凝結芽孢桿菌的生理特性和保健功能！

微生態制劑因其具有調節腸道功能紊亂、維持腸道內菌群平衡和提高機體健康水平及生產性能、能夠避免服用抗生素帶來的耐藥性和二重感染等功能，在畜牧業中的應用已得到了業界的廣泛認可。但是，目前國內常見的乳酸菌和芽孢桿菌等微生態制劑往往難以兼備生產性能優良和抗逆性強的雙重優點，使得這類添加劑在實際中的應用受到了限制。凝結芽孢桿菌，又稱為乳酸芽孢桿菌，可產乳酸，具有優良生產性能外，同時還具有抗逆性強、耐高溫高壓、易貯存等獨特的生物特性，正在成為目前飼料添加劑行業的又一新寵。

一、凝結芽孢桿菌的發現

1949年，中山大樹等從綠豆芽中分離出若干株同型乳酸發酵的芽孢桿菌，其主要特征與乳酸桿菌屬的細菌十分相似（革蘭氏陽性，溫度45℃左右，產乳酸），但該菌過氧化氫酶呈陽性且能形成芽孢。Harawity-Wlassowa將這類菌命名為乳酸芽孢桿菌(L.Sporogenes)，按照伯杰氏細菌鑒定手冊第八版，將這些菌株歸結為凝結芽孢桿菌(B.coagulans)。至此，凝結芽孢桿菌才被世人所知。

1992年，美國批準了42種微生物名單，其中5種芽孢桿菌中，將凝結芽孢桿菌放在了。我國于2004年第372號公告中，發布了天津市新星獸藥廠應用天津科技大學技術，在國內研制開發的凝結芽孢桿菌TQ33添加劑為準予生產、經營和使用的新型飼料添加劑。本文就近幾年來飼用凝結芽孢桿菌的研究、開發和應用情況作一簡述。

二、凝結芽孢桿菌的生理特性

下面以TQ33為例，簡單介紹一下凝結芽孢桿菌的生長及生理特性。

1、群體形態特征：在液體基質中均勻混濁，有微量沉淀，不形成菌膜和菌環，在瓊脂平板上菌落直徑為（2.0～2.5）mm，平臺狀邊緣整齊，不透明，有光澤，無色素，質地軟。

2、個體形態特征：桿狀，兩端鈍圓，單個排列，偶爾幾個細菌排成短鏈，經涂片干燥的染色細菌為（0.9～1.2）μm×（3.0～5.0）μm，革蘭氏陽性，兼性厭氧菌。

3、芽孢：凝結芽孢桿菌在一定條件下可形成芽孢，端生，透射電鏡觀察芽孢的寬度0.55μm，長度為1.1 μm。

4、生理生化特性：接觸酶實驗、V-P實驗陽性;硝酸鹽還原實驗、明膠液化、苯丙氨酸脫氨酶實驗、卵黃卵磷脂酶實驗陽性；分解葡萄糖產酸不產氣，能分解木糖、D-核糖、鼠李糖、果糖、半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖、乳糖、蔗糖、海藻糖、蜜二糖、纖維二糖、麥芽糖、松三糖、淀粉、糊精、甘露糖、水楊昔，不分解赤鮮糖、山梨糖、菊粉等。

5、生長溫度：TQ33菌株生長溫度為63℃，生長溫度20℃。

6、生長pH：TQ33菌株的生長pH范圍是3.9～8.2，生長pH是6.8±0.2。

7、代謝產物：TQ33菌株經同型發酵途徑分解葡萄糖的主要代謝產物是L（＋）乳酸，微量的唬拍酸、乙酸、丙酸、異丁酸，未檢出己酸。

8、(G+C)%含量：TQ33菌株的(G+C)mol%為32.45%。

三、凝結芽孢桿菌優良的特性和保健功能

凝結芽孢桿菌由于能生成芽孢，除具有一般乳酸菌的有益性質外，還具有較好的抗性穩定性。芽孢有極強的抗熱、抗輻射、抗化學藥物和抗靜水壓等的能力，其抗紫外線的能力一般比其營養細胞強一倍。凝結芽孢桿菌可生長在30～65 ℃，所產芽孢耐90 ℃高溫，表現競爭性、抗生性及寄生能力，這些能力抑制了消化道致病菌的生長。凝結芽孢桿菌的這些特點使其很好地克服了普通乳酸菌制劑存在的問題，與一般乳酸菌比較而言有的特點和優勢。

