凝結(jié)芽孢桿菌（Bacillus coagulans）是一種可以產(chǎn)生乳酸的芽孢桿菌，是最近幾年人們研究的熱點(diǎn)，其具有耐熱性好、耐受胃酸和膽汁等優(yōu)點(diǎn)，能夠改善腸道菌群結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)腸道功能紊亂、維持腸道內(nèi)菌群平衡和提高機(jī)體免疫水平，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝和利用的功能。凝結(jié)芽孢桿菌作為微生態(tài)制劑被廣泛地應(yīng)用于畜牧、水產(chǎn)、醫(yī)藥、保健和食品等行業(yè)。本文就凝結(jié)芽孢桿菌的生物學(xué)特性、作用機(jī)理、芽孢發(fā)酵培養(yǎng)和飼料生產(chǎn)、臨床應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)和概括。

   1· 凝結(jié)芽孢桿菌的生物學(xué)特性和作用機(jī)理

   1.1凝結(jié)芽孢桿菌的生物學(xué)特性

   凝結(jié)芽孢桿菌最適生長(zhǎng)溫度為45~50 ℃，經(jīng)90 ℃，60 min 濕熱處理和120 ℃，60 min 干熱處理，其活菌數(shù)只下降了一個(gè)數(shù)量級(jí)；最適pH 值為6.6~7.0，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(dá)105；凝結(jié)芽孢桿菌在低pH 值條件下，其抗逆性會(huì)下降（董惠鈞等，2010）。凝結(jié)芽孢桿菌屬于兼性厭氧菌，進(jìn)入腸道后會(huì)消耗游離氧，繁殖，對(duì)厭氧微生物乳酸菌和雙歧桿菌的生長(zhǎng)起到促進(jìn)作用，從而調(diào)節(jié)腸道內(nèi)微生態(tài)的菌群平衡，提高機(jī)體免疫和抗病能力，減少腸道疾病的發(fā)生；凝結(jié)芽孢桿菌在腸道內(nèi)繁殖的同時(shí)會(huì)分泌淀粉酶和蛋白酶，助于營(yíng)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(dòng)速度，改善腸道消化功能；產(chǎn)生抑菌物質(zhì)- 凝結(jié)素對(duì)胃腸道炎癥有一定治療作用（LeMarrec C 等，2000）。

   1.2 凝結(jié)芽孢桿菌的作用機(jī)理

   凝結(jié)芽孢桿菌以4 種方式影響機(jī)體的消化作用：一是凝結(jié)芽胞桿菌是兼性厭氧菌，在有氧及無(wú)氧環(huán)境下都可生長(zhǎng)，進(jìn)入腸道后，在腸道內(nèi)定植，消耗大量的游離氧，有利于腸道內(nèi)厭氧微生物(細(xì)菌)如乳酸菌、雙歧桿菌的生長(zhǎng)，從而達(dá)到腸道內(nèi)微生態(tài)的菌群平衡，提高機(jī)體免疫和抗病能力，減少腸道疾病的發(fā)生,促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)；二是促進(jìn)分泌多種消化酶，利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化與吸收；三是在腸道內(nèi)定植，直接產(chǎn)生如氨基酸、維生素、短鏈脂肪酸等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，與腸道其它益生菌如乳酸桿菌和雙歧桿菌等有益菌協(xié)同作用，從而增加小腸蠕動(dòng)的速度，改善腸道消化功能，提高對(duì)飼料中各種營(yíng)養(yǎng)成分的消化與吸收；四是凝結(jié)芽孢桿菌能夠分泌一些抑菌物質(zhì)抑制大腸埃希氏菌、沙門氏菌、志賀氏菌等常見(jiàn)腸道病原菌的生長(zhǎng)，例如抗菌肽物質(zhì)- 凝結(jié)素，其經(jīng)60 ℃處理90 min，pH 4~8 的條件下仍保持穩(wěn)定，且不受α- 淀粉酶、酯酶和有機(jī)溶劑的影響，對(duì)腸球菌、明串珠球菌、李斯特菌和小球菌等有抑制作用（Hyronimus B 等，1998）。

