新型微生物飼料添加劑枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌

劉永立 高文龍

(河南省焦作市佰役安生物科技有限責(zé)任公司 454971）

近些年由于抗菌藥物的廣泛不合理應(yīng)用，使動(dòng)物源細(xì)菌耐藥菌株不斷出現(xiàn)，耐藥譜不斷擴(kuò)大，耐藥菌株不斷出現(xiàn)，嚴(yán)重威脅人類(lèi)公共衛(wèi)生安全。鑒于此，國(guó)家先后發(fā)布了《遏制細(xì)菌耐藥國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃(2016-2020 年）》 《全國(guó)遏制動(dòng)物源細(xì)菌耐藥行動(dòng)計(jì)劃(2017-2020 年）》 《中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公告第194 號(hào)》 等一系列措施，不斷減少和規(guī)范獸用抗菌藥物的使用，明確到2020 年12 月31 日全面禁止含有促生長(zhǎng)類(lèi)藥物飼料添加劑(中藥類(lèi)除外）的流通。美國(guó)2009 年公布了46 種可以直接飼喂動(dòng)物的安全微生物[1]，荷蘭有50%以上的豬日糧中添加有微生態(tài)制劑[2]，我國(guó)在微生物飼料添加劑方面的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用稍滯后于畜牧養(yǎng)殖發(fā)達(dá)國(guó)家，但近年來(lái)發(fā)展相對(duì)較快，2013 年，我國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的 《飼料添加劑品種目錄(2013）》 中共列出35 種微生物可用于飼料添加劑，其中包括22 種乳酸菌、6 種芽孢桿菌、2 種酵母菌、2 種霉菌、1 種光合細(xì)菌、1 種產(chǎn)丙酸菌和1 種產(chǎn)丁酸菌。

隨著人類(lèi)生活質(zhì)量不斷提高，綠色觀念已深入人心，用益生菌研制的微生物飼料添加劑以其天然、無(wú)毒副作用、安全可靠、清潔無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)逐步成為發(fā)展綠色養(yǎng)殖和替代抗生素的主要飼料添加劑之一。本文對(duì)枯草芽孢桿菌和嗜酸乳桿菌的特性、功能及其在畜牧養(yǎng)殖中的應(yīng)用作一介紹。

1 特性

1.1 枯草芽孢桿菌

枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis）是一種需氧菌，屬于芽孢桿菌屬，細(xì)胞呈直桿狀，大小(0.8～1.2）μm× (1.5～4.0）μm，單個(gè)，能形成內(nèi)生孢子，革蘭氏染色陽(yáng)性，可產(chǎn)莢膜，能運(yùn)動(dòng)(周生鞭毛），芽孢中生或近中生，小于或等于細(xì)胞寬，呈橢圓至圓柱狀?？莶菅挎邨U菌分布廣泛，普遍存在于水、土壤和植物中，其營(yíng)養(yǎng)需求簡(jiǎn)單，生長(zhǎng)繁殖較快、能耐受飼料加工過(guò)程中溫度、壓力、酸堿的變化，存活率較高，且在飼料貯存過(guò)程中不會(huì)消耗飼料的營(yíng)養(yǎng)成分，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性和抗逆能力極強(qiáng)，便于長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存，在畜牧養(yǎng)殖中被廣泛應(yīng)用。

1.2 嗜酸乳桿菌

嗜酸乳桿菌 (Lactobacillus acidop Hilus）屬于乳桿菌屬(Lactobacillus），兼性厭氧菌，革蘭氏染色陽(yáng)性，細(xì)長(zhǎng)桿狀，以單個(gè)、成對(duì)或短鏈形式存在，不產(chǎn)芽孢，無(wú)鞭毛，不產(chǎn)生細(xì)胞色素，最適生長(zhǎng)溫度為35～38℃，最適pH 為5.5～6.0。嗜酸乳桿菌耐膽鹽、耐酸、不耐熱，對(duì)細(xì)胞具有很好的粘附性，營(yíng)養(yǎng)要求復(fù)雜，能利用單糖和寡糖進(jìn)行同型發(fā)酵，不能分解淀粉等碳水化合物，蛋白質(zhì)分解能力弱，只能利用一些蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物。嗜酸乳桿菌主要棲息于人與動(dòng)物的胃和腸道，以及人的口腔和陰道中，是腸道中的主要益生菌之一。

