枯草芽孢杆菌的生物学功能及其在家禽生产中的应用

1、    枯草芽孢杆菌的生物学功能及其在家禽生产中的应用    摘  要：枯草芽孢杆菌（bacillus subtilis，bs）是一种活性益生菌，具有无耐药性、无残留以及对家禽无致病性等优良特性，被认为是一种理想的绿色抗生素可替代物。研究表明，枯草芽孢具有改善动物机体生产性能、提高机体对养分的消化利用率、改善机体免疫性能、改善肠道微生态以及抗氧化性能等诸多生物学功能，因而在家禽生產中具有广泛应用。文章就枯草芽孢杆菌的生物学功能及其在家禽生产中的应用展开综述，简要分析了枯草芽孢杆菌的制备，旨在为枯草芽孢杆菌在家禽生产中的应用提供理论依据和数据参考

2、，从而更好促进家禽生产的发展。关键词：枯草芽孢杆菌;bs;益生菌;生物学功能;家禽生产：s858.312.61+6     ：a     ：1673-1085（2019）3-0047-06近年来随着我国规模化养殖进程的加快，使家禽产业取得了一定的发展，但是规模化家禽生产致使抗生素滥用，尽管抗生素的使用有利于很好的预防家禽疾病的发生以及促进家禽的生产性能，而研究发现，抗生素的滥用（超量、超时以及超范围）会给家禽产业带来严重的弊端，如导致病毒细菌变异产生耐药性、使抗病力急剧下降，同时，抗生素会大量残留于禽肉产品，经粪便排出对环境也产生了消

3、极作用，严重危害的人们的食品安全和环境1。因而寻求一种可行的绿色抗生素替代物成为了家禽生产中的一个研究热点。枯草芽孢杆菌（bacillus  subtilis，bs）作为一种好氧型革兰氏阳性（g+）益生菌，它具有易降解、无抗药性、无致病性以及不会对环境产生消极作用等优良生物学特性，被认为是一种绿色的抗生素可替代物，作为一种绿色饲料添加剂广泛应用于家禽生产中2，3。bs在家禽生产中应用的研究表明，bs具有改善机体生产性能4、提高机体对养分的消化利用率5、改善免疫性能6、肠道微生态7以及抗氧化性能8等诸多生物学功能，在养鸡生产、养鸭生产以及养鹅生产中均发挥了积极作用。文章就bs的生物学功

4、能及其在家禽生产中的应用展开综述，并阐述了bs的制备，进而阐明bs在家禽生产中应用的可行性以及必要性，旨在为bs在家禽生产中的应用提供科学的理论依据和可靠的数据参考，使我国家禽业实现绿色高效地发展。1  bs的制备bs在家禽生产中具有诸多积极作用，但bs实现工业化还面临着很多困难，如发酵周期长、产量低以及成本高等困难，因此，越来越多的学者开展了bs高效制备的研究9。有研究表明，通过单因素试验与响应曲面法优化试验，得出了一种bs优化培养基（配方：葡萄糖2g/l、淀粉1.88g/l、牛肉膏15g/l、nacl 6.83g/l、玉米粉5.60g/l、酵母粉10g/l、蛋白胨10g/l、mg

5、so4 3g/l），此培养基在36、170r/min的条件下培养72h后，可使bs的芽孢数提高到2.42×109cfu/ml，产出效率提高150%10。为提高bs的产芽孢数，有学者通过单批一次投料探索培养基成分、ph值、培养过程中通气量及装液体积比对芽孢产生的影响，结果发现当培养基组分为糖蜜1.0%、酵母粉0.8%、（k2hpo4+kh2po4）0.5%、mnso4 0.2%、起始培养ph值为7.0、最适装液量为20%（体积比）、5l半自动发酵罐中、溶氧大于70%、发酵24h时为最佳的产芽孢条件，此时芽孢的数量可达5.1×1011cfu/ml，出芽率为98.0%11。有研究

6、通过单因素试验发现，当麦芽糖为碳源、磷酸二氢铵为氮源、氯化钠作为无机盐、最佳装液量为100/250ml时为优化培养基12。相似的研究发现，当牛肉膏为0.4%、酵母浸出粉为0.9%、氯化钠为0.3%时为优化培养基，而最佳培养条件则是当接种量为5%、ph为7.5、温度为36、转速为140r/min时，此时枯草芽孢杆菌数目可达到1.03×1010cfu/ml13。综上表明，有关bs的制备尚还停留在摸索过程，离实际应用尚还有一段距离，今后需加大有关bs制备方面的研究，以促进bs在家禽生产中发挥更大的积极作用。2  bs的生物学功能2.1  改善机体生产性能  b