   2· 凝結(jié)芽孢桿菌芽孢形成培養(yǎng)的研究

   凝結(jié)芽孢桿菌能調(diào)節(jié)腸道紊亂，維持腸道菌群平衡，且具有抗逆性強(qiáng)，耐高溫高壓、易貯存等特點(diǎn)。凝結(jié)芽孢桿菌產(chǎn)生的芽孢沒(méi)有新陳代謝，能耐高溫、紫外線、多種溶劑、酸、堿等（Senr 等，1997；徐世榮等，2007），且較營(yíng)養(yǎng)體細(xì)胞易保藏，復(fù)活率高，是凝結(jié)芽孢桿菌應(yīng)用的最佳存在形式。因此目前，發(fā)酵研究的重點(diǎn)主要集中在如何用低廉易得的培養(yǎng)基提高芽孢形成率。陳秋紅等（2009）研究指出，在搖瓶15 L 自動(dòng)發(fā)酵罐中對(duì)凝結(jié)芽孢桿菌液體培養(yǎng)形成芽孢進(jìn)行優(yōu)化，麩皮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 自動(dòng)發(fā)酵罐中擴(kuò)大培養(yǎng)，控制溶氧在30%以上，培養(yǎng)20h，芽孢數(shù)量可達(dá)5.8×109CFU/mL，芽孢率達(dá)96.7%。戚薇等（2003）研究表明，用中空纖維膜過(guò)濾法高密度培養(yǎng)凝結(jié)芽孢桿菌，芽孢形成率達(dá)75%。王進(jìn)華等（2003）研究發(fā)現(xiàn)，減少通氣量有助于芽胞的形成。王天云等（2001）則在培養(yǎng)細(xì)胞后期加入木屑、碎布屑和玉米芯等固體介質(zhì)以促進(jìn)芽孢的形成，芽孢形成率達(dá)95%以上，通常在添加后靜置培養(yǎng)48h 后芽孢就可以形成。

   3 ·凝結(jié)芽孢桿菌在飼料中的應(yīng)用

   3.1 凝結(jié)芽孢桿菌在畜禽飼料中的應(yīng)用

   凝結(jié)芽抱桿菌是一種孢子型乳酸菌，因其具有穩(wěn)定性好、抗逆性強(qiáng)、復(fù)活率高、代謝旺盛等特點(diǎn)，能提高機(jī)體免疫和抗病能力，減少腸道疾病的發(fā)生，提高動(dòng)物的健康水平，因此已逐漸將凝結(jié)芽孢桿菌應(yīng)用到豬、牛、雞、鴨等畜禽飼糧中。周映華等（2012） 研究表明基礎(chǔ)日糧中添加0.05％凝結(jié)芽孢桿菌的斷奶仔豬，日增重明顯高于空白對(duì)照組（P<0.05<>），飼料轉(zhuǎn)化率比對(duì)照組提高8.96％（P <0.05<>），腹瀉率顯著降低（P <0.05<>）。李國(guó)建（2004）發(fā)現(xiàn)，生長(zhǎng)肥育豬飼料中添加凝結(jié)芽孢桿菌制劑可顯著提高豬的平均日增重，降低飼料成本，飼養(yǎng)效果與抗菌藥利菌凈沒(méi)有顯著差異。另?yè)?jù)北方牧業(yè)報(bào)道，我國(guó)內(nèi)蒙古大學(xué)與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院攜手合作開(kāi)展“凝結(jié)芽孢桿菌用作牛飼料添加劑”的實(shí)驗(yàn)性研究取得初步成效，將凝結(jié)芽孢桿菌作為代替抗生素的的飼料添加劑。天津市畜牧獸醫(yī)研究所應(yīng)用飼喂試驗(yàn)表明，在肉仔雞飼料中添加凝結(jié)芽孢桿菌預(yù)混劑100~300 mg/kg 可提高肉仔雞的平均體重和平均日增重5.5%左右，死淘率降低15.2%，飼料增重比下降7%；在生長(zhǎng)育肥仔豬飼料中添加同樣量的凝結(jié)芽孢桿菌，平均體重增長(zhǎng)4.9%，平均日增重增長(zhǎng)10.17%，飼料增重比降低6.6%。

