斷奶仔豬飼料應用凝結芽孢桿菌的研究進展

胡小波，白華毅，柳成東，袁明鳳，余冬友，劉興能，夏濤，劉元述，李云輝，程志斌*

（1.云南農業(yè)大學，昆明 650201；2.云南快大多畜牧科技有限公司，云南 玉溪 650201；3.昆明三正生物科技（集團）有限公司，昆明 650201；4.云南省西雙版納州勐臘縣農業(yè)和科技局，云南 勐臘 666300）

斷奶仔豬飼料應用凝結芽孢桿菌的研究進展

胡小波1，白華毅1，柳成東1，袁明鳳2，余冬友1，劉興能1，夏濤1，劉元述3，李云輝4，程志斌1*

（1.云南農業(yè)大學，昆明 650201；2.云南快大多畜牧科技有限公司，云南 玉溪 650201；3.昆明三正生物科技（集團）有限公司，昆明 650201；4.云南省西雙版納州勐臘縣農業(yè)和科技局，云南 勐臘 666300）

凝結芽孢桿菌能夠抑制腸道致病菌，維持腸道菌群平衡，促進營養(yǎng)物質消化，降低動物腹瀉，是一種新型飼用益生菌。凝結芽孢桿菌具有良好的抗逆性，其芽孢耐高溫、耐酸和耐膽鹽等。因此，近年來飼用凝結芽孢桿菌在斷奶仔豬飼料中應用的報道逐漸增多，倍受關注。文章就凝結芽孢桿菌的生物學特性、益生機理及其在斷奶仔豬飼料中的應用效果與展望作以綜述。

凝結芽孢桿菌；斷奶仔豬；飼料

近年來我國養(yǎng)豬業(yè)“減抗、替抗”的步伐日益加快，研發(fā)與推廣替代抗生素及化學合成藥物的安全高效飼料添加劑，以保障豬、尤其是幼齡仔豬良好的生產(chǎn)性能，已成為飼料工業(yè)與養(yǎng)豬業(yè)的熱點之一[1-3]。大量研究表明，將單一飼用微生態(tài)制劑及復合產(chǎn)品添加到仔豬日糧，具有減少和替代飼用抗生素的作用[4-9]。我國農業(yè)部2013年12月30日將凝結芽孢桿菌（Bacillus coagulans）正式列入《飼料添加劑品種目錄（2013）》。作為一種新型飼用微生態(tài)制劑，飼用凝結芽孢桿菌在斷奶仔豬日糧中應用研究已有一些報道，但仍不系統(tǒng)、不深入[6-9]。因此，本文對飼用凝結芽孢桿菌在斷奶仔豬飼料的應用研究進展作以綜述，以促進這一新型飼用微生態(tài)制劑的進一步研發(fā)與推廣。

1 凝結芽孢桿菌及其生物學特性

凝結芽孢桿菌屬厚壁菌門、革蘭氏陽性、兼性厭氧菌。凝結芽孢桿菌在30～55℃條件下均可生長，其最適合生長溫度為37～45℃，最適宜生長pH為6.6～7.0，大部分畜禽腸道適合其生長[10-11]。

凝結芽孢桿菌能利用小分子糖類產(chǎn)生L（+）-乳酸，因此屬于乳酸菌類有益菌，具有乳酸桿菌、雙歧桿菌等腸道主要有益菌的相似益生功能[11]。而且與乳酸桿菌、雙歧桿菌等腸道菌相比，芽孢體形式的商品飼用凝結芽孢桿菌產(chǎn)品，具有良好的抗逆性，能夠滿足仔豬等畜禽顆粒飼料的加工需求[7,12]。凝結芽孢桿菌芽孢體對低pH環(huán)境具有很強的耐受性，以芽孢體形式進入動物腸胃的商品凝結芽孢桿菌，在胃部芽孢體開始萌發(fā)，至小腸后芽孢體便徹底轉變?yōu)闋I養(yǎng)體細胞，并迅速繁殖，發(fā)揮腸道益生功能[8,13]。此外，商品飼用凝結芽孢桿菌穩(wěn)定性高，具有長期存貯的優(yōu)勢。

