常見飼用菌種介紹（二）乳酸菌

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1. 乳酸菌   
    乳酸菌是一類能從可發(fā)酵碳水化合物（主要指葡萄糖）產(chǎn)出乳酸的細菌總稱，是一類厭氧或微氧菌，在自然界分布廣泛。在眾多的微生物添加劑中，乳酸菌制劑是飼用微生物添加劑中應用最為廣泛的、效果較好的一類，主要作為微生物添加劑應用的有乳酸桿菌、雙歧桿菌、糞鏈球菌、屎腸球菌和嗜酸乳酸菌。有大量報道證明這類飼用微生物添加劑具有良好的生物學功能，并且已在飼料工業(yè)中得到廣泛應用。
其功能特點主要有以下幾點：
（1）是多種動物消化道主要的共生菌，能形成正常菌群。
（2）在微需氧或厭氧條件下產(chǎn)生乳酸。
（3）有較強的耐酸性。
（4）產(chǎn)生一種特殊抗生素乳酸菌素（Acidoline）,能有效抑制大腸桿菌、沙門氏菌的生長。
我們實驗室?guī)齑娴娜樗峋校喝樗釛U菌、糞鏈球菌、屎腸球菌、凝結(jié)芽孢桿菌。
1.1、乳酸桿菌    乳酸桿菌（Lactic acid bacteria）乳酸桿菌科，因發(fā)酵糖產(chǎn)生大量乳酸而命名。存在廣泛。嗜酸性，最適ph5.5～6.0,ph3.0～4.5仍能生存，在無芽胞桿菌中其耐酸力最強。
乳酸桿菌的特性及其功能：
（1）產(chǎn)生特殊酶系
乳酸桿菌不僅能產(chǎn)生一般微生物所產(chǎn)生的有關(guān)酶系，而且還可以產(chǎn)生一些特殊的酶系，賦予它特殊的生理功能。如產(chǎn)生有機酸的酶系、合成多糖的酶系、分解乳酸菌生長因子的酶系、分解亞硝胺的酶系、降低膽固醇的酶系、分解內(nèi)毒素的酶系、分解脂肪的酶系、合成各種維生素的酶系和分解膽酸的酶系等。這些酶不僅能加速乳酸桿菌的生長，維持腸道微生態(tài)平衡，促進機體健康，而且還可以改善產(chǎn)品的風味，促進產(chǎn)品的成熟與穩(wěn)定。
（2）具有粘附性和定植能力
粘附是指細菌與機體腸上皮細胞通過生物化學作用產(chǎn)生的特異性粘連。粘附是定植的第一步，不能粘附于腸上皮細胞表面的細菌，只能是過路菌，不能在腸道內(nèi)定植。定植抗力指是宿主對致病菌與潛在致病菌在正常微生物群中定植和繁殖的阻抗力或抵抗力。以乳酸桿菌為主代表的專性厭氧菌是構(gòu)成定植抗力的主要力量，被稱為定植抗力因子。乳酸桿菌通過粘附素與腸粘膜細胞緊密結(jié)合，在腸粘膜表面定植占位，是形成生理屏障的主要組成部分。如果這個屏障一旦遭到抗生素或其它因素的破壞，宿主就會喪失對外來菌的抵抗力，就不再能抵御外來菌的入侵，或者會使具有耐藥性的腸內(nèi)菌異常增殖而取代優(yōu)勢菌的位置，造成腸道內(nèi)微生態(tài)平衡的失調(diào)，再次使用乳酸桿菌可以恢復宿主定植抗力，修復腸道菌群屏障。
（3）產(chǎn)生抑菌活性的代謝產(chǎn)物
乳酸桿菌代謝可以產(chǎn)生有機酸、雙乙酰、過氧化氫和細菌素等多種代謝產(chǎn)物，不僅可以改善產(chǎn)品的風味和組織狀態(tài)，而且可以抑制產(chǎn)品中的腐敗菌和病原菌。
其抗菌機制主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
