于新友，李天芝，沈志強（.山東綠都生物科技有限公司，山東 濱州 56600 .山東省濱州畜牧獸醫(yī)研究院，山東 濱州 56600）

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枯草芽孢桿菌的生物學(xué)功能及其在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進展

于新友1，李天芝1，沈志強2
（1.山東綠都生物科技有限公司，山東 濱州 256600 2.山東省濱州畜牧獸醫(yī)研究院，山東 濱州 256600）

摘 要：枯草芽孢桿菌具有調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡、促進畜禽對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收和增強免疫等作用，目前已在畜禽生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，文章就枯草芽孢桿菌的生物學(xué)功能以及在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用研究作一綜述。

關(guān)鍵詞：枯草芽孢桿菌；生物學(xué)功能；養(yǎng)豬；應(yīng)用

枯草芽孢桿菌（Bacillus Subtilis）一種可形成芽孢的好氧革蘭氏陽性菌［1］，該菌具有生長條件簡單、耐溫度變化范圍寬、快速復(fù)活、快速生長和較強分泌酶等特點?？莶菅挎邨U菌是農(nóng)業(yè)部允許作為飼料添加劑的兩種芽孢桿菌之一，在自然界中分布廣泛，易于分離培養(yǎng)，對人畜無毒無害，能產(chǎn)生脂肽類、氨基酸和磷脂類等多種抗菌素和酶，具有廣譜抗菌活性［2］，可改善動物腸道菌群結(jié)構(gòu)，增強免疫力，促進生長發(fā)育，提高生產(chǎn)性能［3］。筆者就枯草芽孢桿菌的生物學(xué)功能以及在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用研究作一綜述。

1 枯草芽孢桿菌的生理功能

1.1 改善動物消化道微生物群

畜禽消化道內(nèi)有多種微生物共生，共同構(gòu)建腸道內(nèi)微生態(tài)結(jié)構(gòu)，枯草芽孢桿菌能起到調(diào)節(jié)這種微生態(tài)結(jié)構(gòu)以達到平衡的作用。首先，枯草芽孢桿菌進入消化道后，可迅速恢復(fù)活力，短時間內(nèi)大量繁殖，消耗腸內(nèi)大量氧氣，創(chuàng)造厭氧環(huán)境，產(chǎn)生乙酸、丙酸和丁酸等有機酸、細菌素和氧化氫，降低腸道pH，抑制大腸桿菌和沙門氏菌等有害細菌的生長，促進厭氧的擬桿菌、雙歧桿菌和乳酸桿菌等有益的厭氧菌生長和繁殖。此外，芽孢桿菌和消化道內(nèi)益生菌群與有害菌群之間對生存繁殖空間、定殖部位及營養(yǎng)的競爭，限制了有害菌群的生存和繁殖。再次，芽孢桿菌能合成和分泌一些抗菌素等物質(zhì)而抑制產(chǎn)氣莢膜梭菌和彎曲桿菌等病原菌的生長，這對減少畜禽疾病的發(fā)生起重要的預(yù)防作用。

1.2 促進營養(yǎng)物質(zhì)吸收

畜禽養(yǎng)殖的一個關(guān)鍵指標是動物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用程度，這直接決定著養(yǎng)殖成本和效益?？莶菅挎邨U菌可以促進動物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用率，主要通過兩個方面起作用，一方面枯草芽孢桿菌在腸道內(nèi)可分泌高活性的蛋白酶、淀粉酶、植酸酶、脂肪酶、β-葡萄糖酶、纖維素酶和麥芽糖酶等多種酶類，有助于降解植物性飼料中木聚糖、果膠、羧甲基纖維素、多聚半乳糖醛酸以及其他復(fù)雜的植物性碳水化合物，可幫助分解植物飼料中非淀粉多糖等物質(zhì)，改善飼料利用率，并且酸性腸道環(huán)境可刺激動物的腸道蠕動，促進消化吸收，提高飼料轉(zhuǎn)化率、料重比和日增重等指標。另一方面，枯草芽孢桿菌能在胃腸道的代謝過程中可合成多種維生素、蛋白質(zhì)、氨基酸、多肽、促生長因子等多種營養(yǎng)物質(zhì)，促進蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、鈣等營養(yǎng)物質(zhì)的代謝吸收?？莶菅挎邨U菌在生長繁殖過程中產(chǎn)生的有機酸還可以激活酸性蛋白酶的活性，有助于幼齡動物對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。

