饲用枯草芽孢杆菌（纳豆菌）的研究及应用

高传庆 （山东省滨州市畜牧兽医局256600）

微生态制剂可作为抗生素的替代品应用于饲料添加剂中。其中，枯草芽孢杆菌以其抗菌性能好、良好的稳定性及对动物和人具有很好的益生作用，该菌目前受到广大研究者的青睐。 

枯草芽孢杆菌在动物养殖上在国内外得到了广泛的应用，其作用机理已经越来越明晰，其作用效果也逐步得到了确证。因而可以预见，随着包括枯草芽孢杆菌制剂等绿色安全添加剂在动物生产上的广泛使用，人们也必将享受到越来越安全的美食，将会显示出其广阔的应用前景。近年来，枯草芽孢杆菌纳豆亚种在国际上也作为对人肠道具有微生态保护作用的保健食品来开发，因此，枯草芽孢杆菌的社会意义也必将与经济意义共同双赢。

随着抗生素饲料添加剂广泛使用，人们也逐渐开始认识到抗生素添加剂带来的弊端，并呼吁开发绿色饲料添加剂替代抗生素。对畜禽产品的需求从量向质转变，从吃饱到吃好、吃健康、吃风味的转变。这种消费需求的转变使绿色产品、有机食品有了发展空间。生产绿色产品必然要实现产品有机轮回的转变，返回到自然生产状态，这使得抗生素添加剂在饲料中的应用必然受到限制。因此，世界各国对新型绿色饲料添加剂的研究与应用十分重视，在饲料工业竞争中视为提高品质的关键。微生态制剂是目前研究和应用热点和焦点。微生态制剂也叫活菌制剂、益生素，它是可以直接饲喂的有益活体微生物制剂。通过维持肠道内微生态平衡而发挥作用，具有防治疾病、增强机体免疫力、促进生长、增加体重等多种功能，且无污染、无残留、不产生抗药性，可作为抗生素的替代品应用于饲料添加剂中。其中，枯草芽孢杆菌以其抗菌性能好、良好的稳定性及对动物和人具有很好的益生作用，该菌目前受到广大研究者的青睐。本文就对枯草芽孢杆菌菌种特性、对动物的作用机理及在养殖上的应用进行综述。

l、枯草芽孢杆菌菌种的特性

枯草芽孢杆菌隶属芽孢杆菌科芽孢杆菌属的细菌，目前具有两个亚种即 B.subtilis subsp．spizizenii（Nakamura et al,1999）和 B.subtilis subsp．subtilis（Ehrenberg，Cohn，1835，1872）。菌体革兰阳性，杆状，单个，大小0.7～0.8μm x 2～3μm，无荚膜，能运动；芽孢中生，圆柱或椭圆状，孢子囊无明显膨大，孢子大小0～8μm×1.5～1.8μm；严格好氧，在营养琼脂培养基上菌落呈圆形、或不规则，不透明，在特殊情况下，菌落中或邻近的培养基里形成色素，褐色或红色，少数橙色或黑色。1989年被美国食品与药物管理局(FDA)批准使用，1999年被我国农业部批准正式批准使用。该菌具有菌种单一、对抗生素无耐药性及对动物无毒性等特点。其益生菌特性为：（1）耐酸、耐盐、耐高温（100°C）及耐挤压。（2）小肠内不增殖，在肠道的上段迅速发展成具有新陈代谢作用的营养型细胞，参与菌群的平衡调节。（3）提高短链脂肪酸含量，降低肠道pH及氨浓度。 (4)繁殖过程中产酸、酶和多种维生素。

2、枯草芽孢杆菌的作用机理

2·1 生物夺氧，促进有益厌氧微生物的生长繁殖

研究表明幼龄畜禽出生时，其消化道内通常是无菌的，出生后3h在胃肠道中可发现入侵的细菌，12h后，可在大肠中检测到。按着需氧菌、兼性厌氧菌、严格厌氧菌的演替顺序，最终形成以乳酸杆菌、双歧杆菌等厌氧菌为优势菌群。B.subtilis为好氧菌，在生长过程中需要大量的氧气，进入动物胃肠道内在生长繁殖过程中消耗大量的游离氧，降低了肠内氧浓度和氧化还原电势，从而造成厌氧状态，改善乳酸杆菌、双歧杆菌等厌氧菌的生长环境，有利于厌氧菌的生长繁殖，保持肠道微生态系统的稳衡，同时使肠道中原本存在的需氧菌肠杆菌等的生长因缺氧受到抑制，提高动物机体抗病能力，减少胃肠道疾病发生几率。Maruta等研究就发现猪采食含10的7次方cfu/g B.subtilis的饲粮3周后，粪中双歧杆菌数量显著上升，而链球菌和梭菌的数量显著下降，并且这种趋势在仔猪较母猪更明显。