一、產(chǎn)生的乳酸等有機酸能顯著降低環(huán)境pH值和Eh，使腸內(nèi)處于酸性環(huán)境。對于致病菌如痢疾桿菌、傷寒桿菌、副傷寒桿菌、彎曲桿菌、葡萄球菌等致辭病菌有拮抗作用。低pH值和Eh能促進腸道蠕動，維持正常生理功能，防止致病菌的定植。
二、產(chǎn)生的過氧化氫能夠激活牛乳中的過氧化氫酶——硫氰酸系統(tǒng)，抑制和殺滅革蘭氏陰性菌、過氧化氫酶陽性細菌如假單孢菌屬、大腸桿菌類和沙門氏菌屬等。
三、產(chǎn)生類似細菌素的細小蛋白質(zhì)或肽類，對葡萄球菌、梭狀芽孢桿菌以及沙門氏菌和志賀氏菌有拮抗作用。
因此，乳酸菌可用于防治腹瀉、下痢、腸炎、便秘和由于腸道功能紊亂引起的多種疾病以及皮膚炎癥等。
（4）增強免疫功能
乳酸桿菌一方面能明顯增強巨噬細胞的吞噬作用，另一方面由于它能在腸道定植，形成一個天然免疫屏障。加之它還能刺激腹膜巨噬細胞、產(chǎn)生干擾素、促進細胞分裂、產(chǎn)生抗體及細胞免疫等，所以能增強機體的非特異性和特異性免疫反應，提高機體的抗病能力。
（5）具有營養(yǎng)作用
乳酸桿菌能分解食物中的蛋白質(zhì)、糖類、合成維生素，對脂肪也有微弱的分解能力，能顯著提高食物消化率和生物價，促進消化吸收。結(jié)構(gòu)復雜、分子量較大的蛋白質(zhì)在乳酸菌酶的作用下，部分降解為小分子肽和游離氨基酸，可以直接被胃腸消化吸收。乳酸桿菌在代謝過程中的同時能合成葉酸等B族維生素，乳酸桿菌產(chǎn)生有機酸使鈣、磷等元素處于易吸收的離子狀態(tài)，有利于骨骼發(fā)育，故可防治由于缺鐵、缺鈣引起的貧血病和軟骨病等。
1.2糞鏈球菌    糞鏈球菌又叫糞腸球菌，其菌體形態(tài)為鏈球或球狀，菌體直徑大小0．3 μm～0．7μm ，無芽孢；稀釋后在肉湯瓊脂平板上形成的菌落圓形、乳白色，表面凸起濕潤，有光澤，邊緣整齊，大多數(shù)成雙或短鏈狀排列，通常不運動。 糞鏈球菌(Streptococcus faecalis)是目前微生物青貯接種劑主要菌種之一，它經(jīng)過系列工藝制成的微生物制劑直接投喂養(yǎng)殖動物后，有利于改善腸道內(nèi)微生態(tài)平衡，防治動物腸道菌叢區(qū)系紊亂，還能分解蛋白質(zhì)為小肽、合成B族維生素等功效。它也能增強巨嗜細胞的活性，促進動物的免疫反應，提高抗體水平，。糞鏈球菌在國外飼料行業(yè)中已普遍使用，在國內(nèi)生產(chǎn)與應用剛剛開始。
糞鏈球菌的生理特性有如下幾點：
（1）糞鏈球菌分泌的乳酸為L型乳酸，又稱為自然乳酸或生理乳酸，可全被動物吸收利用。乳酸桿菌分泌的乳酸L型和D型都有，但D型則不能被動物吸收利用。在動物的腸道里。糞鏈球菌可在腸內(nèi)形成生物薄膜附著在腸道粘膜上，可以在腸道內(nèi)發(fā)育、生長、繁殖，繁殖時問很短，19min分裂一次。糞鏈球菌還可把部分蛋白質(zhì)分解成酰胺和氨基酸，把大部分的碳水化合物的無氮浸出物轉(zhuǎn)化為乳酸，而且能使飼料里的纖維變軟，所以飼料的轉(zhuǎn)化吸收率就比較高。糞鏈球菌分解的這些特殊營養(yǎng)成分彌補了常規(guī)餌料的營養(yǎng)缺陷，對各種養(yǎng)殖動物幼體起到了十分重要的營養(yǎng)強化和促生長作用。