2 功能

2.1 增強(qiáng)動(dòng)物免疫力

芽孢桿菌通過(guò)分泌活性抗菌物質(zhì)，活化腸黏膜內(nèi)的相關(guān)淋巴組織，起到免疫增強(qiáng)作用，其表面抗原或代謝產(chǎn)物還可以刺激粒細(xì)胞的吞噬活動(dòng)來(lái)充當(dāng)免疫源，提高機(jī)體抗病力，李鑫等[3]研究表明，枯草芽孢桿菌能有效減少肉雞產(chǎn)氣莢膜梭菌的感染；乳桿菌、芽孢桿菌通過(guò)提高血清中酶活性和抗體水平的作用，增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體非特異性免疫水平，乳酸菌還可以促進(jìn)纖維素降解菌的生長(zhǎng)，促進(jìn)宿主免疫器官發(fā)育成熟。

2.2 改善腸道微環(huán)境，維持腸道菌群平衡

乳酸桿菌可通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)腸道定居位置、代謝產(chǎn)生有機(jī)酸，降低腸道pH 等抑制和殺滅大腸埃希氏菌和沙門(mén)氏菌等致病菌。芽孢桿菌能利用動(dòng)物腸道中的氧氣制造出適合厭氧菌生長(zhǎng)的厭氧環(huán)境，有利于嗜酸乳桿菌等有益菌的生長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)一些致病菌的生長(zhǎng)起到顯著抑制作用，達(dá)到殺滅有害菌，改善腸道微環(huán)境，維持腸道菌群平衡的作用。

2.3 提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高飼料利用率

乳酸桿菌生長(zhǎng)代謝可能造成酸性環(huán)境，促進(jìn)VD、鈣及鐵的吸收。芽孢桿菌在動(dòng)物腸道內(nèi)生長(zhǎng)繁殖能產(chǎn)生多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如維生素、氨基酸等，促進(jìn)動(dòng)物機(jī)體物質(zhì)代謝，促進(jìn)機(jī)體對(duì)微量元素鈣、磷、鐵等的利用和VD的吸收。乳酸桿菌、芽孢桿菌具有很強(qiáng)的淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶活性，可以提高飼料轉(zhuǎn)化率，促進(jìn)動(dòng)物增重。

2.4 防止有毒物質(zhì)的積累，改善畜牧養(yǎng)殖環(huán)境

畜禽在養(yǎng)殖過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氨、硫化氫、吲哚、組胺、酚等有害物質(zhì)，形成大量惡臭氣體，給養(yǎng)殖場(chǎng)及周?chē)諝庠斐蓢?yán)重污染?？莶菅挎邨U菌可在大腸中產(chǎn)生氨基轉(zhuǎn)移酶、氨基氧化酶和分解硫化物的酶，氧化臭源吲哚化合物，氧化硫化物形成無(wú)臭無(wú)毒的物質(zhì)，大大減少氨、硫化物等有害氣體的產(chǎn)生，降低糞便臭味，凈化養(yǎng)殖環(huán)境。此外，乳酸菌產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物(過(guò)氧化氫、丁二酮、氨及脂肪酸）和抗微生物蛋白(細(xì)菌素），能有效抑制一些病原微生物在動(dòng)物腸道內(nèi)的生長(zhǎng)繁殖，減少向環(huán)境釋放病原的機(jī)會(huì)，大大改善畜牧業(yè)養(yǎng)殖環(huán)境，促使畜牧業(yè)健康發(fā)展。

2.5 減少畜產(chǎn)品中抗生素殘留

乳酸桿菌和芽孢桿菌的使用能提高動(dòng)物免疫力，減少動(dòng)物發(fā)病率，大大降低抗菌藥物的使用，降低動(dòng)物源細(xì)菌對(duì)抗菌藥物的耐藥率，減少畜產(chǎn)品中抗菌藥物的殘留，提高養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，提升畜產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)公共衛(wèi)生安全。

3 畜牧養(yǎng)殖中的應(yīng)用

3.1 提高畜禽生產(chǎn)性能

枯草芽孢桿菌和嗜酸乳桿菌能顯著提高飼料利用率，提高生產(chǎn)性能，降低料肉比，節(jié)約養(yǎng)殖成本。曹?chē)?guó)文等 [4]研究表明，枯草芽孢桿菌能顯著提高蛋雞產(chǎn)蛋率、肉雞日增重和奶牛產(chǎn)奶量；薛云等[5]研究表明，不同劑量的枯草芽孢桿菌制劑能有效促進(jìn)仔兔的生長(zhǎng)發(fā)育；阿布都如蘇力·艾爾肯 [6]研究發(fā)現(xiàn)，嗜酸乳桿菌發(fā)酵豆粕能顯著提高黃羽肉雞平均日增重，降低料肉比；張勇等[7]研究發(fā)現(xiàn)，嗜酸乳桿菌可以顯著提高斷奶仔豬日增重。

