芽胞桿菌制劑在飼料中的應(yīng)用

jessy521

芽胞桿菌制劑在飼料中的應(yīng)用

張宏福1、2張根軍2、3  孫哲1、2

（1、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所2、北京益農(nóng)飼料中心3、北京益農(nóng)博創(chuàng)生物科技有限公司）

　　飼料中添加抗生素促進(jìn)動物生長已有50多年的歷史,對集約化畜牧業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。隨著人們生活水平的提高和對健康的重視程度不斷加強(qiáng),人們開始發(fā)現(xiàn)抗生素飼料添加劑在帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的背后所隱藏的負(fù)面效應(yīng),如抗生素引起的內(nèi)源性感染和二重感染,耐藥性的產(chǎn)生,腸道正常菌群的破壞和畜產(chǎn)品及環(huán)境中的殘留等問題,這些都將對養(yǎng)殖業(yè)、飼料工業(yè)和動物帶來嚴(yán)重威脅,進(jìn)而通過食物鏈危及人類的健康。因此,禁止抗生素添加劑在畜牧業(yè)中使用的呼聲越來越高,研究和開發(fā)新的抗生素替代品的工作更加緊迫。而益生素作為一種新型的抗生素替代品,具有無毒副作用、無耐藥性、無殘留、效果顯著等諸多優(yōu)點(diǎn),受到了養(yǎng)殖業(yè)的首肯。它與抗生素不同的是,抗生素是微生物的代謝產(chǎn)物,能夠抑制消化道內(nèi)微生物(有害菌和有益菌)的生長或?qū)⑵錃⑺溃欢嫔厥腔畹奈⑸?主要是通過向消化道內(nèi)導(dǎo)入對動物有益的活菌,從而使有益菌處于主導(dǎo)地位。因此,益生素的應(yīng)用前景更為廣闊。

　　微生態(tài)制劑的穩(wěn)定性直接影響其應(yīng)用范圍，主要指對特定環(huán)境的耐受力如溫度、濕度、酸度、機(jī)械磨擦和擠壓以及室溫條件下的存貯時(shí)間等對微生態(tài)制劑活性的影響；而對飼用微生態(tài)制劑，必須經(jīng)受飼料加工過程中高溫的考驗(yàn)，所以菌種對溫度的穩(wěn)定性顯得尤為重要。

表1各種益生菌特性的比較:

	芽孢桿菌	乳酸桿菌	雙歧桿菌	鏈球菌	酵母菌
腸道定植能力	++++	++	++	+	+
熱穩(wěn)定性	+++++	+	+	++	++
世代間隔時(shí)間	20min	50min	60min	20min	60min
生活方式	兼性厭氧	厭氧	厭氧	厭氧	兼性厭氧
抑制病原菌	+++	_	+	+	_
消化的幫助	+++++	++	+++	++	+

　　不同的菌種的高溫的耐受力差異較大，芽胞桿菌耐受力最強(qiáng)，110℃下5min損失只3％～5％，而在80℃下5min，乳酸桿菌、酵母菌損失70％～80％，95℃下2min損失98％～99％。一般制粒80℃～100℃對芽胞桿菌影響很小，對乳酸桿菌、酵母菌和糞鏈球菌等影響較大；就耐水性，孢子型細(xì)菌耐受性最好，腸球菌、糞鏈球菌次之，乳酸桿菌最差；除耐酸性的芽胞桿菌和乳酸菌外，一般的活菌制劑在胃酸作用下大量被殺死，殘存的少量活菌進(jìn)入腸道后很難形成菌群優(yōu)勢，因此，不耐酸的活菌制劑其含菌量必須達(dá)到相當(dāng)大的濃度才能發(fā)揮益生作用。除此以外，飼料的保存時(shí)間、飼料中的礦物質(zhì)和不飽和脂肪酸也會影響益生菌的活力。

　　芽孢桿菌產(chǎn)品以內(nèi)生的孢子存在，抗逆性強(qiáng)，能耐酸堿和高溫高壓，在飼料加工和儲存過程中不易失活；芽孢桿菌在生長繁殖過程中能產(chǎn)生多種有效的酶促活性，一些酶常是畜禽不具有的如果膠酶、纖維素酶、葡聚糖酶等；芽孢桿菌產(chǎn)生的酶，進(jìn)入消化道中，增加胃腸道酶量，幫助動物對所喂飼料相應(yīng)成分進(jìn)行酶解，從而提高飼料轉(zhuǎn)化率。由于該類細(xì)菌為需氧菌，通過生物奪氧而扶持厭氧菌的生長，為維持其腸道菌群的微生態(tài)平衡起重要作用。

