凝結(jié)芽孢桿菌(Bacillus coagulans)是近年來益生菌領(lǐng)域的*，既有乳酸菌所有的益生功能，又具備芽孢菌的耐高溫、耐胃酸和耐膽鹽等高抗逆性特征，是乳酸菌和芽孢菌的集大成者。凝結(jié)芽孢桿菌在國外研究較早，已廣泛應(yīng)用于保健、醫(yī)療、食品和畜牧等領(lǐng)域，但在我國關(guān)于凝結(jié)芽孢桿菌的研發(fā)進(jìn)展緩慢，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的少之又少。本文從凝結(jié)芽孢桿菌特性、作用機(jī)理、和動物養(yǎng)殖應(yīng)用等方面進(jìn)行簡要概述。
1.凝結(jié)芽孢桿菌的生物學(xué)特性
凝結(jié)芽孢桿菌分類學(xué)上屬于芽孢桿菌屬，細(xì)胞呈桿狀，革蘭氏陽性菌，端生芽孢，無鞭毛。分解糖類生成L-乳酸，為同型乳酸發(fā)酵菌。MAX適生長溫度為45-50℃電熱恒溫培養(yǎng)箱可提供培養(yǎng)條件，MAX適pH值為6.6-7.0。凝結(jié)芽孢桿菌不僅具有乳酸菌和雙歧桿菌的益生保健特性，還具有很強(qiáng)的抗逆性。在100℃高溫下10min存活率達(dá)到96.4%；在pH 2.0的酸性條件下，6h存活率達(dá)到48.2%；在0.9%膽鹽條件下24h存活率達(dá)78.3%，0.3%膽鹽條件下存活率達(dá)84.3%。但在低pH值條件下（pH 4.0），凝結(jié)芽孢桿菌對熱耐受性下降。
凝結(jié)芽孢桿菌可分泌抗菌肽物質(zhì)凝固素，對腸球菌、沙門氏菌、大腸桿菌和變形桿菌等常見腸道病原菌具有一定抑制作用。凝固素經(jīng)60℃處理90min，pH 4-8的條件下仍保持生物活性，且不受淀粉酶、酯酶和有機(jī)溶劑的影響。
2.凝結(jié)芽孢桿菌的作用機(jī)理
凝結(jié)芽孢桿菌并非腸道內(nèi)的固有微生物，主要通過分泌有益物質(zhì)，并與腸道其他益生菌協(xié)同作用來發(fā)揮其功效。
2.1調(diào)節(jié)動物消化道微生態(tài)平衡
凝結(jié)芽孢桿菌為兼性厭氧菌，能適應(yīng)腸道內(nèi)的低氧環(huán)境，在腸道內(nèi)定植，通過消耗游離氧，抑制需氧型有害菌的生長，同時(shí)促進(jìn)厭氧有益菌如乳酸菌、雙歧桿菌等的增殖；產(chǎn)生乳酸降低腸道pH值，并分泌抗菌肽物質(zhì)凝固素，抑制腸道有害菌，從而有效恢復(fù)并維持腸道微生態(tài)平衡，減少腸道疾病的發(fā)生。
2.2促進(jìn)動物對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收
凝結(jié)芽孢桿菌主要以四種方式促進(jìn)動物對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收：一是分泌淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收；二是降解飼料中不能被宿主消化的復(fù)雜碳水化合物，如果膠、葡聚糖、纖維素和木糖等，提高飼料利用率；三是產(chǎn)生維生素、氨基酸、短鏈脂肪酸等，強(qiáng)化腸道營養(yǎng)；四是產(chǎn)生乳酸，促進(jìn)動物對鐵、磷、鈣等礦物鹽及維生素D等脂溶性營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。
2.3提高動物免疫力和抗病能力
研究表明，凝結(jié)芽孢桿菌可增強(qiáng)動物腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬能力，加強(qiáng)NK細(xì)胞活性，增加T、B淋巴細(xì)胞的數(shù)量，提高體液免疫和細(xì)胞免疫水平。凝結(jié)芽孢桿菌還能活化腸道黏膜內(nèi)相關(guān)淋巴組織，使分泌型IgA生物合成增加，提高消化道黏膜免疫功能。因此，通過飼喂凝結(jié)芽孢桿菌，可提高動物免疫力和抗病能力。
3.凝結(jié)芽孢桿菌在動物養(yǎng)殖中的應(yīng)用
3.1在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用
凝結(jié)芽孢桿菌添加劑能減少動物腸道疾病的發(fā)生，提高動物免疫和抗病能力，被廣泛應(yīng)用到豬、牛、雞、鴨等畜禽飼料中。研究表明，在斷奶仔豬的基礎(chǔ)日糧中添加0.05%凝結(jié)芽孢桿菌，增重明顯高于空白對照組，飼料轉(zhuǎn)化率比對照組提高8.96%，腹瀉率顯著降低，糞便中乳酸菌和雙歧桿菌明顯增加，大腸桿菌明顯降低。研究證實(shí)在生長育肥豬飼料中添加凝結(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，飼養(yǎng)效果與抗菌藥痢菌凈沒有顯著差異。發(fā)現(xiàn)，在牛等反芻動物飼料中添加凝結(jié)芽孢桿菌，不僅能提高纖維素類飼料利用率，還能預(yù)防反芻動物疾病，縮短存欄時(shí)間。