2 飼用凝結芽孢桿菌的益生機理

2.1 抑菌作用

凝結芽孢桿菌體外抑菌實驗已有報道。李剛等、姚曉紅等、趙鈺等和王磊等采用牛津杯法實驗表明，凝結芽孢桿菌體外強效抑制致病大腸桿菌[14-17]。趙鈺等研究表明，凝結芽孢桿菌對沙門氏菌有一定抑制作用[16]。李剛等和趙鈺等研究表明，凝結芽孢桿菌能夠有效抑制腐敗希瓦氏菌和銅綠假單胞菌[14,16]。此外，周映華等和高書鋒等開展仔豬飼喂凝結芽孢桿菌的飼養(yǎng)試驗也表明，飼喂凝結芽孢桿菌能夠顯著降低斷奶仔豬糞便中的致病大腸桿菌數(shù)量（P＜0.05）[7,9]。

但凝結芽孢桿菌抑菌的確切機理不明。大量研究推測凝結芽孢桿菌的抑菌機理主要有3種：凝結芽孢桿菌在腸道內增殖、增生過程產(chǎn)生一定量的乳酸，乳酸具有直接殺菌作用；凝結芽孢桿菌產(chǎn)生的乳酸降低腸道環(huán)境pH，間接抑制有害菌的滋生；凝結芽孢桿菌增殖分泌一種抗菌肽——凝結素[11,18-19]。

2.2 促營養(yǎng)消化吸收作用

劉轉等、孫娜新等、孟長紀等和杜志琳等研究均表明，凝結芽孢桿菌增殖、增生過程能夠分泌多種酶，其中與動物腸道消化有關的酶系包括蛋白酶、淀粉酶及多種非淀粉多糖酶[20-23]。據(jù)此，大量綜述推測，商品飼用凝結芽孢桿菌進入畜禽腸道后產(chǎn)生一定量的消化酶，補充腸道內源酶的不足，有利于斷奶仔豬對高能高蛋白質仔豬料的營養(yǎng)物質消化與吸收。然而，目前還缺乏在斷奶仔豬上的消化率試驗數(shù)據(jù)及酶活測定數(shù)據(jù)佐證。

2.3 提高免疫力作用

飼用凝結芽孢桿菌可以提高斷奶仔豬免疫功能。翟振亞等研究了飼用凝結芽孢桿菌及二甲酸鉀對斷奶豬血清IgA、IgG、IgM含量的影響，結果表明，與含抗生素的對照組相比，飼喂凝結芽孢桿菌的試驗組仔豬與對照組差異不顯著（P＞0.05）[24]。范毅等研究表明，凝結芽孢桿菌能夠提高7 kg斷奶仔豬的血清TNF-α含量，但對IgA、IL-1、IL-6等3個免疫指標無顯著影響[25]。鑒于飼用凝結芽孢桿菌對于改善斷奶仔豬生產(chǎn)性能的良好作用效果，這一領域的研究工作有待深入發(fā)掘。

3 飼用凝結芽孢桿菌在斷奶仔豬飼料中應用效果

3.1 飼用凝結芽孢桿菌對斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響

周映華等研究了無抗日糧中添加飼用凝結芽孢桿菌（5×106、1×107cfu·g-1）對8 kg斷奶仔豬生長性能的影響，試驗結果表明，與對照組（無抗生素）相比，添加飼用凝結芽孢桿菌5×106cfu·g-1的試驗組仔豬，平均日增重提高18.8%（P＜0.05）、料肉比下降了9.0%（P＜0.05）、腹瀉率降低了66.5%（P＜0.05）；且日糧添加凝結芽孢桿菌5×106cfu·g-1的試驗仔豬生長性能優(yōu)于1×107cfu·g-1的高劑量添加組[7]。高書鋒等研究了3個劑量（5×106、7.5×106、1×107cfu·g-1）凝結芽孢桿菌對28日齡斷奶仔豬（7 kg）生長性能的影響，結果表明，與負對照組（無抗生素）相比，日糧添加飼用凝結芽孢桿菌7.5×106cfu·g-1、且不含抗生素的試驗組仔豬，平均日增重提高18.0%（P＜0.05）、平均日采食量提高1.5%（P＜0.05）、料肉比降低了5.6%（P＜0.05）、腹瀉率降低86.2%（P＜0.05）；且添加飼用凝結芽孢桿菌7.5×106cfu·g-1的應用效果優(yōu)于5×106、1×107cfu·g-1的劑量組；進一步與正對照組（金霉素50 mg·kg-1）相比，日糧添加飼用凝結芽孢桿菌7.5×106cfu·g-1、且不含抗生素的試驗組仔豬，平均日增重提高了13.4%（P＜0.05）、平均日采食量提高了10.2%（P＜0.05）、料肉比降低了4.6%（P＜0.05）、腹瀉率降低了71.2%（P＜0.05）。同樣，添加飼用凝結芽孢桿菌7.5×106cfu·g-1的應用效果優(yōu)于5×106、1×107cfu·g-1的劑量組[9]。試驗表明，無抗日糧基礎上，添加飼用凝結芽孢桿菌5.0～7.5×106cfu·g-1綜合改善了斷奶仔豬的各項生產(chǎn)性能[7,9]。