1、凝結芽孢桿菌的特點

①兼性好氧微生物，同型乳酸發酵，生成L-乳酸。

②耐高溫：這類菌的芽孢即使在沸水中保存30 min也不會死亡。

③耐酸性：在各種不同pH的人工胃液中，改變作用時間進行耐酸性試驗，結果表明在pH 2.0以上的人工胃液中，凝結芽孢桿菌活菌數不會隨時間延長而降低。而普通乳酸菌營養體即使在菌奶中活菌數量也會明顯減少。

④在腸內繁殖、定植性極強。該類菌的芽孢在腸內生長為營養體后，能在腸內定殖，使腸內菌體正常化。

⑤產生對大腸桿菌、志賀式菌及傷寒沙門氏菌等革蘭氏陰性腸道菌的抑菌物質。

2、凝結芽孢桿菌的保健功能

凝結芽孢桿菌由于能夠形成芽孢，具有較好的保存性，克服了市售普通乳酸菌制劑存在的保存性差，隨保存時間的延長活菌數量明顯下降的缺點。因此近年來對凝結芽孢桿菌保健作用的研究日益深入。凝結芽孢桿菌主要具有以下的保健功能：

⑴調節動物腸道微生態平衡

目前，世界各國廣泛用于飼料工業的微生態制劑主要有乳酸桿菌類、雙歧桿菌類、芽孢桿菌類、酵母菌及其培養物。多數有益菌在發酵生產過程中多為好氧菌，產品進入動物腸道內仍然要消耗大量的游離氧，并在腸道內定殖，降低氧化還原電勢，有利于腸道內厭氧菌如乳酸菌、雙歧桿菌的生長，從而達到腸道內微生態的菌群平衡。

⑵促進營養物質消化

動物攝取的營養物質進入機體后，需要經過一系列的理化作用才能被吸收利用。凝結芽孢桿菌一方面產生多種消化酶，促進對營養物質的消化與吸收，另一方面通過該菌種在動物消化道內生長、繁殖和定殖，直接產生如維生素、氨基酸、短鏈脂肪酸等多種營養物質，并明顯增加小腸蠕動的速度，改善腸道消化功能。

⑶改善動物機體免疫功能，提高抗病能力

據報道，將少量凝結芽胞桿菌添加于雞飼料中或觀賞動物飼料中，可以提高雞或觀賞動物的抗病能力，防止感染雞瘟病和其他微生物引起的疾病，提高雞的成活率。此外，美國等國家所做的試驗證實，經常食用含凝結芽孢桿菌類添加劑的雞，其雞肉或雞蛋中沙門氏菌等有害微生物的菌落個數大大下降，從而提高了禽蛋食品的食用安全級別。另外，凝結芽孢桿菌還能降低動物血脂、防止動脈粥樣硬化；降低血糖水平，使糖耐量減低現象好轉；提高動物腹腔巨噬細胞的吞噬能力，增強吞噬細胞功能；增強動物NK細胞活性；加快動物免疫器官發育，增加T、B淋巴細胞的數量，提高動物的體液和細胞免疫水平，增大動物肝臟和法氏囊系數等。此外，它對動物的結腸炎也有在臨床上具有很好的療效。