7、s作为一种绿色益生菌，可以通过提高机体的增重以及饲料转化率而有效的改善机体的生产性能。在肉鸡中的研究发现，给1日龄科宝肉仔鸡饲喂含600万个/g bs的日粮，饲喂42d，与仅饲喂基础日粮的肉仔鸡相比，bs组肉仔鸡的平均日增重（adg）显著增加（p<0.05），而料肉比则显著降低（p<0.05），而料肉比显著下降（p<0.05），同时显著提高了仔猪在试验后21d和42d时的体重（p<0.01）17。表明bs可以有效的增加畜禽机体的日增重、降低料重比，进而改善机体的生产性能。2.2  提高机体对养分的消化利用率  bs可产生多种消化酶（蛋白酶等），可以有

8、效的提高机体对日粮养分的消化利用率。在家禽生产中的应用研究发现，蛋鸡（如皋黄鸡）中的研究表明，给其饲喂含0.02%bs的日粮可以显著增加其对日粮中氮和磷的表观消化率5;在五龙鹅中的研究发现，5周龄五龙鹅日粮中添加250mg/kg bs，饲喂11周后，可使五龙鹅对日粮粗蛋白（cp）、粗纤维（cf）的消化率分别提高3.34%（p<0.05）和18.60%（p<0.05），而使其排泄氮降低9.67%（p<0.05），表明bs有效地提高了蛋鸡和鹅对日粮养分的利用率18。在猪的研究中发现，给生长育肥猪饲喂添加bs的日粮可增加其对cp的表观消化率（p<0.05）20。综上表明，bs

9、可以有效的提高畜禽对日粮中养分的消化利用率，进而有效改善生产性能。2.3  改善畜禽免疫性能  bs具有很好的抑菌活性，研究表明，bs可以通过提高机体的免疫器官指数以及血清免疫球蛋白水平而改善机体的免疫性能。在提高机体免疫器官指数研究方面，bs在禽中的应用研究发现：2周龄樱桃谷肉鸭日粮中添加2g/kg bs，饲喂4周后发现，与对照组相比，bs组樱桃谷肉鴨的胸腺指数显著增加（p<0.05）21;仔猪中的应用研究表明：给哺乳仔猪灌服含bs的益生菌制剂21d可使仔猪的腹股沟淋巴结、脾脏、肾脏、肝脏、心脏和胸腺指数显著提高（p<0.05）23;以上研究表明，bs通过增加

10、畜禽免疫器官指数而改善免疫性能。bs在增加畜禽免疫球蛋白的研究方面，有研究发现，1日龄肉鸡日粮中添加重组bs se1制剂1.0×106cfu/g，饲喂42d后可以显著的提高肉鸡血清抗鸡白痢沙门氏菌ompc免疫球蛋白g（igg）水平和肠黏膜免疫球蛋白a（iga）的水平（p<0.05）6;在猪中的研究发现，仔猪日粮中添加bs可以显著提高血清igg和igm水平（p<0.05）24;母猪日粮中添加15%含bs的发酵饲料可以显著增加母乳中iga水平（p<0.05）20;这表明，bs也可通过提高畜禽血清中免疫球蛋白水平来有效的改善畜禽的免疫性能。2.4  调节畜禽肠道

11、微生态平衡  bs具有良好的抑菌活性，在维持肠道微生态方面也具有积极作用，研究表明，bs主要通过改善肠道形态以及调节菌群数量来有效的改善肠道微生态。在改善肠道形态方面，研究发现，在1日龄临武鸭基础日粮中补充5×1010cfu/kg bs，饲喂63d，与基础日粮组相比，bs组临武鸭空肠和回肠中的绒毛高度显著增加（p<0.05），而空肠中的隐窝深度显著降低（p<0.05），而有益菌乳酸菌的数量则显著增加（p<0.05）21;育肥猪日粮中添加地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌复合物（地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌以1：1的比例混合）可以显著增加其粪便中乳酸杆菌的数量（p2.

12、5  改善机体抗氧化性  bs除上述生物学功能外，有研究表明，bs可通过提高畜禽机体抗氧化酶活性而有效改善畜禽的抗氧化性能。在鸡中，有研究表明，在25周龄雪峰乌骨鸡日粮中添加600mg/kg bs（1×109cfu/g），饲喂28d，显示，与对照组（未添加bs）相比，bs组雪峰乌骨鸡血清中总抗氧能力（t-aoc）、谷胱甘肽过氧化物酶（gsh-px）均显著增加（p<0.05）20。综上表明，bs通过提高畜禽机体抗氧化酶活性而有效改善抗氧化性能。3  bs在家禽生产中的应用3.1  在养鸡生产中的应用  bs在养鸡生产中主要用于改善