但我國養(yǎng)豬業(yè)整體水平不高，完全“禁抗”有待逐步實現(xiàn)，尤其是當前多種飼用抗生素仍在我國飼料工業(yè)和養(yǎng)豬業(yè)中使用。王向榮等使用商業(yè)仔豬飼料配方（含多種飼用抗生素）初步探索了這一問題，該試驗選用32日齡、體重達10.6 kg斷奶的仔豬90頭分3個處理組。對照組仔豬日糧含吉他霉素、喹乙醇，且劑量均是國家標準限量添加的上限；試驗組1和試驗組2在對照組日糧基礎上，分別添加飼用凝結芽孢桿菌6.4×106、1.2×107cfu·g-1，同時將吉他霉素、硫酸粘桿菌素、喹乙醇的添加量均減半；該飼養(yǎng)試驗周期35 d，結果表明，仔豬日增重、日采食量、料肉比、腹瀉率等主要生長性能指標，3個處理組之間差異不顯著；且大部分血液理化指標、仔豬糞便微生物指標等，3個處理組之間也無顯著差異（P＞0.05）[26]。結果表明，飼用凝結芽孢桿菌能夠與商業(yè)仔豬飼料配方中的多種常見抗生素、抑菌藥物組合使用，十分適合當前我國飼料工業(yè)與養(yǎng)豬業(yè)的實際商業(yè)情況，即在斷奶仔豬料中能夠實現(xiàn)“減抗”，且不影響仔豬生長性能；與多種、高劑量飼用抗生素組合的成熟方案相比，添加飼用凝結芽孢桿菌也沒能進一步提高仔豬生長性能；試驗使用斷奶日齡和體重較大的仔豬做試驗，沒有使用我國規(guī)模化豬場普遍的24～28日齡、體重約為7 kg、腹瀉高發(fā)期的斷奶仔豬做試驗。

3.2 飼用凝結芽孢桿菌對斷奶仔豬腸道菌群影響

周映華等和高書鋒等試驗均表明，在無抗日糧基礎上添加凝結芽孢桿菌的試驗仔豬，與對照組（不含抗生素）相比，糞便中的致病大腸桿菌數(shù)量顯著降低，同時有益乳酸菌與雙歧桿菌數(shù)量顯著提高[7,9]。進一步分析，王向榮等試驗表明，基礎日糧中如果含有抗生素（硫酸粘桿菌素、喹乙醇及吉他霉素組合使用），飼喂凝結芽孢桿菌的試驗組仔豬糞便中的大腸桿菌、乳酸菌及雙歧桿菌的數(shù)量，與對照組差異均不顯著（P＞0.05）[26]。以上試驗表明，飼用凝結芽孢桿菌能夠改善和（或）維持斷奶仔豬腸道菌群平衡；以上3個試驗的不足是沒有同時采樣測定仔豬糞便和后腸道（盲腸或結腸）食糜中菌群的變化，加以相互驗證。