⑷促進動物生長，降低死淘率和料重比

研究發現，牛和豬等大牲畜經常喂食以含有凝結芽孢桿菌的飼料，不僅能提高纖維素類飼料的利用轉化率，而且同樣能防止大牲畜患病，并縮短存欄時間。凝結芽胞桿菌也可代替從前廣泛使用的鹽酸四環素、莫能星和阿維菌素等抗生素類“動物生長促進劑”，從而解決困擾飼養業多年的畜（禽）肉中抗生素殘留量超標的老問題。天津市畜牧獸醫研究所的應用飼喂試驗也表明，在肉用仔雞飼料中添加凝結芽孢桿菌預混劑100～300 mg／kg，可使肉雞的平均日增重提高5.5%左右，死淘率降低15.2%，料重比下降7%；在生長育肥仔豬飼料中添加同樣劑量的凝結芽孢桿菌，平均體重增加4.9%，平均日增重增加10.17%，料重比降低6.6%。

四、影響凝結芽孢桿菌使用效果的因素

1、有效活菌數

產品中活菌數的多少因不同菌株的生理生化特性、代謝產物的不同有一定的差異，最終其作用效果也有很大差別。即使是同菌株在不同的工藝條件下生產的產品，其活菌數以及成孢率也不同。一般說來，在動物基礎日糧中芽孢桿菌活菌數達107 CFU/g時效果已比較明顯，在此基礎上，提高其活菌數，其應用效果就會有較大提高。

2、動物自身生理條件差異

動物的年齡、健康狀況、生理功能的發揮程度等因素對使用凝結芽孢桿菌的效果有直接影響。對于體內酶系不健全的動物，生長早期使用凝結芽孢桿菌，凝結芽孢桿菌產生的多種酶，可促進其對飼料中碳水化合物的降解，有助于動物對營養物質的吸收和利用。

3、其他因素

如果凝結芽孢桿菌制劑水分含量較高（超過10%），飼料中添加的其他抗生素藥物或抗氧化劑、防霉劑等會殺死大量凝結芽孢桿菌的活菌。水分對芽孢桿菌的存活率影響很大，隨著水分含量的升高和保存期的延長，凝結芽孢桿菌的活菌量也會有所下降，影響其使用效果。因此，凝結芽孢桿菌的水分控制在8%以下，保存期一般為1年，最長不得超過2年，其他芽孢形成率低的乳酸菌產品保存期則更短一些。另外，添加量、添加方法及添加載體的不同，也對使用效果造成影響。

五、凝結芽孢桿菌的發展趨勢

自20世紀90年代以來，日本廠商已開發上市了多只以凝結芽孢桿菌為主的新型益生菌保健產品，其中上市、市場度的產品為ThreeLac，該品由3種活益生菌：凝結芽孢桿菌、雙歧桿菌和糞鏈球菌所組成，每粒膠囊中含凝結芽孢桿菌數量高達2億個以上。據廠商介紹，該產品不僅有腸道保健作用，它還能預防婦女霉菌性陰道炎、偏頭痛、抑郁癥、燒心、不消化、慢性腸炎、痤瘡與痛經等多種常見病，是一種有治病作用的新型保健產品。由于凝結芽孢桿菌具有耐熱性好以及不怕胃酸和消化酶破壞等諸多優點，故作為新一代益生菌的原料菌株很快在腸道保健食品中異軍突起，并成為西方眾多保健品公司追捧的對象。

凝結芽孢桿菌的另一新用途是與其他益生菌一樣，代替抗生素作為“動物生長促進劑”用作飼料添加劑。但相比之下，目前銷售的各種益生菌累飼料添加劑如酵母菌以及乳酸菌類的糞鏈球菌、植物乳桿菌、屎腸球菌、嗜酸乳桿菌等，由于它們十分嬌嫩，一遇到胃酸和消化酶活性就大大降低，能順利進入腸道“定居”的益生菌數量太少，而凝結芽孢桿菌能抵御各種強酸以及高溫等惡劣生境，因此，凝結芽孢桿菌作為新一代益生菌類飼料添加劑的優點遠非以往腸道微生態制劑可比。而且，在國家三令五申強調食品安全衛生的大大環境下，凝結芽孢桿菌在畜牧業中的應用必將日益深入。