2·2 拮抗致病微生物，改善体内外生态环境

目前已有大量的研究证实动物饲喂B.subtilis后，能显著降低肠道大肠杆菌、产气荚膜梭菌、沙门氏菌的数量，使机体内的有益菌增加而潜在的致病菌减少，因而排泄物、分泌物中的有益菌数量增多，致病性微生物减少。从而净化体内外环境，减少疾病的发生。氨、胺、吲哚、硫化氢等物质在肠道黏膜对细胞有明显的毒害作用，芽孢杆菌抑制了有害微生物，进而减少有害物质产生，有利于动物健康和生长。La Ragione等通过给予新生小鸡大肠杆菌078:K80后，24h经口单次灌喂B.subtilis菌悬液（2.5x10的8次方cfu），结果证明B.subtilis明显减少盲肠中大肠杆菌078:K80的数量达3个数量级以上；2003年，再次通过分别对无特定病原的新生小鸡和20日龄的仔鸡预先给予肠炎沙门氏菌和产气荚膜梭菌24h后，经口单次灌喂B.subtilis菌悬液（1×10的9次方CFU），结果，可显著降低小鸡粪便中的肠炎沙门氏菌和产气荚膜梭菌数量，表明添加B.subtilis孢子可有效地控制家禽疾病和食源性致病菌。Teo等利用从鸡肠道中分离得到的B.subtilis PB6对产气荚膜梭菌的拮抗作用，结果PB6能显著抑制该菌的生长。陈兵研究SD大白鼠口服B.subtilis 一周后粪便中厌氧菌群和需氧菌群的变化，结果表明肠道厌氧菌群中的双歧杆菌、乳酸杆菌、梭菌和拟杆菌数量均有不同程度增多，而肠杆菌、肠球菌等需氧菌群数量则明显减少。

2·3 增强免疫功能，促进动物的抗病能力

B.subtilis能刺激机体免疫系统，提高机体免疫力，是良好的免疫刺激剂。能有效地提高巨嗜细胞的数量和活性，通过产生抗体和提高嗜菌作用等刺激免疫，激发体液免疫和细胞免疫，致使动物免疫活性增强。枯草芽孢杆菌能促使吞噬细胞吞噬功能增强，机体免疫特别是局部免疫提高，分泌型IgA的分泌增加，从而抵抗感染。Inooka等研究表明以10的7次方cfu/g剂量的B.subtilis饲喂雏鸡，能显著提高脾脏中T、B淋巴细胞量，对脾脏中巨噬细胞活性没有影响，表明B.subtilis对鸡的细胞免疫有肯定的影响。

B.subtilis芽孢杆菌作为非特异性免疫因子，通过细菌本身或细胞壁成分刺激机体免疫细胞，使其激活。产生促分裂因子，促进细胞活力或作为佐剂发挥作用；此外，还可发挥特异性免疫功能，促进B细胞产生抗体的能力。Berger等认为B.subtilis促进机体的非特异性免疫是来源于菌体被称之为“Protodyne”的蛋白，经机体吸收后对机体防御机制刺激的结果。Himanen等研究B.subtilis的脂磷壁酸(LTA)和肽聚糖．磷壁酸复合物(PG．TA)的生物活性，发现两者均具有免疫佐剂的作用，免疫小鼠后可以促进单核细胞集落刺激因子产生。潘康成等认为动物口服饲用芽孢杆菌后，调整肠道菌群，使肠道微生态系统处于最佳的平衡状态，同时各正常菌群包括口服的芽孢杆菌在肠道具有抗原识别部位的淋巴组织集合上发挥免疫佐剂作用，活化肠黏膜内的相关淋巴组织，使SIgA抗体分泌增强，提高免疫识别力，并诱导T、B淋巴细胞和巨噬细胞产生细胞因子，通过淋巴细胞再循环而活化全身免疫系统，从而增强机体非特异性和特异性免疫功能。