（2）糞鏈球菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)大多是肽或蛋白質(zhì)，被稱為細菌素。糞鏈球菌可分泌兩類細菌素，一類僅只是對相關(guān)的菌有抑制作用，抗菌譜較窄，可阻礙病原微生物接觸腸粘膜細胞；另一類具有廣譜抗菌活性，它們對致病菌如：沙門氏菌、致賀氏病和假單孢菌都有很好的抑制作用。所以，長期在飼料中添加糞鏈球菌可以減少養(yǎng)殖動物腸炎等疾病的發(fā)生。糞鏈球菌在生長和代謝過程中產(chǎn)生對養(yǎng)殖動物有益的營養(yǎng)物質(zhì)，如乳酸、氨基酸、維生素、酶及抑菌物質(zhì)。在畜禽養(yǎng)殖過程中，添加了糞鏈球菌不僅有利于提高飼料的消化率，同時也相應降低了排泄物中的氨態(tài)氮的濃度，減少了排泄物的不消化物，改善了飼養(yǎng)環(huán)境，減少了污染，既有防腐作用又增加飼料的風味，促進養(yǎng)殖動物的食欲。
（3）由于飼料中餅粕、麥麩等農(nóng)副產(chǎn)品中的植酸磷含量較高，對鈣等礦物質(zhì)元素利用造成影響，而在糞鏈球菌的生理作用下通過催化、水解等反應分泌出的L-乳酸，它可以對鈣質(zhì)合成L-乳酸鈣，促進養(yǎng)殖動物對鈣質(zhì)的吸收。所以飼料中添加糞鏈球菌可減少養(yǎng)殖中有機物和礦物質(zhì)排泄量 有效地減少水質(zhì)污染。
1.3、屎腸球菌    屎腸球菌(Enterococcus faecium)屬于腸球菌中的一種,是兼性厭氧的乳酸菌，它不僅是人和動物腸道中常見的正常菌種，還用于改善食品、飼料的質(zhì)量。屎腸球菌相對于嚴格厭氧、培養(yǎng)保存條件苛刻的雙歧桿菌、乳桿菌來說，它是便于生產(chǎn)和使用的首選菌種。1989年美國FDA就公布它為可直接用于動物的菌種之一。大量實驗證明，由屎腸球菌組成的益生素可提高幼年畜禽的體增重，改善飼料報酬，減少腹瀉率，降低死亡率。另外，屎腸球菌代謝產(chǎn)生有機酸、雙乙酰、過氧化氫、細菌素等物質(zhì)，這些物質(zhì)具有抑制病原菌和腐敗菌、提高免疫力、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)等生理功效。因此，屎腸球菌在畜牧生產(chǎn)中有著廣泛的應用發(fā)展前景。
其特性主要有以下幾點：
（1） 耐胃酸
新生仔豬胃內(nèi)的pH值在5～6之間，出生后由于高產(chǎn)酸細菌定植而逐漸下降，數(shù)小時后pH值可降到4，然后緩慢下降,在2月齡前pH值仍保持在3左右。屎腸球菌由于其耐胃酸因此它能通過胃而存活下來。
（2） 耐膽鹽
    哺乳仔豬膽囊內(nèi)膽汁分泌量很少，膽汁量在出生后3周內(nèi)緩慢增加，小腸內(nèi)膽鹽濃度在0.03%～0.30%范圍內(nèi)波動。大量試驗表明，篩選得到的屎腸球菌可耐受1.0%的膽鹽濃度，甚至高達3.0%和5%～6.5% NaCl高鹽?？梢?，屎腸球菌具有良好的耐膽鹽性能及對胃腸道逆性環(huán)境的耐受性，具備了在小腸定植的基本條件
（3） 具有良好的粘附力
屎腸球菌在消化道中的粘附力僅次干酪乳桿菌。屎腸球菌能順利通過胃腸不利環(huán)境，在腸壁上的粘附是其定植并大量繁殖變成優(yōu)勢種群的前提，另外，其對腸上皮細胞有較強的粘附力是其作為益生菌菌株的重要前提之一。
（4） 耐藥性與抑菌作用