證實(shí)凝結(jié)芽孢桿菌能提高肉用仔雞的飼料轉(zhuǎn)化率，使空腸中乳酸桿菌等有益菌數(shù)量增加，大腸桿菌等有害菌數(shù)量減少，調(diào)節(jié)腸道微生物的菌群平衡。在產(chǎn)蛋鴨飼料中添加150mg/kg凝結(jié)芽孢桿菌制劑（8.0×109CFU/g），可提高蛋鴨產(chǎn)蛋率、日產(chǎn)蛋量、平均蛋重和飼料轉(zhuǎn)化率，降低蛋鴨采食量，并改善蛋黃顏色和提高蛋白含量，蛋品質(zhì)得到改善。
3.2在水產(chǎn)動物養(yǎng)殖中的應(yīng)用
凝結(jié)芽孢桿菌不僅產(chǎn)生蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等多種酶類，還高產(chǎn)乳酸等有機(jī)酸類，應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖，可促進(jìn)動物消化吸收，提高動物免疫和抗病能力，降低餌料系數(shù)，凈化養(yǎng)殖環(huán)境等。研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加1.0×1011CFU/kg飼料的凝結(jié)芽孢桿菌能顯著提高奧尼羅非魚的胃、肝胰臟和腸道蛋白酶活性（P＜0.05），飼料表觀消化率、蛋白質(zhì)消化率、相對增重率和蛋白質(zhì)效率均顯著高于對照組（P＜0.05），顯著促進(jìn)飼料營養(yǎng)物質(zhì)的利用和奧尼羅非魚的生長。在團(tuán)頭魴飼料中添加1g/kg凝結(jié)芽孢桿菌制劑（1.0×1010CFU/g）和200mg/kg酵母核苷酸，特定生長率、蛋白質(zhì)效率、腸絨毛高度、腸道凝結(jié)芽孢桿菌數(shù)量、蛋白酶和淀粉酶活力均有顯著提高，飼料系數(shù)和腸道大腸埃希菌數(shù)量均有顯著降低，結(jié)果表明凝結(jié)芽孢桿菌與酵母核苷酸能協(xié)同促進(jìn)團(tuán)頭魴的生長和腸道功能。在對蝦餌料中添加凝結(jié)芽孢桿菌，其總消化率和蛋白質(zhì)消化率較對照組分別提高了5.07%和1.24%（P＜0.05）。
4.影響飼用凝結(jié)芽孢桿菌使用效果的因素
4.1有效活菌數(shù)
針對不同養(yǎng)殖動物及不同飼用階段，凝結(jié)芽孢桿菌添加量不同。凝結(jié)芽孢桿菌的作用功效與其有效活菌數(shù)密切相關(guān)，若數(shù)量不足，在腸道內(nèi)無法形成優(yōu)勢菌群，則難以發(fā)揮益生作用。要獲得MAX妙的飼用效果，飼料中凝結(jié)芽孢桿菌需要達(dá)到一定量。
凝結(jié)芽孢桿菌添加劑的水分含量對存活率影響顯著。水分含量越高，保存時(shí)間越長，則活菌數(shù)降低速度越快，影響使用效果。因此，要將凝結(jié)芽孢桿菌添加劑的水分含量控制在10%以下，保存期可達(dá)2年。
4.2動物生理?xiàng)l件
動物年齡及健康狀況會直接影響凝結(jié)芽孢桿菌添加劑的使用效果。對于幼齡動物，體內(nèi)酶系尚不健全，可利用凝結(jié)芽孢桿菌分泌的多種酶，提高飼料中營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用率。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)動物處于應(yīng)激狀態(tài)或發(fā)生腸道疾病時(shí)，添加凝結(jié)芽孢桿菌有助于恢復(fù)腸道微生態(tài)平衡，能起到良好的輔助治療效果。
4.3添加時(shí)間及使用方式
凝結(jié)芽孢桿菌的添加時(shí)間和使用方式不同，效果也不同。例如用于促進(jìn)動物生長，需從斷奶直至出欄上市連續(xù)添加使用；用于防治新生仔豬腹瀉，需在產(chǎn)前1周添加到母豬飼料中。一般而言，拌料飼喂的效果好于飲水。
4.4其他因素
飼料中抗生素藥物、抗氧化劑及防霉劑等添加劑會部分影響凝結(jié)芽孢桿菌活性。以抗生素為例，高濃度的抗生素肯定能殺滅凝結(jié)芽孢桿菌。通過抗生素敏感性試驗(yàn)，確定凝結(jié)芽孢桿菌對各類抗生素的耐受濃度。在耐受濃度范圍內(nèi)，凝結(jié)芽孢桿菌活性將不受影響?？偟膩碚f，凝結(jié)芽孢桿菌因具備芽孢菌的抗逆性能，對常用抗生素具有優(yōu)良的耐受性能，可與飼用藥物添加劑在合理濃度下合用，其功效發(fā)揮幾乎不受太大影響。
凝結(jié)芽孢桿菌的*性能決定其必將成為飼料級微生物添加劑的新寵。但對凝結(jié)芽孢桿菌，我們研究的深度還不夠，大量課題急需突破，主要集中在其高密度發(fā)酵技術(shù)、工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)踐及新產(chǎn)品開發(fā)與養(yǎng)殖應(yīng)用試驗(yàn)等方面。隨著凝結(jié)芽孢桿菌成為廣大科研單位和企業(yè)的研究熱點(diǎn)，其必將在未來的益生菌領(lǐng)域扮演更加重要的角色，發(fā)揮更加關(guān)鍵的腸道益生功能。
