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凝结芽孢杆菌的特点、作用机制及生物学功能
作者:中检航标   转载自:   发布日期:2019-05-31

凝结芽孢杆菌的特点、作用机制及生物学功能

                                            凝结芽孢杆菌

      在畜牧业生产中,抗生素因具有促生长、预防和治疗疾病等积极作用而被广泛使用。随着人们生活水平的提高及近期各大媒体反复报道抗生素残留和污染环境的危害,人们对肉品抗生素残留的关注度越来越高,社会上对于畜禽养殖禁用抗生素呼声也越来越高。


      如何解决禁用抗生素后畜禽正常生产的问题,成为新的课题,二甲酸钾、中草药、提取物、抗菌肽、细胞因子重组蛋白、酸化剂、微生态制剂、益生元和噬菌体等作为抗生素替代物开展研究,均有一定效果。


      微生态制剂以其功效全面和安全环保的优势成为研究首选和热门目标。


      凝结芽孢杆菌,不仅具有乳酸菌生产性能的优势,还具有易萌发、可定植、其形成的孢子还具有对不良环境的抗性及可长时间保存等多重优点,目前已成为关注新热点。


      一、凝结芽孢杆菌概况、性状及特点


      凝结芽孢杆菌是革兰阳性杆菌、过氧化氢酶阳性菌,大小为 0. 9×(3. 0 ~ 5. 0) μm,可形成芽孢,可运动,是一种兼性厌氧菌,但当凝结芽孢杆菌进入生长稳定期后可表现为革兰阴性。凝结芽孢杆菌的温度耐受范围是 30~55 ℃,最适生长温度为 50℃,最适 pH 值为 6. 6~7. 0。


      凝结芽孢杆菌缺乏细胞色素 C 氧化酶,也不具备降解硝酸盐为亚硝酸盐的能力。凝结芽孢杆菌可以发酵葡萄糖产生 L-乳酸,同时可生成少量乙酸、乙醇和乙酰甲基甲醇,这是其在畜禽养殖生产中得以应用的一个重要原因。

                                                    

      一些市售的“耐高温乳酸菌”类微生物饲料添加剂实质上是凝结芽孢杆菌。


      凝结芽孢杆菌在有氧条件下的乳酸产生量远远低于无氧条件下的产量。凝结芽孢杆菌同枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌等芽孢杆菌类微生物一样,对高温有较好的耐受性,100 ℃条件下处理 10 min 存活率可达 96%。


      但是当凝结芽孢杆菌处于低 pH 值条件时,其热耐受性会有不同程度地下降。试验表明,pH 值为 4. 0时,凝结芽孢杆菌的孢子几乎丧失热耐受性,并且生长受到抑制。


     二、凝结芽孢杆菌的作用机制及生物学功


      ⒈凝结芽孢杆菌的作用机制


      凝结芽孢杆菌在肠道内分泌乳酸,营造酸性环境,适宜有益菌生长,调节肠道菌群平衡; 还能分泌淀粉酶和蛋白酶等酶类,促进机体对营养物质的消化和吸收; 可产生 B 族维生素、氨基酸和短链脂肪酸等物质,补充动物自身所需的某些营养物质,并能加快小肠蠕动速度,改善肠道消化功能。


      凝结芽孢杆菌在肠道内定居后,可产生大量凝固素和 L- 乳酸等抑制有害菌物质,对大肠埃希氏菌、沙门菌、志贺氏菌、变形杆菌、长球菌、明串珠球菌、李斯特菌和小球菌等都有抑制作用,促进动物健康生长。


      ⒉凝结芽孢杆菌的生物学功能


      ⑴促进动物生长,提高饲料利用率


      用凝结芽孢杆菌饲喂断奶仔猪,结果显示试验组日增质量显著高于对照组,饲料转化率比对照组提高 8. 96%(P<0. 05)。


      凝结芽孢杆菌能显著提高生长肥育猪的生产性能。对虾饲料中添加凝结芽孢杆菌,结果表明试验组的增重率和特定生长率都显著高于对照组,同时显著降低饵料系数,提高养殖的存活率。


      ⑵抗氧化,延缓衰老


      究发现凝结芽孢杆菌能有效帮助动物抵御紫外线对皮肤的伤害,延缓皮肤的衰老。


      ⑶促进消化,调节消化道的微生态平衡


      凝结芽孢杆菌在50 ℃及 pH 5. 0 的条件下,能通过戊糖 - 磷酸盐途径有效发酵分解木质素等;凝结芽孢杆菌 TBC169 片能将多糖分解为低聚糖,为肠道中有益菌的生长提供营养物质,以达到促进有益菌增殖的目的;凝结芽孢杆菌具有治疗腹泻和便秘的双向作用;凝结芽孢杆菌不仅能提高牛对纤维素类饲料的利用率,还能预防大牲畜疾病;ATCC 7050 菌能提高肉用仔鸡的饲料转化率,使空肠中乳酸杆菌数增加并使大肠杆菌类有害菌数减少,调节肠道微生物的菌群平衡。


      ⑷善动物机体免疫,提高抗病力


      国内关于凝结芽孢杆菌对猪生产性能影响的研究较少,且多关注凝结芽孢杆菌在断奶仔猪上的应用。


      研究报道,凝结芽孢杆菌可以降低仔猪腹泻率(P< 0. 05)。经证实,断奶仔猪日粮中凝结芽孢杆菌为最佳添加量 2×10 7 CFU/g 时,有助于降低仔猪腹泻。断奶仔猪日粮中凝结芽孢杆菌含量为 7. 5×10 6 CFU/g 时,仔猪生长性能有所改善,原因是凝结芽孢杆菌可调整肠道内的微生物区系平衡,促进动物对饲料的消化吸收。


      三、影响凝结芽孢杆菌使用效果的因素


     ⒈有效活菌数和产孢率


      有效活菌数和产孢率是影响凝结芽孢杆菌发挥作用的重要因素。不同的产品不同的生产批次都可能有不同的有效活菌数和产孢率。并且不同的芽孢形态也对其使用效果有影响,稳定的大芽孢是凝结芽孢杆菌制剂顺利穿过胃和十二指肠后萌发定植的前提。


      ⒉动物自身条件


      动物的肠道菌系会随着年龄及其生理状况变化而产生一定的变化,导致相同的产品作用于不同的个体上也可能呈现不同的效果。因此,对于不同生理状态的动物,其使用量及产品的组合形式都会有所不同。


      ⒊使用量及饲喂的方式


      在饲料中的添加量和添加方式的不同,效果也不同。通常情况下,在动物基础日粮中凝结芽孢杆菌活菌数达 100 ~ 1 000 万 CFU/g 时效果明显。


      一般来说,拌料饲喂比饮水效果好。


      ⒋其他因素


      产品水分对凝结芽孢杆菌的存活率影响很大,一般而言,产品的水分应控制低于 8. 00%。


      与其他有效成分(益生元、其他益生素和吸附剂等)不同组合或配合使用,也会出现不同的使用效果。


      高营养水平饲料的使用效果不如低营养水平的使用效果明显。


关键词:凝结芽孢杆菌、国家标准物质网、国家标准物质中心
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