　　一、飼用芽胞桿菌作用機(jī)理

　　1.拮抗動物病原細(xì)菌并維持和調(diào)整腸道微生態(tài)平衡

　　在正常情況下，動物腸道微生物種群及其數(shù)量處于一個動態(tài)微生態(tài)平衡狀態(tài)，當(dāng)機(jī)體受到某些應(yīng)激因素的影響，這種平衡可能被破壞，導(dǎo)致體內(nèi)菌群比例失調(diào)，需氧菌如大腸桿菌增加，并使蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生胺、氨等有害物質(zhì)，動物表現(xiàn)下痢等病理狀態(tài)，生產(chǎn)性能下降。研究表明，飼喂芽孢桿菌能產(chǎn)生蛋白多肽類抗菌物質(zhì)，拮抗腸道病原細(xì)菌，從而抑制病原菌的生長繁殖，使有益微生物在細(xì)菌種間的相互競爭中占優(yōu)勢。陳惠等(1994)在給生長育肥豬飼喂地衣芽孢桿菌后，腸道菌群中厭氧菌(雙歧桿菌、乳酸桿菌等)增多，而需氧菌及兼性厭氧菌特別是大腸桿菌顯著減少(p<0．05)。

　　2、生物奪氧

　　研究表明，幼畜禽初生時(shí)消化道內(nèi)通常是無菌的，生后3小時(shí)在胃和小腸中可發(fā)現(xiàn)入的細(xì)菌，12小時(shí)后，可在大腸小檢測到。按著需氧菌、兼性厭氧菌、嚴(yán)格厭氧菌的演替順序，最終形成以乳酸桿菌、雙歧桿菌等嚴(yán)格厭氧菌為優(yōu)勢而以其它細(xì)菌為劣勢的正常腸道微生態(tài)菌群。芽胞桿菌為需氧的細(xì)菌，進(jìn)入體內(nèi)以后，消耗大量的游離氧，降低氧化還原電勢，有利于厭氧微生物的生長，保持腸道微生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)衡，提高機(jī)體抗病能力，減少胃腸道疾病發(fā)生的機(jī)率。Maruta等（1996）的研究發(fā)現(xiàn)，采食含106個／g枯草芽胞桿菌的飼糧飼喂3周后，糞中雙歧桿菌數(shù)量顯著上升，而鏈球菌及梭菌的數(shù)量顯著下降，并且這種趨勢仔豬較母豬更明顯。

　　3、分泌胞外酶

　　芽胞桿菌的另一大特點(diǎn)是能夠分泌大量的胞外酶，參與飼料的降解、消化，提高飼料利用率。芽胞桿菌分泌的酶見表2。

表2芽胞桿菌分泌的部分酶

酶	菌種
乙酰乳酸脫羧酶	短桿菌
堿性纖維素酶	圓形芽胞桿菌﹑枯草桿菌
α－淀粉酶	枯草桿菌﹑淀粉液化芽胞桿菌﹑地衣芽胞桿菌
淀粉酶	巨大芽胞桿菌
環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶	圓形芽胞桿菌﹑地衣芽胞桿菌﹑軟化芽胞桿菌
細(xì)胞外蛋白酶	枯草桿菌
β－葡聚糖酶	枯草桿菌﹑多粘芽胞桿菌
β－內(nèi)酰氨酶	蠟樣芽胞桿菌
果聚糖酶	枯草桿菌
β－甘露聚糖酶	圓形芽胞桿菌
金屬蛋白酶	枯草桿菌
中性蛋白酶	淀粉液化芽胞桿菌﹑枯草桿菌
ＲＮＡ酶	淀粉液化芽胞桿菌
木聚糖酶	短小芽胞桿菌﹑淀粉液化芽胞桿菌
植酸酶	枯草桿菌

　　許多試驗(yàn)研究已經(jīng)表明，芽胞桿菌代謝產(chǎn)生的酶類對宿主的生產(chǎn)性能或生理生化指標(biāo)產(chǎn)生明顯影響。Popova等（1995）分離得到兩枯草芽胞桿菌，發(fā)現(xiàn)其除能分泌大量細(xì)胞外酶如蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、脂肪酶及卵磷脂酶等，同時(shí)也分泌活性抗菌物質(zhì)及揮發(fā)性代謝產(chǎn)物，并且此二株菌在pH4到pH8.6范圍內(nèi)均能增殖。Kerovuo（1998）已成功從枯草芽胞桿菌中分離出產(chǎn)植酸酶基因，并已成功地將其在胚芽乳桿菌中進(jìn)行了表達(dá)（Kerovuo，2000）。