13、鸡的生产性能、蛋品质、屠宰性能以及肉品质。在改善鸡的生产性能方面，研究表明在1日龄aa肉鸡日粮中添加500mg/kg bs，饲喂6周，结果显示，bs组aa肉仔鸡42日龄体重显著增加，而全期料重比则显著降低7;也有研究表明肉鸡中日粮中添加108cfu/ml bs e-8可以显著改善肉鸡的饲料转化效率32;表明bs对鸡的生产性能具有促进作用。在改善蛋品质方面，有研究报道，在47周龄如皋黄鸡日粮中添加0.75%bs，饲喂42d后，发现蛋白高度以及哈氏单位均显著增加（p<0.01）和9.09%（p<0.05），同时发现蛋壳强度及蛋黄色泽均有提高，但差异不显著8;表明bs对蛋品质的改善具有促

14、进作用。bs也可有效的改善鸡的屠宰性能和肉品质，研究发现，给42日龄黄羽肉鸡饲喂添加8%经bs发酵的棉粕日粮，通过屠宰分析表明，与基础日粮组相比，试验组肉鸡的屠宰率、胸肌率、半净膛率、全净膛率、腿肌率和肌肉ph45min值均显著增加（p<0.05），而肌肉失水率、滴水损失以及剪切力值均显著降低（p3.2  在养鹅生产中的应用  研究表明，bs可以有效的改善鹅的生产性能以及屠宰性能和肉品质。在改善鹅的生产性能方面，有报道指出，给5周龄五龙鹅饲喂添加250mg/kg bs的日粮11周，发现肉鹅的体重和adg显著增加（p<0.05），而料重比则显著降低（p<0.

15、05），而料重比则显著降低（p<0.05），血清丙二醛（mda）含量显著降低（p<0.05）37，这表明bs有助于五龙鹅抗氧化性能的改善以及胫骨发育的改善。3.3  在养鸭生产中的应用  bs在养鸭生产中的应用效果主要体现在改善鸭的生产性能、免疫性能以及肠道方面。以2周龄樱桃谷肉鸭为研究对象，探讨bs对其生产性能以及免疫性能的影响试验中，在其日粮中添加2g/kg bs，饲喂4周，结果表明，与对照组相比，饲喂3周后的肉鸭料重比显著降低（p<0.05），而14日龄的胸腺、脾脏、法氏囊以及28日龄法氏囊指数均显著增加（p4  小结与展望综合全文，bs是

16、一种益生菌，具有无耐药性、无致病性以及对环境无污染等诸多优良特性，因而被认为是一种抗生素的可替代物。通过大量的应用研究表明，bs具有改善机体生产性能、提高对日粮养分的消化利用率、改善机体的免疫性能、肠道微生态以及抗氧化性能等诸多生物学功能，在改善家禽的生产性能、免疫性能、屠宰性能以及肉质等方面具有积极作用，有效的促进了家禽生产的发展。尽管bs在家禽生产中具有很大的优越性，但就目前的研究而言，bs在家禽生产中的应用尚还存在挑战，如通过前面所述发现，对于bs的添加量尚存在争议;且大部分研究仅仅是研究bs单独的作用效果，有关bs与其他饲料添加剂之间的配伍方面的研究鲜有报道;最后是bs的商业化进度还有

17、待进一步加强，需加快对bs高效制备的研究。相信随着动物营养与饲料科学与分子生物学技术的高速发展，以及发酵工艺的完善，将会制定出一套系统的bs应用标准，开发出更加高效便捷的制备工艺，从而有效地解决上述问题。通过上述问题的解决，可以使bs更好的应用于家禽生产中，更好的促进家禽产业的发展，促进家禽产业实现绿色、可持续以及高效地发展！参考文献：1  谭玉文，朱学农，周敏，等.中草药在家禽养殖中的研究进展j.中国家禽，2018，40（21）：44-47.2  field s k， fisher d， jarand j m， et al.new treatment options fo

18、r multidrug-resistant tuberculosisj.ther adv respir dis，2012，6（5）：255-268.3  王思念，刘春艳，乔亚琼，等.枯草芽孢杆菌在动物饲料营养中的应用研究进展j.饲料与畜牧，2018（07）：56-59.4  刘晓东，龙征荣，彭利兰，等.肉仔鸡日粮中添加枯草芽孢杆菌对生长性能的影响j.饲料博览，2018（11）：6-10.5  蒋一秀，李尚民，范建华，等.枯草芽孢杆菌对如皋黄鸡肠道ph值、养分表观消化率及粪便中氨气和硫化氢释放量的影响j.中国家禽，2018，40（19）：32-35.6 

