于佳民 张建梅 谷巍
（山东宝来利来生物工程股份有限公司，山东泰安271099）
[摘要]针对凝结芽孢杆菌的生物学特性、作用机理、芽孢形成培养研究及在饲料应用和临床应用研究方面作一综述。
[关键词]凝结芽孢杆菌；作用机理；芽孢形成；饲料应用；临床研究
中图分类号]S816.7 [文献标识码] A [文章编号]1005-8613（2013）06-0026-03
凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）是一种可以产生乳酸的芽孢杆菌，是最近几年人们研究的热点，其具有耐热性好、耐受胃酸和胆汁等优点，能够改善肠道菌群结构，调节肠道功能紊乱、维持肠道内菌群平衡和提高机体免疫水平，促进营养物质代谢和利用的功能。凝结芽孢杆菌作为微生态制剂被广泛地应用于畜牧、水产、医药、保健和食品等行业。本文就凝结芽孢杆菌的生物学特性、作用机理、芽孢发酵培养和饲料生产、临床应用进行总结和概括。
1· 凝结芽孢杆菌的生物学特性和作用机理
1.1凝结芽孢杆菌的生物学特性
凝结芽孢杆菌最适生长温度为45~50 ℃，经90 ℃，60 min 湿热处理和120 ℃，60 min 干热处理，其活菌数只下降了一个数量级；最适pH 值为6.6~7.0，将其置于pH 值大于2.42 的酸性溶液中，存放一年后，其存活率仍高达105；凝结芽孢杆菌在低pH 值条件下，其抗逆性会下降（董惠钧等，2010）。凝结芽孢杆菌属于兼性厌氧菌，进入肠道后会消耗游离氧，繁殖，对厌氧微生物乳酸菌和双歧杆菌的生长起到促进作用，从而调节肠道内微生态的菌群平衡，提高机体免疫和抗病能力，减少肠道疾病的发生；凝结芽孢杆菌在肠道内繁殖的同时会分泌淀粉酶和蛋白酶，助于营养物质的消化和吸收；其产生的维生素、氨基酸、短链脂肪酸等物质能增加小肠蠕动速度，改善肠道消化功能；产生抑菌物质- 凝结素对胃肠道炎症有一定治疗作用（LeMarrec C 等，2000）。
1.2 凝结芽孢杆菌的作用机理
凝结芽孢杆菌以4 种方式影响机体的消化作用：一是凝结芽胞杆菌是兼性厌氧菌，在有氧及无氧环境下都可生长，进入肠道后，在肠道内定植，消耗大量的游离氧，有利于肠道内厌氧微生物(细菌)如乳酸菌、双歧杆菌的生长，从而达到肠道内微生态的菌群平衡，提高机体免疫和抗病能力，减少肠道疾病的发生,促进动物生长；二是促进分泌多种消化酶，利于营养物质的消化与吸收；三是在肠道内定植，直接产生如氨基酸、维生素、短链脂肪酸等多种营养物质，与肠道其它益生菌如乳酸杆菌和双歧杆菌等有益菌协同作用，从而增加小肠蠕动的速度，改善肠道消化功能，提高对饲料中各种营养成分的消化与吸收；四是凝结芽孢杆菌能够分泌一些抑菌物质抑制大肠埃希氏菌、沙门氏菌、志贺氏菌等常见肠道病原菌的生长，例如抗菌肽物质- 凝结素，其经60 ℃处理90 min，pH 4~8 的条件下仍保持稳定，且不受α- 淀粉酶、酯酶和有机溶剂的影响，对肠球菌、明串珠球菌、李斯特菌和小球菌等有抑制作用（Hyronimus B 等，1998）。
2· 凝结芽孢杆菌芽孢形成培养的研究
凝结芽孢杆菌能调节肠道紊乱，维持肠道菌群平衡，且具有抗逆性强，耐高温高压、易贮存等特点。凝结芽孢杆菌产生的芽孢没有新陈代谢，能耐高温、紫外线、多种溶剂、酸、碱等（Senr 等，1997；徐世荣等，2007），且较营养体细胞易保藏，复活率高，是凝结芽孢杆菌应用的最佳存在形式。因此目前，发酵研究的重点主要集中在如何用低廉易得的培养基提高芽孢形成率。陈秋红等（2009）研究指出，在摇瓶15 L 自动发酵罐中对凝结芽孢杆菌液体培养形成芽孢进行优化，麸皮20 g/L，酵母膏5 g/L，豆粕粉10 g/L，NaCl 5 g/L，K2HPO4 3 g/L，MnSO4·H2O0.3 g/L；在15L 自动发酵罐中扩大培养，控制溶氧在30%以上，培养20h，芽孢数量可达5.8×109CFU/mL，芽孢率达96.7%。戚薇等（2003）研究表明，用中空纤维膜过滤法高密度培养凝结芽孢杆菌，芽孢形成率达75%。王进华等（2003）研究发现，减少通气量有助于芽胞的形成。王天云等（2001）则在培养细胞后期加入木屑、碎布屑和玉米芯等固体介质以促进芽孢的形成，芽孢形成率达95%以上，通常在添加后静置培养48h 后芽孢就可以形成。
3 ·凝结芽孢杆菌在饲料中的应用
3.1 凝结芽孢杆菌在畜禽饲料中的应用