屎腸球菌具有對廣譜抗生素的耐藥性。有試驗表明，屎腸球菌對飼料添加劑中大多數(shù)常用抗生素都具有耐藥性。除了對抗生素具有耐藥性外,還對常見病原菌、強毒菌株有較強的抑制作用，這與是屎腸球菌代謝過程中產(chǎn)生乳酸、乙酸、異丁酸、乙醇、2,3-丁二醇、細菌素等物質(zhì)有關(guān)，這些物質(zhì)具有抑制病原菌和腐敗菌的作用。因此，這就表明了屎腸球菌用于常規(guī)飼料(含抗生素)的可能性，而活菌制劑與抗生素是否可同時使用這個長期有爭論的問題有可能迎刃而解。
（5） 耐熱性
屎腸球菌不僅能抵抗動物胃腸道不利的環(huán)境,而且能耐受飼料制粒過程中的高溫,但后者往往是許多益生菌無法達到的,這就阻礙了益生菌在顆粒飼料中的廣泛利用。我們實驗室?guī)齑娴氖耗c球菌能耐受45 ℃的溫度，50 ℃時幾乎也不失活。
1.4、凝結(jié)芽孢桿菌    凝結(jié)芽孢桿菌（Bacillus coagulans）呈桿狀，兩端鈍圓，革蘭氏陽性菌，過氧化氫酶陽性，芽胞端生，無鞭毛。最適生長溫度為45～50℃，最適pH 值為6.6～7.0。其能分解糖類生成L-乳酸，是乳酸菌的一種, 又名有孢子性乳酸菌，是能形成孢子的乳酸菌。凝結(jié)芽孢桿菌除具有和乳酸菌及雙歧桿菌同樣的保健功效外，還具有耐酸、耐熱、耐鹽、容易培養(yǎng)和保存的特點，被美國食品與藥物管理局(FDA) 和美國飼料控制官員協(xié)會列入可用于飼料的安全微生物菌種名單。凝結(jié)芽孢桿菌經(jīng)90℃，60min 濕熱處理和120℃，60min 干熱處理，其活菌數(shù)只下降了一個數(shù)量級；將其置于pH 值大于2.42 的酸性溶液中，存放一年后，其存活率仍高達105；凝結(jié)芽孢桿菌在1%～7% NaCl 溶液中均可存活4 周以上，其在8% NaCl 溶液中能存活一個月。但凝結(jié)芽孢桿菌在低pH 值條件下，其抗逆性會下降。例如在酸性條件下(pH4.0)，凝結(jié)芽孢桿菌孢子對熱幾乎沒有耐受性，而且生長受到抑制。凝結(jié)芽孢桿菌芽孢經(jīng)口服進入胃后，在胃液環(huán)境下開始萌發(fā)生長，芽胞衣膨脹，芽孢形狀增大，水含量增加，從芽胞衣上長出突起。進入十二指腸時，孢子已萌發(fā)形成營養(yǎng)細胞，隨后進入小腸，并開始大量繁殖，倍增時間約為30min 。；
凝結(jié)芽孢桿菌生理功能主要有以下幾點：   
（1）凝結(jié)芽孢桿菌為兼性厭氧菌，進入腸道后會消耗游離氧，并進行腸道繁殖，有利于厭氧微生物乳酸菌和雙歧桿菌的生長，從而調(diào)節(jié)腸道內(nèi)微生態(tài)的菌群平衡，提高機體免疫和抗病能力，減少腸道疾病的發(fā)生。
（2）凝結(jié)芽孢桿菌在腸道內(nèi)繁殖會分泌淀粉酶和蛋白酶，幫助對營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收；其產(chǎn)生的維生素、氨基酸、短鏈脂肪酸等物質(zhì)能增加小腸蠕動速度，改善腸道消化功能，促進飼料的消化吸收，降低料肉比。
（3）凝結(jié)芽孢桿菌產(chǎn)生的乳酸、抗菌凝固素及多種酶能抑制有害菌的繁殖,有通便、止瀉作用，有效改善斷奶仔豬由于應激、過敏反應引起的菌群失調(diào)性腹瀉。
（4）無任何毒副作用，使用安全，另外凝結(jié)芽孢桿菌在代謝過程中能產(chǎn)生抑菌物質(zhì)- 凝結(jié)素，因此對胃腸道炎癥有一定治療作用。

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