19、唐慧琴，王振华，潘康成，等.重组枯草芽孢杆菌se1制剂对肉鸡生长、抗氧化能力及免疫功能的影响j.中国预防兽医学报，2018，40（03）：248-252.7  齐博，武书庚，王晶，等.枯草芽孢杆菌对肉仔鸡生长性能、肠道形态和菌群数量的影响j.动物营养学报，2016，28（06）：1748-1756.8  王腾，陈辉，曲湘勇.枯草芽孢杆菌对雪峰乌骨鸡产蛋性能和抗氧化性的影响j.廣东饲料，2018，27（09）：25-28.9  李达，姜媛媛，周洋，等.饲用枯草芽孢杆菌高密度发酵培养基的优化j.东北农业科学，2016，41（02）：104-108.10  胡

20、瑞萍，丁贤，李来好，等.响应面法优化枯草芽孢杆菌nhs1产芽孢发酵培养j.生态学杂志，2018，37（02）：605-612.11  王法富，刘梦涵，刘利利，等.枯草芽孢杆菌出芽培养条件优化j.当代化工，2018，47（02）：286-289.12  郑强，位南南.枯草芽孢杆菌培养条件的优化j. 化工设计通讯，2018，44（10）：117.13  叶碧霞，左勇，傅彬，等.一株枯草芽孢杆菌培养基及培养条件的优化j.食品科技，2017，42（01）：23-28.14  zhang l， ma q， ma s， et al. ameliorating eff

21、ects of bacillus subtilis ansb060 on growth performance， antioxidant functions， and aflatoxin residues in ducks fed diets contaminated with aflatoxinsj.toxins （basel），2016，9（1）.15  孔令武，吴诗樵，黄正旺，等.饲料中添加枯草芽孢杆菌对扬州鹅生产和屠宰性能的影响j.中国家禽，2018，40（13）：60-62.16  王晓丹，孔祥峰，赵越，等.枯草芽孢杆菌对断奶仔猪生长性能和血浆生化参数的影响j.动

22、物营养学报，2019：1-7.17  仇武松，王彦芦，张振威，等.日粮添加产朊假丝酵母与枯草芽孢杆菌对湖羊生长性能及养分消化率的影响j.中国畜牧杂志，2017，53（02）：106-109.18  柯昌娇，王宝维，葛文华，等.不同锌添加水平飼粮中添加枯草芽孢杆菌对肉鹅生长性能、屠宰性能、肉品质和养分利用率的影响j.动物营养学报，2018，30（10）：4161-4171.19  blavi l， jorgensen j n， stein h h. effects of b.amyloliquefaciens and b.subtilis on ileal dige

23、stibility of amino acids and total tract digestibility of crude protein and gross energy in diets fed to growing pigs.j.journal of animal science，2018：335-350.20  程连平，贺濛初，夏晓冬，等.富硒酵母和枯草芽孢杆菌对湖羊羔羊生长性能、血清指标和消化功能的影响j.动物营养学报，2018，30（08）：3189-3198.21  胡振华，杨永平，杨宇，等.枯草芽孢杆菌对樱桃谷肉鸭生长性能、免疫器官指数、肠道菌群及肠道形

24、态的影响j.动物营养学报，2018，30（04）：1504-1512.22  张双翔，胡兴义，冯旭芳，等.乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌组合对哺乳仔猪生长性能、免疫器官指数和血液生理生化指标的影响j.黑龙江畜牧兽医，2018（05）：171-173.23  宋淑珍，王彩莲，吴建平，等.枯草芽孢杆菌和紫锥菊提取物对育肥羊生长性能、免疫性能和肉品质的影响j.动物营养学报，2018，30（03）：1084-1094.24  upadhaya s d， shanmugam s k， kang d k， et al.preliminary assessment on pote

25、ntials of probiotic b. subtilis rx7 and b. methylotrophicus c14 strains as an immune modulator in salmonella-challenged weaned pigsj. trop anim health prod， 2017，49（5）：1065-1070.25  wang c， lin c， su w， et al. effects of supplementing sow diets with fermented corn and soybean meal mixed feed du

26、ring lactation on the performance of sows and progenyj. j anim sci， 2018，96（1）：206-214.26  xing y， wang s， fan j， et al. effects of dietary supplementation with lysine-yielding bacillus subtilis on gut  morphology， cecal microflora， and intestinal immune response of linwu ducksj. j anim sc

27、i， 2015，93（7）：3449-3457.27  cheng y f， chen y p， du m f， et al. evaluation of dietary synbiotic supplementation on growth performance， muscle antioxidant ability and mineral accumulations， and meat quality in late-finishing pigsj. kafkas universitesi veteriner fakultesi dergisi， 2018，24（5）：673-679.28  lan r， kim i h. effects of bacillus licheniformis and bacillus subtilis complex on growth performance and faecal noxious gas emissions in growing-finishing pigs.j. journal of the science of food and agriculture， 2018：1554-1560.29  韩丽，解培峰，赵越，等.枯草芽孢