枯草芽孢桿菌在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

曹 陽

（河南省畜牧獸醫(yī)服務(wù)中心，河南鄭州 450008）

隨著飼料端“禁抗”以及養(yǎng)殖端“減抗、限抗”的大限臨近，研究開發(fā)應(yīng)用于養(yǎng)殖業(yè)中的綠色飼料添加劑迫在眉睫?？莶菅挎邨U菌是我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公布的可直接飼喂動(dòng)物且允許使用的16 種飼料級(jí)益生菌菌種之一?？莶菅挎邨U菌是一種好氧型革蘭氏陽性（G+）益生菌，具有無致病性、對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)及不易產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)良特性，作為綠色添加劑被廣泛應(yīng)用于飼用微生態(tài)制劑?？莶菅挎邨U菌可分泌多種生物活性因子，這些因子可有效改善機(jī)體對(duì)養(yǎng)分的消化利用率、腸道微生態(tài)平衡和機(jī)體免疫性能[1-2]。前人研究表明，枯草芽孢桿菌可以有效改善豬群的生長（生產(chǎn)）性能[3]、營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率[4]、腸道微生態(tài)平衡[5]、免疫性能[6]以及豬肉品質(zhì)[7]。本文就枯草芽孢桿菌的生物學(xué)特性作簡(jiǎn)要分析，重點(diǎn)論述枯草芽孢桿菌在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用，進(jìn)而為枯草芽孢桿菌更好地應(yīng)用于養(yǎng)豬生產(chǎn)中提供理論依據(jù)和參考，旨在促進(jìn)養(yǎng)豬業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色以及高效的發(fā)展。

1 枯草芽孢桿菌的生物學(xué)特性

從生物學(xué)形態(tài)來看，枯草芽孢桿菌細(xì)胞呈直桿狀，單個(gè)枯草芽孢桿菌的長度多為2～3 μm，顏色均勻，在平板上生長的菌落呈現(xiàn)出透明和黃色，且比較粗糙，枯草芽孢桿菌的形態(tài)特征充分展現(xiàn)了芽孢桿菌的典型特征[8]。芽孢桿菌在動(dòng)物上應(yīng)用主要依賴其在腸道或環(huán)境中繁殖分泌消化酶、維生素或抑菌物質(zhì)從而達(dá)到益生功能[9]。梁晶晶等[9]研究表明，解淀粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌的硝酸鹽還原、丙酸鹽利用等簡(jiǎn)單生理指標(biāo)無顯著差異，在28℃時(shí)（4 h 內(nèi)即進(jìn)入對(duì)數(shù)生長）枯草芽孢桿菌的生長性能優(yōu)于15℃（24 h 后才進(jìn)入對(duì)數(shù)生長），解淀粉芽孢桿菌的產(chǎn)酶能力（蛋白酶以及淀粉酶）最強(qiáng)，且解淀粉芽孢桿菌與枯草芽孢桿菌的生理生化指標(biāo)非常相近?？莶菅挎邨U菌具有良好的耐高溫、耐酸性和耐膽鹽能力，具備良好的飼料學(xué)特性[10]。楊鋒等[10]報(bào)道，枯草芽孢桿菌在34 h 時(shí)菌體濃度達(dá)到最大值，在pH 值為2 的環(huán)境下生存6 h 的成活率大于76%，90℃處理10 min 后仍具有很高的成活率（約為80%），表明其具有良好的耐高溫能力和環(huán)境適應(yīng)能力?？莶菅挎邨U菌在生長代謝過程中會(huì)產(chǎn)生很多種類的抑菌活性物質(zhì)，這些抑菌物質(zhì)的產(chǎn)生是枯草芽孢桿菌表現(xiàn)較高抑菌活性和較廣抑菌譜的重要原因之一[11-12]。有研究指出，枯草芽孢桿菌具有增強(qiáng)小鼠多項(xiàng)免疫指標(biāo)的能力，并且具有較強(qiáng)的抑制小鼠Hela 細(xì)胞的能力[13]。

2 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

2.1 改善豬群的生長（生產(chǎn)）性能 枯草芽孢桿菌可通過維持腸道完整性、提高腸道抗氧化能力和腸黏膜屏障功能等維護(hù)腸道健康、促進(jìn)動(dòng)物生長發(fā)育、提高生產(chǎn)性能[14-16]。Liu 等[3]在杜× 長× 大斷奶仔豬基礎(chǔ)日糧中添加500 mg/kg 的益生菌（枯草芽孢桿菌和屎腸球菌）進(jìn)行28 d 飼養(yǎng)，斷奶仔豬的平均日增重（ADG）較基礎(chǔ)日糧組相比顯著增加。Lan 等[17]報(bào)道，日糧中添加枯草芽孢桿菌顯著提高了斷奶仔豬22～42 d 的ADG。Meng 等[18]在育肥豬日糧中添加0.2%的枯草芽孢桿菌進(jìn)行10 周試驗(yàn)，結(jié)果表明，枯草芽孢桿菌組育肥豬在0～5 周及5～10 周的ADG 和飼料轉(zhuǎn)化率分別得到了顯著或極顯著增加。Kritas 等[19]研究表明，在妊娠母豬日糧中添加3×105CFU/g 的枯草芽孢桿菌可以顯著改善母豬在泌乳期的體況、顯著減少泌乳期的體重?fù)p失以及斷奶發(fā)情間隔，顯著提高了初生仔豬數(shù)、斷奶仔豬數(shù)、斷奶體重以及仔豬的ADG。