凝结芽抱杆菌是一种孢子型乳酸菌，因其具有稳定性好、抗逆性强、复活率高、代谢旺盛等特点，能提高机体免疫和抗病能力，减少肠道疾病的发生，提高动物的健康水平，因此已逐渐将凝结芽孢杆菌应用到猪、牛、鸡、鸭等畜禽饲粮中。周映华等（2012） 研究表明基础日粮中添加0.05％凝结芽孢杆菌的断奶仔猪，日增重明显高于空白对照组（P<0.05），饲料转化率比对照组提高8.96％（P <0.05），腹泻率显著降低（P <0.05）。李国建（2004）发现，生长肥育猪饲料中添加凝结芽孢杆菌制剂可显著提高猪的平均日增重，降低饲料成本，饲养效果与抗菌药利菌净没有显著差异。另据北方牧业报道，我国内蒙古大学与中国农业科学院携手合作开展“凝结芽孢杆菌用作牛饲料添加剂”的实验性研究取得初步成效，将凝结芽孢杆菌作为代替抗生素的的饲料添加剂。天津市畜牧兽医研究所应用饲喂试验表明，在肉仔鸡饲料中添加凝结芽孢杆菌预混剂100~300 mg/kg 可提高肉仔鸡的平均体重和平均日增重5.5%左右，死淘率降低15.2%，饲料增重比下降7%；在生长育肥仔猪饲料中添加同样量的凝结芽孢杆菌，平均体重增长4.9%，平均日增重增长10.17%，饲料增重比降低6.6%。
3.2 凝结芽孢杆菌在水产饲料中的应用
芽孢杆菌能产生多种酶类, 具有较强的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性,同时还具有降解饲料中复杂化合物的酶, 如果胶酶、半纤维素酶、葡聚糖酶、葡萄糖异构酶、纤维素酶等（Sogarrd D H 等，1990）。已有研究表明,芽孢杆菌能提高异育银鲫和凡纳对虾等水产动物的蛋白酶活性（刘小刚等，2002；丁贤等，2004）。张淑华等（1994）在对虾饵料中添加凝结芽孢杆菌, 结果对虾摄食含0.1% 饵料，其总消化率和蛋白质消化率较对照组分别提高了5.07% 和1.24%。付天玺等（2008）研究证实在基础日料中添加凝结芽孢杆菌，不同添加量的凝结芽孢杆菌均能显著提高奥尼罗非鱼胃、肝胰脏和肠道蛋白酶活性（P <0.05），奥尼罗非鱼增重率提高8.56%（P <0.05），饵料系数降低8.18%（P <0.05），饲料表观消化率提高10.07%（P <0.05），蛋白质表观消化率提高3.63%（P <0.05），显著促进了奥尼罗非鱼的生长和饲料营养物质的吸收利用。
4 ·凝结芽孢杆菌在临床的应用研究
凝结芽孢杆菌除了在维持动物肠道微生态平衡中的保健作用外，其对常见肠道疾病如腹泻、慢性结肠炎、小儿肺炎和便秘等有明显疗效。万阜昌等（2005）研究表明凝结芽孢杆菌能明显制止由对氨苄青霉素钠诱发的小鼠腹泻。崔云龙等（2005）研究表明凝结芽孢杆菌能明显抑制葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎大鼠肠道双歧杆菌数量，对治疗大鼠结肠炎有一定的疗效。并且对引起肠道炎症疾病的致病菌如大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌等有抑制作用，可加速肠道菌群平衡的恢复，能有效改善肠黏膜损伤（陈莹，2008）。王霖等（2008）研究也发现用凝结芽孢杆菌治疗抗原诱导大鼠结肠炎，凝结芽孢杆菌可有效修复肠黏膜和消除肠道炎症，预防抗菌药对肠粘膜的损伤。王秀华等（2012）研究表明治疗肺炎患儿的同时与抗菌药间隔2~3 小时联用凝结芽孢杆菌活菌片，不但可以预防腹泻的发生，还能增强患儿体质，辅助治疗肺炎，并可以预防抗菌药引起的肠功能紊乱。王兰平等（2012）研究表明服用凝结芽孢杆菌活菌片治疗组总有效率、大便频率明显高于对照组，差异有统计学意义（P <0.05），同时治疗组患者治疗后无腹部不适、腹胀、排便费力、排便不尽等新症状出现，明显优于对照组，凝结芽孢杆菌活菌片辅助治疗妊娠期便秘疗效显著，值得临床推广。Baron 等（2009）研究表明，凝结芽孢杆菌可防治腺病毒和甲型流感病毒等病毒感染，增强免疫反应。郭红等（2012）研究表明，凝结芽孢杆菌活菌片治疗母乳性黄疸，治疗后观察组总有效率、日均胆红素下降值均明显高于对照组，治疗第5 天血清胆红素值低于对照组，黄疸消退时间亦明显短于对照组，差异具有统计学意义（P<0.05）。
5 ·小结
凝结芽孢杆菌能产生多种酶类，调节肠道紊乱，维持肠道菌群平衡，且形成的芽孢具有稳定性好、抗逆性强、复活率高等诸多优良特性，被认为是较理想的微生态菌株。目前，凝结芽孢杆菌的作用效果逐步得到确认，随着研究的深入，凝结芽孢杆菌作为微生态制剂会有更广阔的应用空间。
参考文献:（略）