3.2 改善畜禽腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)腸道功能，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收

祁鳳華等[8]研究表明，嗜酸乳桿菌和枯草芽孢桿菌可以提高肉雞小腸黏膜絨毛長(zhǎng)度和絨毛長(zhǎng)度、隱窩深度值，促進(jìn)肉雞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收能力；廖珂等[9]研究發(fā)現(xiàn)，嗜酸乳桿菌培養(yǎng)物能改善仔豬腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)，提高仔豬十二指腸、回腸、空腸的絨毛高度、隱窩深度值；李軍訓(xùn)[10]等研究表明，嗜酸乳桿菌和枯草芽孢桿菌能改善腸道蠕動(dòng)，提高食糜推進(jìn)速度。

3.3 提高畜產(chǎn)品品質(zhì)

昌嬌等[11]研究發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌可吸附腸道內(nèi)的二價(jià)金屬離子，促使其與氨基酸等化合物形成螯合物，進(jìn)而被動(dòng)物機(jī)體吸收或排出體外，改善畜產(chǎn)品品質(zhì)；蔣一秀等[12]研究表明，枯草芽孢桿菌能改善如皋黃雞產(chǎn)蛋后期的雞蛋品質(zhì)；Anas等[13]研究表明，枯草芽孢桿菌可提高蛋雞產(chǎn)蛋后期的蛋殼強(qiáng)度；晏崇偉等 [14]研究表明，枯草芽孢桿菌制劑可以提高育肥豬蛋白質(zhì)含量，提升豬肉品質(zhì)。

3.4 促進(jìn)畜禽免疫器官發(fā)育，改善血液生化指標(biāo)

陳俊宏等[15]研究表明，枯草芽孢桿菌可顯著提高AA 雞的胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)，提高血清新城疫抗體和IgG 含量；祁鳳華等[16]研究表明，嗜酸乳桿菌能明顯提高肉雞小腸黏膜杯狀細(xì)胞和肥大細(xì)胞數(shù)量；李乙江等[17,18]研究表明，口蹄疫滅活病毒配合枯草芽孢桿菌免疫?？商岣吲：粑鲤つけ砻娴腟IgA水平，提高肺支氣管黏膜、鼻黏膜CD3+淋巴細(xì)胞和TLR7 的表達(dá)；王曉丹等[19]研究發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌可顯著提高仔豬血漿乳酸脫氫酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性；劉陽(yáng)等[20]研究表明，嗜酸乳桿菌可顯著提高仔豬血清IgA 和IgG 水平，改善仔豬免疫水平；廖珂[21]等研究表明，嗜酸乳桿菌可提高仔豬空腸麥芽糖酶、乳糖酶和蔗糖酶的活性，提高血清IgA 水平。

3.5 增強(qiáng)畜禽機(jī)體抗氧化能力

Rashid 等[22]研究表明，枯草芽孢桿菌能增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化性能；朱瑾等[23]研究表明，枯草芽孢桿菌能顯著增強(qiáng)肥育豬血漿抗氧化能力；彭豫東等[24]研究表明，枯草芽孢桿菌可增強(qiáng)石門(mén)土雞的抗氧化能力。

4 小結(jié)

耐藥性的產(chǎn)生對(duì)人類(lèi)健康構(gòu)成極大威脅，若耐藥性問(wèn)題得不到有效控制，到2050 年全球每年可能有一千萬(wàn)人死于耐藥細(xì)菌的感染[25]。在畜牧養(yǎng)殖方面，近幾年我國(guó)相繼發(fā)布禁令，2016 年禁止硫酸黏菌素預(yù)混劑用于動(dòng)物促生長(zhǎng)，2017 年禁止非潑羅尼用于食品動(dòng)物，2018 年停止在食品動(dòng)物中使用喹乙醇、氨苯胂酸、洛克沙胂等3 種獸藥。

枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌以其無(wú)副作用、無(wú)殘留，增強(qiáng)機(jī)體免疫力，提高飼料報(bào)酬，提升畜產(chǎn)品品質(zhì)，改善畜牧養(yǎng)殖環(huán)境，節(jié)約養(yǎng)殖成本等優(yōu)勢(shì)，必將在促進(jìn)畜牧業(yè)健康發(fā)展中發(fā)揮重要作用。