上述研究表明，枯草芽孢桿菌能顯著提高斷奶仔豬、育肥豬和母豬的生產(chǎn)性能，但在養(yǎng)豬生產(chǎn)中各階段的適宜添加劑量尚無定論，需進(jìn)行深入研究。

2.2 提高養(yǎng)分消化利用率 枯草芽孢桿菌在腸道中能夠產(chǎn)生乙酸、丙酸和丁酸等揮發(fā)性脂肪酸，降低腸道pH[20]，一方面可抑制病原菌生長，為有益菌的增殖創(chuàng)造有利條件；另一方面有益于動(dòng)物（尤其幼齡動(dòng)物）對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，提高飼料養(yǎng)分利用率[21]。Liu 等[3]報(bào)道，在斷奶仔豬日糧中添加500 mg/kg 枯草芽孢桿菌和屎腸球菌混合物能顯著提高營養(yǎng)素的表觀消化率。Noh 等[22]研究結(jié)果表明，仔豬日糧中添加5%的枯草芽孢桿菌有助于提高營養(yǎng)物質(zhì)消化率。也有研究表明，仔豬日糧中補(bǔ)充枯草芽孢桿菌可以顯著改善干物質(zhì)、氮素和總能的總表觀消化率[17]。Blavi 等[4]在生長豬日糧中添加2 種枯草芽孢桿菌（解淀粉芽孢桿菌或枯草芽孢桿菌），結(jié)果表明，飼喂枯草芽孢桿菌的生長閹豬其粗蛋白質(zhì)以及總能的表觀消化率得到改善。Lan 等[5]研究報(bào)道，在育肥豬日糧中添加地衣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌復(fù)合物（1∶1）后顯著提高了干物質(zhì)以及第12 周的氮素消化率。Wang 等[23]報(bào)道，15%FMF（枯草芽孢桿菌發(fā)酵飼料）可以顯著提高母豬干物質(zhì)、總能以及總磷的表觀消化率。

以上研究表明，在日糧中添加枯草芽孢桿菌能顯著提高仔豬、生長育肥豬、母豬的干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、總能等的表觀消化率，但關(guān)于枯草芽孢桿菌提高養(yǎng)分消化利用率的機(jī)制還需深入探討。

2.3 改善免疫性能 研究證實(shí)，枯草芽孢桿菌可作用于腸道集合淋巴結(jié)的抗原結(jié)合位點(diǎn)，促進(jìn)腸道相關(guān)淋巴組織生長，促使T、B 淋巴細(xì)胞數(shù)量增多，發(fā)揮免疫佐劑作用，使黏膜表面分泌型IgA 和血液中免疫球蛋白抗體分泌增加，增強(qiáng)動(dòng)物的免疫機(jī)能[15-16,24-25]。祝天龍等[26]在杜×長×大斷奶仔豬日糧中添加1%的枯草芽孢桿菌，試驗(yàn)30 d 后發(fā)現(xiàn)斷奶仔豬血清中IgA、IgG、C3、C4 水平極顯著提高，并且腹瀉率和死亡率極顯著降低；張雙翔等[6]在仔豬日糧中添加枯草芽孢桿菌和乳酸菌以及酵母菌的混合益生菌（有效菌含量高于3.0×109CFU/mL），試驗(yàn)21 d 后發(fā)現(xiàn)益生菌組仔豬的脾臟指數(shù)、白細(xì)胞數(shù)、粒細(xì)胞比率、粒細(xì)胞數(shù)等顯著增加；Upadhaya 等[27]在斷奶仔豬日糧中添加1×1011CFU/mL 枯草芽孢桿菌，發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌組仔豬血清中紅細(xì)胞（RBC）、IgG和IgM 水平提高。也有研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)仔豬進(jìn)行枯草芽孢桿菌免疫后可以顯著提高IgG 的滴度和血清中的中和抗體，同時(shí)可以有效誘導(dǎo)樹突狀細(xì)胞（DC）的免疫應(yīng)答[28]；對(duì)仔豬進(jìn)行枯草芽孢桿菌滴鼻可以有效促進(jìn)DC的成熟，提高機(jī)體抵抗病原微生物的能力[29]?？莶菅挎邨U菌也可提高母豬血清中免疫因子水平進(jìn)而改善免疫性能；Wang 等[23]研究發(fā)現(xiàn)，給母豬飼喂15% 經(jīng)枯草芽孢桿菌發(fā)酵后的飼料可以顯著提高血清中IgA 水平。

