凝結芽孢桿菌（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構，調節腸道功能紊亂、維持腸道內菌群平衡和提高機體免疫水平，促進(jìn)營(yíng)養物質(zhì)代謝和利用的功能。凝結芽孢桿菌作為微生態(tài)制劑被廣泛地應用于畜牧、水產(chǎn)、醫藥、保健和食品等行業(yè)。本文就凝結芽孢桿菌的生物學(xué)特性、作用機理、芽孢發(fā)酵培養和飼料生產(chǎn)、臨床應用進(jìn)行總結和概括。

   1· 凝結芽孢桿菌的生物學(xué)特性和作用機理

   1.1凝結芽孢桿菌的生物學(xué)特性

   凝結芽孢桿菌最適生長(cháng)溫度為45~50 ℃，經(jīng)90 ℃，60 min 濕熱處理和120 ℃，60 min 干熱處理，其活菌數只下降了一個(gè)數量級；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105；凝結芽孢桿菌在低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，對厭氧微生物乳酸菌和雙歧桿菌的生長(cháng)起到促進(jìn)作用，從而調節腸道內微生態(tài)的菌群平衡，提高機體免疫和抗病能力，減少腸道疾病的發(fā)生；凝結芽孢桿菌在腸道內繁殖的同時(shí)會(huì )分泌淀粉酶和蛋白酶，助于營(yíng)養物質(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)- 凝結素對胃腸道炎癥有一定治療作用（LeMarrec C 等，2000）。

   1.2 凝結芽孢桿菌的作用機理

   凝結芽孢桿菌以4 種方式影響機體的消化作用：一是凝結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(cháng)，進(jìn)入腸道后，在腸道內定植，消耗大量的游離氧，有利于腸道內厭氧微生物(細菌)如乳酸菌、雙歧桿菌的生長(cháng)，從而達到腸道內微生態(tài)的菌群平衡，提高機體免疫和抗病能力，減少腸道疾病的發(fā)生,促進(jìn)動(dòng)物生長(cháng)；二是促進(jìn)分泌多種消化酶，利于營(yíng)養物質(zhì)的消化與吸收；三是在腸道內定植，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，提高對飼料中各種營(yíng)養成分的消化與吸收；四是凝結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(mén)氏菌、志賀氏菌等常見(jiàn)腸道病原菌的生長(cháng)，例如抗菌肽物質(zhì)- 凝結素，其經(jīng)60 ℃處理90 min，pH 4~8 的條件下仍保持穩定，且不受α- 淀粉酶、酯酶和有機溶劑的影響，對腸球菌、明串珠球菌、李斯特菌和小球菌等有抑制作用（Hyronimus B 等，1998）。

   2· 凝結芽孢桿菌芽孢形成培養的研究

   凝結芽孢桿菌能調節腸道紊亂，維持腸道菌群平衡，且具有抗逆性強，耐高溫高壓、易貯存等特點(diǎn)。凝結芽孢桿菌產(chǎn)生的芽孢沒(méi)有新陳代謝，能耐高溫、紫外線(xiàn)、多種溶劑、酸、堿等（Senr 等，1997；徐世榮等，2007），且較營(yíng)養體細胞易保藏，復活率高，是凝結芽孢桿菌應用的最佳存在形式。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)酵罐中對凝結芽孢桿菌液體培養形成芽孢進(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)酵罐中擴大培養，控制溶氧在30%以上，培養20h，芽孢數量可達5.8×109CFU/mL，芽孢率達96.7%。戚薇等（2003）研究表明，用中空纖維膜過(guò)濾法高密度培養凝結芽孢桿菌，芽孢形成率達75%。王進(jìn)華等（2003）研究發(fā)現，減少通氣量有助于芽胞的形成。王天云等（2001）則在培養細胞后期加入木屑、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95%以上，通常在添加后靜置培養48h 后芽孢就可以形成。