1.3 作為非特異性免疫因子，增強機體免疫機能

枯草芽孢桿菌本身作為非特異性免疫因子，可通過菌體或細胞壁成分刺激宿主細胞，從而激活巨噬細胞，使T淋巴細胞和B淋巴細胞數(shù)目增多，提高動物體液和細胞免疫水平，增強機體的抵抗能力。此外，枯草芽孢桿菌還能刺激腸道相關(guān)淋巴組織，處于一種高度的免疫準備狀態(tài)，使免疫器官發(fā)育加快，枯草芽孢桿菌可使SIgA等免疫球蛋白分泌增強，提高免疫識別力，枯草芽孢桿菌還能緩解動物由于抗生素使用過量對體制造成的損傷，從而提高疫苗抗體水平等綜合抗病能力。

2 枯草芽孢桿菌在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 提高生產(chǎn)性能

黃雪泉等［4］在8日齡杜長大三元雜交哺乳仔豬分別添加0.01%、0.05%和0.10%的枯草芽孢桿菌和0.01%金霉素，以研究枯草芽孢桿菌對仔豬生產(chǎn)性能的影響。結(jié)果顯示飼喂枯草芽孢桿菌的試驗豬與金霉素對照組相比，仔豬平均日增重明顯提高、腹瀉發(fā)生率得到降低，枯草芽孢桿菌各組均優(yōu)于金霉素對照組；枯草芽孢桿菌以0.10%添加為最好，但各組間均差異不顯著（P＞0.05）。朱五文等［5］在斷奶仔豬基礎(chǔ)日糧中分別添加0.5‰、1‰、2‰枯草芽孢桿菌制劑，觀察其對斷奶仔豬促生長作用，試驗歷時35 d。試驗結(jié)果表明，添加枯草芽孢桿菌制劑的試驗組末期平均凈增重、日增重和頭均耗料均高于空白對照組，且與添加枯草芽孢桿菌制劑的劑量成正比，但料重比并非成正比關(guān)系。劉影等［6］研究指出，哺乳仔豬日糧添加枯草芽孢桿菌可以減少腹瀉，提高斷奶活仔數(shù)和斷奶體重，減少斷奶后的生長抑制，促進斷奶仔豬的生長。張紅兵等［7］研究報道，斷奶仔豬日糧添加枯草芽孢桿菌的仔豬的平均日增重顯著高于對照組（P＜0.05）。說明，說明添加枯草芽孢桿菌對改善早期斷奶仔豬的生長性能有良好效果。

2.2 增強免疫功能

李云鋒等［8］選取4窩相同胎次的新生仔豬（15頭）為研究對象。分別于仔豬0、7、14、26日齡灌喂枯草芽孢桿菌Bacillussubtilis（活菌數(shù)為1×108CFU/mL）。試驗結(jié)果顯示：枯草芽孢桿菌能夠顯著地促進十二指腸中TLR9和細胞因子IL-6的表達（P＜0.05）以及回腸中細胞因子IL-1的表達（P＜0.01），同時能夠顯著地提高仔豬小腸IgA分泌細胞的數(shù)量（P＜0.01）。楊鋒［9］研究表明，添加枯草芽孢桿菌可使仔豬增重顯著提高，腹瀉率顯著降低，血清中IgA含量顯著增加，IgG含量極顯著增加，說明枯草芽孢桿菌對仔豬生產(chǎn)性能和免疫能力均有改善作用。祝天龍等［10］研究指出，弱仔豬基礎(chǔ)日糧中添加1%枯草芽孢桿菌制劑（1%沸石粉被代替），飼喂30 d，弱仔豬血清IgA、IgG、C3、C4水平分別提高19.89%、17.93%、32.44%、42.86%（P＜0.01），說明枯草芽孢桿菌制劑能顯著促進弱仔豬生長性能，提高免疫水平。申育萌等［11］研究報道，應(yīng)用枯草芽孢桿菌芽孢對豬滴鼻后，豬咽鼓管扁桃體固有層和淋巴小結(jié)內(nèi)CD11b+CD16+DCs和CD11b+MHCII+DCs的數(shù)量顯著增加（P＜0.05），是正常對照的2～3倍。