　　4、增強(qiáng)動物體的免疫功能

　　近年的研究表明，芽胞桿菌能促進(jìn)腸道相關(guān)淋巴組織處于高度反應(yīng)的“準(zhǔn)備狀態(tài)”，同時(shí)使免疫器官的發(fā)育增快，T、B淋巴細(xì)胞的數(shù)量增多，動物的體液和細(xì)胞免疫水平提高。潘康成（1997）研究地衣芽胞桿菌對家兔免疫功能的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，飼喂20天后試驗(yàn)組胸腺、脾臟和蚓突面積系數(shù)分別比對照組提高了5．8％、22．8％、15．5％；飼喂40天分別提高11．0％、8．0％、7.9％；家兔注射疫苗免疫后第21天，試驗(yàn)組血清中免疫球蛋白含最為 16.3％，明顯高于對照組的12.8％。結(jié)果表明地衣芽胞桿菌能促進(jìn)家兔免疫器官的成熟，增強(qiáng)家兔的細(xì)胞免疫功能作用。Inooka等（1986）年的研究也表明，以106CFU／g的劑量將枯草桿菌飼喂雛雞時(shí)，顯著提高脾臟中T、B淋巴細(xì)胞的含量。

　　5、提供維生素、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)

　　芽胞桿菌在動物腸道內(nèi)生長繁殖，能產(chǎn)生多種營養(yǎng)物質(zhì)如維生素、氨基酸、有機(jī)酸等，參與動物體新陳代謝，為機(jī)體提供營養(yǎng)物質(zhì)。Ozols等 （1996）對從腸道中分離的106株菌分析后認(rèn)為，芽胞桿菌是體內(nèi)維生素B1和B6的主要生產(chǎn)者。芽胞桿菌在代謝過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸為機(jī)體提供能量和營養(yǎng)時(shí)，也會降低局部pH值，抑制有害菌的生長、繁殖。范賴（1997）分離得到兩株產(chǎn)乳酸的凝結(jié)芽胞桿菌，在體外能顯著拮抗致病性大腸桿菌和沙門氏菌。芽胞桿菌代謝產(chǎn)生的多肽類物質(zhì)（如枯草芽胞桿菌分泌的枯草菌素）對某些有害菌也有抑制或殺滅作用。

　　二、影響芽胞桿菌使用效果的因素

　　1、施用時(shí)間

　　微生態(tài)制劑在動物的整個生長過程都可以使用，但不同的生長時(shí)期其作用效果不盡相同。一般在動物幼體，此時(shí)體內(nèi)微生態(tài)平衡尚未完全建立，抵抗疾病的能力較弱，此時(shí)引入益生菌，可較快地進(jìn)入體內(nèi)，占據(jù)附著點(diǎn)，效果最佳。如新生反芻動物腸道內(nèi)有益微生物種群數(shù)量的增加不僅可以促進(jìn)宿主動物對纖維素的消化，而且有助于防止病原微生物侵害腸道。和其他剛出生的哺乳動物一樣，新生反芻動物的胃腸道尚未完全發(fā)育，但細(xì)菌在腸道內(nèi)的定植相當(dāng)迅速，出生24h出現(xiàn)乳酸桿菌和鏈球菌，l周齡時(shí)，整個腸道內(nèi)乳酸桿菌數(shù)量達(dá)10７～10９個／g。另外在斷奶、運(yùn)輸、飼料轉(zhuǎn)變、天氣突變和飼養(yǎng)環(huán)境惡劣等應(yīng)激條件下，動物體內(nèi)微生態(tài)平衡遭到破壞，使用微生態(tài)制劑對形成優(yōu)勢種群極為有利，因此，把握益生菌的應(yīng)用時(shí)機(jī)，盡早并長期飼喂，使其益生作用得到充分體現(xiàn)。