2·4 促进动物肠道发育，增强消化酶的活性

目前已有研究表明，B.subtilis能促进动物肠道的发育，并在肠道中分泌多种消化酶，增强肠道中消化酶的活性。amanya等通过给予1日龄的鸡饲喂B.subtilis 28d后，结果，B.subtilis能促进肠道的发育，增加肠黏膜厚度，肠绒毛高度和细胞密度。Sogarrd报道B.subtilis和B.lincheniformis具有较强的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性，同时还具有降解植物饲料中复杂碳水化合物的酶，如果胶、葡聚糖、纤维素等酶，其中很多酶是哺乳动物和禽类不具有的酶。

3、枯草芽孢杆菌在动物生产上的应用效果

1979年Kimura首次报道从日本传统发酵食品“纳豆”中分离出一种枯草芽孢杆菌用作动物营养添加剂，该菌可以改善畜禽的生产性能和抗病能力以来，目前国内外已有大量的应用研究报道。Pelicano等报道利用B.subtilis制剂分别拌料和加入饮水中给予1日龄的雏公鸡，在45d的试验期中，芽孢杆菌制剂在饲喂的早期能显著提高饲料转化率(P<0.05)，在后期没有影响。Peo等报道饲喂B.subtilis的生长猪，平均日增重提高6％～7％，饲料转化率提高3％～4％。Alexopoulos等应用低、中、高剂量的复合芽孢杆菌制剂（含B.subtilis）拌料，从断奶到育肥整个饲养阶段饲喂猪，结果，与对照组相比，发病率分别下降了9.26％、14.81％和25.93％，发病死亡率分别下降了0％、3.70％和11.1％，猪的平均增重、饲料转化率和猪胴体品质显著优于对照组，在中、高剂量组中效果更为明显。

陈兵等研究报道且subtilis对AA鸡生长性能和十二指肠消化酶的影响，结果表明，纳豆芽孢杆菌制剂能提高AA鸡生长性能，当添加量为200mg／kg时，平均日增重和平均日采食量达到最大，分别比对照组提高2.479和5.1lg；纳豆芽孢杆菌制剂能提高十二指肠消化酶（总蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶）的活力52.2％～89.2％。四川农业大学何明清教授主持研究的饲用微生物添加剂验收报告中指出，芽孢杆菌8901添加剂（含B.subtilis）经1993～1994年3次结果进行统计分析，在营养水平相同的情况下，分别用0.1％、0.15％和0.2％的8901添加剂饲喂时间分别为5、6、7周龄的肉鸡，结果显示日增重较对照组分别提高8.9％、14.5％、21.6％，饲料利用率分别提高19.1％、17.9％、10.1％，发病率分别降低20％、20.7％、22.4％：芽孢杆菌添加剂8701A（含B.subtilis）通过1357头哺乳仔猪试验表明，在农村条件下试验时，日增重提高15.1％～25.8％。江苏无锡阿尔宝尔生物工程有限公司生产的以B.subtilis为主“宝肠安”系列产品在近期应用试验结果表明：在水体中泼洒枯草芽孢杆菌微生态制剂能显著地提高对虾育苗成活率，降低病死率；2次试验中，试验组的平均成活率比对照组提高了31.05％，

差异极显著：在基础上添加0．1％的枯草芽孢杆菌制剂，可显著增加肉鸡的末期平均体重、净增重和日增重均比对照组高，差异显著（P<0.05），饲料转化率较对照1组提高3.14％，肉鸡胴体的品质得到改善，增加必须氨基酸和鲜昧氨基酸含量和增加鸡肉鲜味；在仔猪基础日粮中添加0.1％的枯草芽孢杆菌制剂，使试验组比对照组的头均日增重提高3.92％，饲料转化率提高了5.96％，腹泻率降低了5％，净增重耗料成本降低了4.61％；分别经口每天每头给予奶牛0.10亿、50亿、200亿个枯草芽孢杆菌孢子，结果，试验组产奶量分别增加3.07％、23.30％和19.80％；中、高剂量组与对照组差异极显著（P<0.01），试验组比同期对照组奶中脂肪和蛋白质含量均增长0.7％。
4、结束语

综上可见，枯草芽孢杆菌在动物养殖上在国内外得到了广泛的应用，其作用机理已经越来越明晰，其作用效果也逐步得到了确证。因而可以预见，随着包括枯草芽孢杆菌制剂等绿色安全添加剂在动物生产上的广泛使用，人们也必将享受到越来越安全的美食，将会显示出其广阔的应用前景。近年来，枯草芽孢杆菌纳豆亚种在国际上也作为对人肠道具有微生态保护作用的保健食品来开发，因此，枯草芽孢杆菌的社会意义也必将与经济意义共同双赢。
（收稿日期：2010一09—01）