2.3 調(diào)控腸道內(nèi)微生態(tài)環(huán)境及促進腸道發(fā)育

周映華等［12］研究表明斷奶仔豬日糧中添加.05%和0.1%的枯草芽孢桿菌，試驗組仔豬糞便中乳酸菌和雙歧桿菌明顯增加，大腸桿菌明顯降低。劉江坤等［13］研究指出，在斷奶仔豬基礎(chǔ)日糧添加不同劑量的枯草芽孢桿菌制劑，各組糞便中大腸桿菌、沙門氏菌數(shù)均顯著小于對照組（P＜0.05）；而乳酸菌和雙歧桿菌均顯著大于對照組（P＜0.05）。程志斌等［14］將斷奶仔豬分4個處理組，處理組1和2日糧粗蛋白水平為20%，處理組3和4日糧粗蛋白水平為18%，處理組2和4日糧添加枯草芽孢桿菌。結(jié)果顯示：十二指腸和空腸黏膜質(zhì)量指標，處理組4最大，處理組1最小。處理組4仔豬肝質(zhì)量顯著大于處理組1，處理組2和3間差異不顯著。試驗證明，日糧中添加枯草芽孢桿菌有利于腸道和肝等主要消化器官的發(fā)育。周映華等［15］研究報道，斷奶仔豬在日糧中添加枯草芽孢桿菌，糞便中乳酸菌和雙歧桿菌顯著增加（P＜0.05），大腸桿菌顯著降低（P＜0.05）。試驗期添加枯草芽孢桿菌0.05%比對照組多收入49.57元/頭。鄧軍等［16］研究指出，對新生仔豬同時飼喂枯草芽孢桿菌和豬源乳酸桿菌能顯著提高十二指腸（P＜0.05）和回腸（P＜0.01）的腸絨毛高度，增加十二指腸（P＜0.05）和空腸（P＜0.01）絨毛的數(shù)量，降低空腸（P＜0.05）和回腸（P＜0.01）的隱窩深度，以及增加十二指腸（P＜0.05）、空腸（P＜0.05）和回腸（P＜0.01）的絨腺比。此外，同時飼喂這2種益生菌能有效地拮抗大腸埃希菌K88對仔豬腸道上皮的損傷。

2.4 對血液生化指標和杭氧化指標的影響

閆俊書等［17］在育肥后期豬基礎(chǔ)日糧中添加枯草芽孢桿菌等生物制劑，觀察28 d，結(jié)果表明，與對照組相比，試驗組平均日增重提高了4.62%，料重比降低了6.53%，但差異均不顯著（P＞0.05）。與對照組相比，試驗組血清中甘油三酯（TG）含量極顯著降低（P＜0.01），其他血清生化指標均無顯著差異（P＞0.05）。與對照組相比，試驗組血清中胰島素（INS）和胰島素樣生長因子（IGF-Ⅰ）含量分別顯著和極顯著升高（P＜0.05；P＜0.01），血清中甲狀腺素（T3、T4）、生長激素（GH）含量雖有升高的趨勢，但差異均不顯著（P＞0.05）。

2.5 改善養(yǎng)殖環(huán)境

史慧玲等［18］研究枯草芽孢桿菌等益生菌組合對保育豬糞污氮磷減排的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，復(fù)合益生菌能夠有效提高氮、磷和粗纖維的表觀消化率，減少糞便中氮和磷含量，降低畜禽糞便對環(huán)境的污染。

3 小結(jié)

枯草芽孢桿菌抵抗力強，具有其耐酸、耐鹽、耐高溫及耐擠壓等特性，作為一種添加劑，添加到畜禽飼料中對畜禽無任何毒副作用，優(yōu)質(zhì)、高效、無污染和殘留，可改善畜禽腸內(nèi)微生態(tài)環(huán)境，增強體制，促進動物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，提高飼料轉(zhuǎn)化率，提高抗病力，但也存在著一些問題，首先從自然界分離、培養(yǎng)的枯草芽孢桿菌，受環(huán)境影響較大，活力低，持續(xù)時問短，應(yīng)用于不同動物的枯草芽孢桿菌不能針對所有動物，其次，是目前枯草芽孢桿菌價格較貴，再次，目前對枯草芽孢桿菌的作用機理還不太清楚，報道多是針對其功能和效果。在今后的生產(chǎn)和研究工作應(yīng)針對這些問題采取不同的對策，進一步篩選出適合各自需要、穩(wěn)定性好、功能強大的菌種，不斷優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本。加強對作用機理的研究，尤其是關(guān)于枯草芽孢桿菌合成消化酶，刺激機體的免疫防御、應(yīng)答，有關(guān)反應(yīng)的分子機制方面，這些機制的進一步研究將為人類更好地利用枯草芽孢桿菌創(chuàng)造理論條件。相信隨著研究的不斷深入，枯草芽孢桿菌在畜牧生產(chǎn)中將會得到更廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)生巨大的社會效益和生態(tài)效益。

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基金項目：山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系生豬產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團隊項目（SDAIT-06-022-15）；山東省現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系家禽創(chuàng)新團隊生產(chǎn)與環(huán)境控制創(chuàng)新團隊項目（SDAIT-13-011-10）；山東省現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系牛創(chuàng)新團隊項目（SDAIT-12-011-12）；山東省現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系毛皮動物創(chuàng)新團隊項目（SDAIT-18-011-15）

作者簡介：于新友（1983-），男，山東菏澤人，助理研究員，碩士，主要從事畜禽疾病診斷與防控研究.

收稿日期：（2015-12-16）