　　2、施用劑量

　　微生態(tài)制劑的益生作用是通過有益微生物在動物體內(nèi)一系列生理活動來實(shí)現(xiàn)的，其最終效果同施加的益生菌的數(shù)量密切相關(guān)，數(shù)量不夠，在體內(nèi)不能形成菌群優(yōu)勢，難以起到益生作用。研究認(rèn)為,要達(dá)到一定的作用效果，每克飼料中的活菌數(shù)不應(yīng)低于106CFU／g飼料?；罹柽M(jìn)一步的萌發(fā)、定植、增殖、分泌代謝產(chǎn)物后才能發(fā)揮其功能。Henderik(1986)報(bào)道，瘺管豬食用含106／g個芽胞桿菌的飼料后發(fā)現(xiàn)，空腸內(nèi)容物中的芽胞桿菌數(shù)為1.26×106個，萌發(fā)率為50％～70％。每克糞便中的芽胞桿菌數(shù)為1.5×106個，萌發(fā)率為85％～90％。德國學(xué)者認(rèn)為，仔豬飼料中加入微生態(tài)制劑其含菌量應(yīng)達(dá)到（0.2～0.5）×107/g飼料，育肥豬飼料中加入每克含106個芽胞桿菌，糞中大腸桿菌減少65％。

　　在動物發(fā)病期，可先選用針對性較強(qiáng)的抗生素殺滅或抑制致病微生物的繁殖，控制疾病的蔓延。但抗生素在殺滅致病菌的同時(shí)，動物體內(nèi)的正常菌群也遭到破壞，此時(shí)應(yīng)及時(shí)引入微生態(tài)制劑，通過其獨(dú)特的益生作用，使紊亂的腸道菌群平衡得到恢復(fù)，此所謂微生態(tài)制劑與抗生素的協(xié)同作用。

　　三、芽胞桿菌的應(yīng)用前景

　　1、克服藥物殘留和應(yīng)用抗生素弊端的需要

　　動物用抗生素或殺菌藥物，防治疾病和促進(jìn)生長是有一定效果，但由于動物產(chǎn)品的藥物殘留給人類帶來隱患，同時(shí)還會破壞動物體內(nèi)的微生態(tài)平衡及耐藥性菌株的產(chǎn)生。如果應(yīng)用芽胞桿菌制劑，就能克服上述弊端，而且能達(dá)到防病增重的目的。

　　2、生產(chǎn)綠色食品的需要

　　綠色食品是無公害、無殘留、無污染的食品，生產(chǎn)無公害的動物產(chǎn)品，首先要配制生態(tài)營養(yǎng)飼料。所謂生態(tài)營養(yǎng)飼料，就是指既滿足動物生理生產(chǎn)需要，又使動物產(chǎn)品無公害不污染環(huán)境的動物飼料。芽胞桿菌飼料添加劑就是生態(tài)營養(yǎng)飼料的重要成分。由于芽胞桿菌是天然、無毒、無殘留、無公害、不污染環(huán)境，所以與其它添加劑相比更廣泛用于養(yǎng)殖業(yè)。

　　3、抗應(yīng)激的需要

　　不論是熱應(yīng)激、氣候突變、飼料變更、運(yùn)輸、預(yù)防注射等外部環(huán)境的突變，都會引起機(jī)體內(nèi)環(huán)境的改變，使體內(nèi)微生態(tài)平衡失調(diào)，代謝紊亂，出現(xiàn)食欲減退，生產(chǎn)力下降，以及拉稀等應(yīng)激癥侯群，對這種應(yīng)激病癥，用其他藥物難于治療，如果應(yīng)用芽胞桿菌制劑就能恰倒好處，就能克服或降低因應(yīng)激因素導(dǎo)致的生產(chǎn)力下降，這也是芽胞桿菌制劑應(yīng)用特長之一。

　　4、提高生產(chǎn)性能的需要

　　芽胞桿菌可產(chǎn)生各種消化酶、維生素、有機(jī)酸和促生長因子等多種生物活性物質(zhì)，如張曉梅等（1999）報(bào)道，雛雞早期飼喂芽胞桿菌制劑可顯著提高腸道消化酶的活性。給肉雞添加芽胞桿菌制劑，其消化道的淀粉酶和總蛋白酶活性都有明顯提高。這對提高飼料轉(zhuǎn)化率和促進(jìn)肉雞早期生長極為有利。由于芽胞桿菌制劑能提高飼料轉(zhuǎn)化率，促進(jìn)多種營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，因而能促進(jìn)生長、增加體重或提高產(chǎn)蛋量，進(jìn)而提高了生產(chǎn)性能。

