(huán)境，如80℃的高溫環(huán)境，pH值2-3的酸性環(huán)境。并且對(duì)營養(yǎng)要求簡(jiǎn)單，代謝快，易于分離和保存。③芽孢桿菌不僅對(duì)革蘭氏陽性菌有抑菌作用，對(duì)革蘭氏陰性菌和真菌也有抑制效果。

　　5飼用芽孢桿菌應(yīng)用研究的主要問題及發(fā)展前景

    飼用芽孢桿菌用作微生物制劑，已廣泛得到應(yīng)用和推廣，對(duì)我國的綠色畜牧事業(yè)作出重大貢獻(xiàn)。但是目前使用的芽孢桿菌多數(shù)是外籍菌，我們應(yīng)該著力從禽畜腸道獲得天然菌種。益生菌從生產(chǎn)到進(jìn)入動(dòng)物腸道發(fā)揮作用，需要經(jīng)歷熱、壓以及胃酸和膽汁等不利因素的影響。所以要獲得高效穩(wěn)定制劑，需要提高優(yōu)良菌株的篩選、高活菌株的發(fā)酵工藝、菌體保護(hù)等技術(shù)。由于動(dòng)物的種類、年齡、菌種組合及活菌含量、動(dòng)物環(huán)境、飼喂條件、飼料加工貯存方法等因素的影響，以不同的作用效果如生產(chǎn)性能、免疫功能、腸道菌群變化作為考察指標(biāo)時(shí)，飼用芽孢桿菌的最適添加量是否不同，仍有待進(jìn)一步研究。芽孢桿菌與腸道菌群的互作效應(yīng)，還有芽孢桿菌對(duì)動(dòng)物免疫系統(tǒng)、促生長(zhǎng)等作用的機(jī)理方面也有待進(jìn)一步研究。此外還要加強(qiáng)芽孢桿菌與其他益生素及酸化劑、低聚糖、酶制劑等綠色飼料添加劑之間組合使用技術(shù)。