   3 ·凝結芽孢桿菌在飼料中的應用

   3.1 凝結芽孢桿菌在畜禽飼料中的應用

   凝結芽抱桿菌是一種孢子型乳酸菌，因其具有穩定性好、抗逆性強、復活率高、代謝旺盛等特點(diǎn)，能提高機體免疫和抗病能力，減少腸道疾病的發(fā)生，提高動(dòng)物的健康水平，因此已逐漸將凝結芽孢桿菌應用到豬、牛、雞、鴨等畜禽飼糧中。周映華等（2012） 研究表明基礎日糧中添加0.05％凝結芽孢桿菌的斷奶仔豬，日增重明顯高于空白對照組（P<0.05<>），飼料轉化率比對照組提高8.96％（P <0.05<>），腹瀉率顯著(zhù)降低（P <0.05<>）。李國建（2004）發(fā)現，生長(cháng)肥育豬飼料中添加凝結芽孢桿菌制劑可顯著(zhù)提高豬的平均日增重，降低飼料成本，飼養效果與抗菌藥利菌凈沒(méi)有顯著(zhù)差異。另?yè)狈侥翗I(yè)報道，我國內蒙古大學(xué)與中國農業(yè)科學(xué)院攜手合作開(kāi)展“凝結芽孢桿菌用作牛飼料添加劑”的實(shí)驗性研究取得初步成效，將凝結芽孢桿菌作為代替抗生素的的飼料添加劑。天津市畜牧獸醫研究所應用飼喂試驗表明，在肉仔雞飼料中添加凝結芽孢桿菌預混劑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(cháng)育肥仔豬飼料中添加同樣量的凝結芽孢桿菌，平均體重增長(cháng)4.9%，平均日增重增長(cháng)10.17%，飼料增重比降低6.6%。

   3.2 凝結芽孢桿菌在水產(chǎn)飼料中的應用

   芽孢桿菌能產(chǎn)生多種酶類(lèi), 具有較強的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性,同時(shí)還具有降解飼料中復雜化合物的酶, 如果膠酶、半纖維素酶、葡聚糖酶、葡萄糖異構酶、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）在對蝦餌料中添加凝結芽孢桿菌, 結果對蝦攝食含0.1% 餌料，其總消化率和蛋白質(zhì)消化率較對照組分別提高了5.07% 和1.24%。付天璽等（2008）研究證實(shí)在基礎日料中添加凝結芽孢桿菌，不同添加量的凝結芽孢桿菌均能顯著(zhù)提高奧尼羅非魚(yú)胃、肝胰臟和腸道蛋白酶活性（P <0.05<>），奧尼羅非魚(yú)增重率提高8.56%（P <0.05<>），餌料系數降低8.18%（P <0.05<>），飼料表觀(guān)消化率提高10.07%（P <0.05<>），蛋白質(zhì)表觀(guān)消化率提高3.63%（P <0.05<>），顯著(zhù)促進(jìn)了奧尼羅非魚(yú)的生長(cháng)和飼料營(yíng)養物質(zhì)的吸收利用。

   4 ·凝結芽孢桿菌在臨床的應用研究

   凝結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，其對常見(jiàn)腸道疾病如腹瀉、慢性結腸炎、小兒肺炎和便秘等有明顯療效。萬(wàn)阜昌等（2005）研究表明凝結芽孢桿菌能明顯制止由對氨芐青霉素鈉誘發(fā)的小鼠腹瀉。崔云龍等（2005）研究表明凝結芽孢桿菌能明顯抑制葡聚糖硫酸鈉誘導的結腸炎大鼠腸道雙歧桿菌數量，對治療大鼠結腸炎有一定的療效。并且對引起腸道炎癥疾病的致病菌如大腸桿菌、沙門(mén)氏菌、志賀氏菌等有抑制作用，可加速腸道菌群平衡的恢復，能有效改善腸黏膜損傷（陳瑩，2008）。王霖等（2008）研究也發(fā)現用凝結芽孢桿菌治療抗原誘導大鼠結腸炎，凝結芽孢桿菌可有效修復腸黏膜和消除腸道炎癥，預防抗菌藥對腸粘膜的損傷。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)用凝結芽孢桿菌活菌片，不但可以預防腹瀉的發(fā)生，還能增強患兒體質(zhì)，輔助治療肺炎，并可以預防抗菌藥引起的腸功能紊亂。王蘭平等（2012）研究表明服用凝結芽孢桿菌活菌片治療組總有效率、大便頻率明顯高于對照組，差異有統計學(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、排便費力、排便不盡等新癥狀出現，明顯優(yōu)于對照組，凝結芽孢桿菌活菌片輔助治療妊娠期便秘療效顯著(zhù)，值得臨床推廣。Baron 等（2009）研究表明，凝結芽孢桿菌可防治腺病毒和甲型流感病毒等病毒感染，增強免疫反應。郭紅等（2012）研究表明，凝結芽孢桿菌活菌片治療母乳性黃疸，治療后觀(guān)察組總有效率、日均膽紅素下降值均明顯高于對照組，治療第5 天血清膽紅素值低于對照組，黃疸消退時(shí)間亦明顯短于對照組，差異具有統計學(xué)意義（P<0.05<>）。

   5 ·小結

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