3.3 飼用凝結芽孢桿菌對斷奶仔豬保育舍環(huán)境的影響

斷奶仔豬保育舍保溫、通風是保障仔豬良好生產(chǎn)性能的關鍵環(huán)境因素。管理條件一般的集約化豬場，保育舍溫度較高，也不時常通風，空氣中高濃度氨、氮極易引發(fā)仔豬呼吸道疾病與腹瀉，進而影響仔豬養(yǎng)殖效益。高書鋒等研究表明，與對照組相比，日糧添加飼用凝結芽孢桿菌7.5×106cfu·g-1的仔豬糞便中氨含量顯著降低；同時空氣中氨、氮測定值也低于對照組，雖然兩組數(shù)據(jù)差異不顯著（P＞0.05）[9]。結合實驗室凝結芽孢桿菌反硝化、降解氨、氮的試驗研究表明，凝結芽孢桿菌在改善斷奶仔豬保育舍環(huán)境，乃至降低畜禽養(yǎng)殖糞尿污染領域有巨大的潛力[27-32]。當然，這也有利于實際斷奶仔豬的飼養(yǎng)管理與養(yǎng)殖生產(chǎn)，是飼料企業(yè)配方師選用優(yōu)質商品飼用凝結芽孢桿菌的評估指標之一。

4 展望

仔豬商業(yè)教槽料、保育料中應用飼用凝結芽孢桿菌的良好效果不容置疑，然而由于當前多種飼用抗生素和（或）化學合成藥物仍未完全禁用，為了保證仔豬斷奶的良好生長性能，飼用凝結芽孢桿菌與現(xiàn)有的各類抗生素的配伍急待研究與驗證，以供飼料企業(yè)廣大配方師參考，從而加快飼用凝結芽孢桿菌產(chǎn)品的市場推廣。

當前我國部分飼料添加劑企業(yè)已經(jīng)開展商業(yè)推廣凝結芽孢桿菌與酵母菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、屎腸球菌等組合的復合飼用微生態(tài)制劑產(chǎn)品，然而凝結芽孢桿菌與《飼料添加劑品種目錄》中其他飼用益生菌（33種）的確切協(xié)同效果及作用機理，缺乏科學試驗的支持，值得深入研究與探討。進一步而言，有關飼用凝結芽孢桿菌與天然植物提取物、寡糖、酶制劑等其他“替抗”產(chǎn)品的確切協(xié)同效果的研究報道幾乎沒有，急待進一步研究[33-35]。

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Research Progress on the Application of theBacillus coagulansAdditive in Weaning Piglet Feed

HU Xiaobo1,BAI Huayi1,LIU Chengdong1,YUAN Mingfeng2,YU Dongyou1,LIU Xingneng1,XIA Tao1,LIU Yuanshu3,LI Yunhui4,CHENG Zhibin1*

（1.Yunnan Agricultural University,Kunming 650201,China;2.Yunnan Kuaidaduo Animal Husbandry Technology Co.,Ltd.,Yuxi 653100,Yunnan China;3.Kunming Sanzheng Biotechnology Co.,Ltd.,Kunming 650217,China;4.Agricultural Science and Technology Bureau of Mengla County,Mengla 666300,Yunnan China）

Bacillus coagulans is a new type of probiotic bacteria feed additive because of the inhibition of intesti?nal pathogenic bacteria,the maintenance of intestinal flora balance,the improvement of the feed nutrient digestion,and the reduction of diarrhea diseases.Bacillus coagulans have a strong resistance,and the spores can be resistant to the high temperature,gastric acid,and bile salts,etc.Therefore,the application of the Bacillus coagulans additive in the feed of the weaned piglets has gradually increased in recent years.In this paper,the biological characteristics,probiotic mechanism and application effect of Bacillus coagulans in weaned piglets feed were summarized and discussed.

bacillus coagulans;weaned piglets;feed

S816.7；S828

A

1001-0084（2017）10-0031-04

2017-08-07

云南省省院省校科技合作專項（2015IB011）；昆明三正生物科技（集團）有限公司云南省創(chuàng)新型企業(yè)試點項目、昆明市科技計劃項目（昆科計字：2013-02-06-A-G-02-3053）

胡小波（1997-），男，云南曲靖人，研究方向為動物營養(yǎng)。

*通訊作者：副教授，E-mail:chengzb99@163.com。