   3.2 凝結(jié)芽孢桿菌在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用

   芽孢桿菌能產(chǎn)生多種酶類, 具有較強(qiáng)的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性,同時(shí)還具有降解飼料中復(fù)雜化合物的酶, 如果膠酶、半纖維素酶、葡聚糖酶、葡萄糖異構(gòu)酶、纖維素酶等（Sogarrd D H 等，1990）。已有研究表明,芽孢桿菌能提高異育銀鯽和凡納對(duì)蝦等水產(chǎn)動(dòng)物的蛋白酶活性（劉小剛等，2002；丁賢等，2004）。張淑華等（1994）在對(duì)蝦餌料中添加凝結(jié)芽孢桿菌, 結(jié)果對(duì)蝦攝食含0.1% 餌料，其總消化率和蛋白質(zhì)消化率較對(duì)照組分別提高了5.07% 和1.24%。付天璽等（2008）研究證實(shí)在基礎(chǔ)日料中添加凝結(jié)芽孢桿菌，不同添加量的凝結(jié)芽孢桿菌均能顯著提高奧尼羅非魚胃、肝胰臟和腸道蛋白酶活性（P <0.05<>），奧尼羅非魚增重率提高8.56%（P <0.05<>），餌料系數(shù)降低8.18%（P <0.05<>），飼料表觀消化率提高10.07%（P <0.05<>），蛋白質(zhì)表觀消化率提高3.63%（P <0.05<>），顯著促進(jìn)了奧尼羅非魚的生長(zhǎng)和飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用。

   4 ·凝結(jié)芽孢桿菌在臨床的應(yīng)用研究

   凝結(jié)芽孢桿菌除了在維持動(dòng)物腸道微生態(tài)平衡中的保健作用外，其對(duì)常見(jiàn)腸道疾病如腹瀉、慢性結(jié)腸炎、小兒肺炎和便秘等有明顯療效。萬(wàn)阜昌等（2005）研究表明凝結(jié)芽孢桿菌能明顯制止由對(duì)氨芐青霉素鈉誘發(fā)的小鼠腹瀉。崔云龍等（2005）研究表明凝結(jié)芽孢桿菌能明顯抑制葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的結(jié)腸炎大鼠腸道雙歧桿菌數(shù)量，對(duì)治療大鼠結(jié)腸炎有一定的療效。并且對(duì)引起腸道炎癥疾病的致病菌如大腸桿菌、沙門氏菌、志賀氏菌等有抑制作用，可加速腸道菌群平衡的恢復(fù)，能有效改善腸黏膜損傷（陳瑩，2008）。王霖等（2008）研究也發(fā)現(xiàn)用凝結(jié)芽孢桿菌治療抗原誘導(dǎo)大鼠結(jié)腸炎，凝結(jié)芽孢桿菌可有效修復(fù)腸黏膜和消除腸道炎癥，預(yù)防抗菌藥對(duì)腸粘膜的損傷。王秀華等（2012）研究表明治療肺炎患兒的同時(shí)與抗菌藥間隔2~3 小時(shí)聯(lián)用凝結(jié)芽孢桿菌活菌片，不但可以預(yù)防腹瀉的發(fā)生，還能增強(qiáng)患兒體質(zhì)，輔助治療肺炎，并可以預(yù)防抗菌藥引起的腸功能紊亂。王蘭平等（2012）研究表明服用凝結(jié)芽孢桿菌活菌片治療組總有效率、大便頻率明顯高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P <0.05<>），同時(shí)治療組患者治療后無(wú)腹部不適、腹脹、排便費(fèi)力、排便不盡等新癥狀出現(xiàn)，明顯優(yōu)于對(duì)照組，凝結(jié)芽孢桿菌活菌片輔助治療妊娠期便秘療效顯著，值得臨床推廣。Baron 等（2009）研究表明，凝結(jié)芽孢桿菌可防治腺病毒和甲型流感病毒等病毒感染，增強(qiáng)免疫反應(yīng)。郭紅等（2012）研究表明，凝結(jié)芽孢桿菌活菌片治療母乳性黃疸，治療后觀察組總有效率、日均膽紅素下降值均明顯高于對(duì)照組，治療第5 天血清膽紅素值低于對(duì)照組，黃疸消退時(shí)間亦明顯短于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05<>）。

   5 ·小結(jié)

   凝結(jié)芽孢桿菌能產(chǎn)生多種酶類，調(diào)節(jié)腸道紊亂，維持腸道菌群平衡，且形成的芽孢具有穩(wěn)定性好、抗逆性強(qiáng)、復(fù)活率高等諸多優(yōu)良特性，被認(rèn)為是較理想的微生態(tài)菌株。目前，凝結(jié)芽孢桿菌的作用效果逐步得到確認(rèn)，隨著研究的深入，凝結(jié)芽孢桿菌作為微生態(tài)制劑會(huì)有更廣闊的應(yīng)用空間。