枯草芽孢杆菌的生物学功能及其在家禽生产中的应用

时间:2022-03-26 10:17:04 阅读:

内容摘要:摘要:枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis,BS)是一种活性益生菌,具有无耐药性、无残留以

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,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

中图分类号:S858.312.61+6     文献标识码:A     文章编号: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、MgSO4 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/ml[13]。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  BS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)[4];在鸭中的研究发现,日粮补充BS(500g/吨)可以有效降解黄曲霉毒素,并提高鸭的日增重[14]。BS对鹅的生产性能也具有积极作用,据报道,给扬州鹅饲喂添加0.2g/kg BS的基础日粮,饲喂5周后与基础日粮组相比,结果表明,BS组扬州鹅的ADG和平均日采食量均显著增加(P<0.05),而料肉比显著下降(P<0.05)[15]。BS在单胃动物和反刍动物中的应用均能产生上述类似的效果,在单胃动物猪中的研究发现,给25日龄断奶仔猪饲喂含添加30g/吨 BS的日粮42d,可以使仔猪在试验期(42d)的ADG显著增加(P<0.05),同时显著提高了仔猪在试验后21d和42d时的体重(P<0.05)[16];在反刍动物中的研究发现,羔羊日粮精料中添加7.2kg/吨BS制剂可使羔羊料重比极显著降低(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<0.005),同时提高了总氨基酸的表观回肠消化率[19]。在反刍动物(断奶湖羊羔羊)中研究发现,在其精料中按100g/吨的比例添加BS,饲喂4周,检测养分消化率,与对照组(日粮未添加BS)相比,BS组羔羊对日粮中的干物质(DM)、CP、酸性洗涤纤维(ADF)以及中性洗涤纤维(NDF)均显著提高(P<0.05)[20]。综上表明,BS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。


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