以上研究表明，枯草芽孢桿菌能顯著提高仔豬、母豬的免疫機(jī)能。但目前關(guān)于枯草芽孢桿菌對(duì)育肥豬免疫機(jī)能影響方面的研究較少；同時(shí)，枯草芽孢桿菌在分子生物學(xué)水平改善豬群免疫性能的作用機(jī)制有待深入研究。2.4 調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡 枯草芽孢桿菌以孢子狀態(tài)進(jìn)入動(dòng)物消化道后，迅速由休眠狀態(tài)復(fù)活，并在短時(shí)間內(nèi)大量繁殖成高含菌量的優(yōu)勢(shì)種群，可消耗大量的游離氧，創(chuàng)造一個(gè)有利于有益厭氧菌生長的微環(huán)境，促進(jìn)腸道內(nèi)乳酸桿菌、雙歧桿菌和酪酸菌等增殖；導(dǎo)致大腸桿菌和沙門氏菌等好氧致病菌的生長繁殖因缺氧而受到抑制[30-32]。已有研究表明，枯草芽孢桿菌可提高仔豬的腸道屏障功能[33]。Lu 等[34]研究發(fā)現(xiàn)，給仔豬飼喂枯草芽孢桿菌和屎腸球菌混合物可顯著增加仔豬糞便中乙酸和丙酸含量，對(duì)腸道形態(tài)具有很好的改善作用。He等[35]研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組仔豬相比，飼喂枯草芽孢桿菌液體飼料仔豬腸道真菌多樣性增加、厚壁菌門增加。Liu 等[36]報(bào)道，給育肥豬飼喂10%經(jīng)枯草芽孢桿菌發(fā)酵的玉米麩日糧（FCB）21 d 后，與對(duì)照組相比，F(xiàn)CB 組豬的腸道中細(xì)菌群落降低；Lan 等[5]研究發(fā)現(xiàn)在日糧中添加1∶1 混合的地衣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌復(fù)合物可以顯著增加育肥豬糞便中有益菌乳酸桿菌含量。韓麗等[37]研究表明，與對(duì)照組相比，圍產(chǎn)期大白母豬（妊娠85 d）基礎(chǔ)日糧中添加250 g/t 的枯草芽孢桿菌組母豬在產(chǎn)后第7 天時(shí)糞便中乳酸桿菌數(shù)量顯著增加、乳酸桿菌/大腸桿菌比值顯著增加、厚壁菌數(shù)量顯著增加，表明飼喂枯草芽孢桿菌后可通過增加母豬腸道有益菌的數(shù)量來改善其腸道微生態(tài)。

上述研究表明，枯草芽孢桿菌能改善豬的腸道菌群環(huán)境，進(jìn)而調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡。

2.5 改善肉品質(zhì) 一些研究證實(shí)，日糧中添加枯草芽孢桿菌有助于豬肉品質(zhì)的改善。Cheng 等[7]研究發(fā)現(xiàn)，與基礎(chǔ)日糧組相比，日糧中添加1 g/kg 益生菌制劑（地衣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌）組育肥豬屠宰后48 h 的背最長肌滴水損失以及烹煮損失顯著降低，同時(shí)降低了臀肌中丙二醛（MDA）含量，表明飼喂枯草芽孢桿菌有助于提高肌肉的保水能力。Meng 等[18]報(bào)道，在生長育肥豬日糧中添加0.2%的枯草芽孢桿菌可以顯著增加豬肉的肉色評(píng)分、大理石花紋評(píng)分以及紅度值。彭俊平等[38]研究表明，在杜×長×大育肥豬日糧中飼喂20、40、80 g/t 枯草芽孢桿菌復(fù)合制劑可以提高肉色評(píng)分，改善肉色；并且提高了pH1h和pH24h，綜合來看，日糧中添加20 g/t 復(fù)合制劑有利于肉品質(zhì)的改善以及效益的提高。

以上研究表明，飼糧中添加枯草芽孢桿菌能夠提高豬的屠宰性能，改善豬肉品質(zhì)，但是其改善肉品質(zhì)的機(jī)制還需深入探討。

3 小 結(jié)

綜上所述，枯草芽孢桿菌以其優(yōu)良的生物學(xué)功能應(yīng)用于養(yǎng)豬生產(chǎn)中，能夠提高養(yǎng)豬生產(chǎn)的綜合效益。但枯草芽孢桿菌在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的使用仍然存在一些挑戰(zhàn)：一是對(duì)枯草芽孢桿菌作用機(jī)理的研究尚不夠深入，枯草芽孢桿菌與其他添加劑的互作和配伍研究鮮有報(bào)道；二是枯草芽孢桿菌的添加劑量尚無統(tǒng)一定論；三是枯草芽孢桿菌在育肥豬群免疫方面的研究相對(duì)較少；四是枯草芽孢桿菌對(duì)改善豬肉品質(zhì)方面的作用機(jī)理研究較少。無抗養(yǎng)殖是全球畜牧業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，隨著對(duì)枯草芽孢桿菌作用機(jī)理研究的持續(xù)推進(jìn)及其功能的不斷強(qiáng)化，其在未來養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用前景將更廣闊。