　　5、防治疾病的需要

　　由于芽胞桿菌制劑能夠維持腸道的微生態(tài)平衡，提高機(jī)體免疫功能，產(chǎn)生多種抗生物質(zhì)，如乳酸菌素、嗜酸菌素、桿菌肽等，以及產(chǎn)生的有機(jī)酸、H2O2等物質(zhì)，能抑制病原菌的生長繁殖。另外，通過占位、粘附、競爭性排斥、營養(yǎng)物質(zhì)的爭奪，抑制有害菌的定植和生長，起到生物拮抗作用，從而能防治疾病。

　　7、改善環(huán)境條件的需要

　　動物腸道內(nèi)的大腸桿菌可導(dǎo)致蛋白質(zhì)腐敗產(chǎn)生氨和胺等具有刺激性和毒性的物質(zhì)，芽胞桿菌可抑制大腸桿菌增殖，減少氨和胺的產(chǎn)生，并在大腸中產(chǎn)生氨基化氧化酶及分解硫化物的酶類可以將吲哚類化合物氧化成無臭無毒害物質(zhì)。芽胞桿菌與體內(nèi)原有正常菌協(xié)同作用，提高飼料轉(zhuǎn)化率，減少蛋白質(zhì)向氨及胺的轉(zhuǎn)化，減少亞硝氨、氨、吲哚、糞臭素等有害物質(zhì)的產(chǎn)生，消除惡臭氣味，減少這些物質(zhì)通過糞便對環(huán)境的污染，凈化了舍內(nèi)空氣質(zhì)量，有利于養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

　　我國畜牧業(yè)目前面臨“綠色貿(mào)易壁壘”,因此發(fā)展益生素受到了人們極大的重視。芽胞桿菌這種新型的生物制品正以其獨(dú)特理念影響著日益發(fā)展的畜牧業(yè),而且隨著微生態(tài)學(xué)研究的進(jìn)一步深入,以及人們對綠色、安全和環(huán)保意識的不斷增強(qiáng),芽胞桿菌的應(yīng)用前景會更加廣闊。

fanggang

1. 額外添加的芽孢桿菌在動物體內(nèi)能夠存活并定植？？？
2. 既然保持動物胃腸道寄生菌群的平衡是唯一重要的，如何知道此時(shí)就缺少芽孢桿菌而不是其它菌類呢？
3. 聽起來好象芽孢桿菌在一定條件下產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物對動物有好處。為什么不想辦法在體外就讓它產(chǎn)生這些代謝產(chǎn)物呢？以免再擔(dān)心它們的死活和定植問題。

SHYK

1、為什么一定要在動物體內(nèi)定植？
2、既然保持動物胃腸道寄生菌群的平衡是唯一重要的，那么添加芽孢桿菌只是達(dá)到此目的的一個途徑而已，路很多，這條路沒必要堵上。
3、作用位點(diǎn)在腸道，體內(nèi)是主戰(zhàn)場，為什么非要求在體外產(chǎn)生這些代謝產(chǎn)物呢？

輕舞飛揚(yáng)

在抑制病原菌和助消化方面酵母也獨(dú)特的作用吧？

風(fēng)亭雨竹

芽孢在耐熱耐加工方面的確有無可匹敵的優(yōu)勢。

hxj153

我支持5樓的說法，抑制病原和消化酵母菌的性能更好；芽孢桿菌抗熱性能確實(shí)不錯，其他方面相對弱一些！

輕塵

維護(hù)大眾健康，減少抗生素，增加益生素是今后的發(fā)展趨勢

wenruj

我使用過,至今還在用,效果還不錯!

liuguilan

我使用過,至今還在用,效果還不錯!
wenruj 發(fā)表于 2009-2-10 10:59

這是非常有價(jià)值的信息。
能說說您使用的是那種芽胞桿菌嗎？液體還是固體培養(yǎng)基的發(fā)酵產(chǎn)物？如果是液體發(fā)酵產(chǎn)物，使用的是發(fā)酵上清還是菌體？制劑穩(wěn)定性如何？期待得到您的答復(fù)。

zsp123

　微生態(tài)制劑的穩(wěn)定性直接影響其應(yīng)用范圍，主要指對特定環(huán)境的耐受力如溫度、濕度、酸度、機(jī)械磨擦和擠壓以及室溫條件下的存貯時(shí)間等對微生態(tài)制劑活性的影響；而對飼用微生態(tài)制劑，必須經(jīng)受飼料加工過程中高溫的考驗(yàn)，所以菌種對溫度的穩(wěn)定性顯得尤為重要。