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解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens，Ba)為需氧革蘭陽(yáng)性菌，在自然界分布廣泛，對(duì)人畜無(wú)毒害，不污染環(huán)境。其代謝產(chǎn)物豐富、有較強(qiáng)的抗逆性、生長(zhǎng)快、穩(wěn)定性好、產(chǎn)生抑菌物質(zhì)；破壞細(xì)菌的生物被膜；調(diào)節(jié)動(dòng)物免疫力。在動(dòng)物生產(chǎn)中越來(lái)越受到重視，很多學(xué)者為此做了大量工作。本文將近年來(lái)解淀粉芽孢桿菌在動(dòng)物生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用研究作以概述，以期為拓展其應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1.1 在養(yǎng)禽業(yè)中的應(yīng)用

研究表明，解淀粉芽孢桿菌具有改善禽類(lèi)體內(nèi)微生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，將其添加到禽類(lèi)飼料中可以促進(jìn)禽類(lèi)對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，顯著提高飼料轉(zhuǎn)化率及體增重。Lei等在1日齡AA肉雞的日糧中添加30 mg/kg或60 mg/kg的Ba，分別在21 d和42 d檢測(cè)其生長(zhǎng)性能、營(yíng)養(yǎng)利用率、小腸形態(tài)和盲腸內(nèi)微生物區(qū)系。結(jié)果表明，與空白對(duì)照組相比，21 d時(shí)，飼喂Ba的雞十二指腸、空腸、回腸的絨毛高度、隱窩深度均顯著增加；21 d和42 d時(shí)，盲腸內(nèi)大腸桿菌數(shù)量極顯著減少；與對(duì)照組和維及霉素組相比，乳酸菌的數(shù)量極顯著增加；42 d時(shí)，解淀粉芽孢桿菌組體增重更多、飼料轉(zhuǎn)化率更高。說(shuō)明在以植物蛋白為基礎(chǔ)的日糧中可以選擇添加Ba用于飼喂肉雞。將從豆醬中分離的解淀粉芽孢桿菌B-1895株添加到肉雞飼料中，發(fā)現(xiàn)在飼喂28 d后，與對(duì)照組相比活重提高7％～8％，飼料轉(zhuǎn)化率提高5.3％～8.8％。給肉雞飼喂含15％用Ba發(fā)酵米糠(Fermented Rice Brall，F(xiàn)RB)的飼料，可使肉雞在飼料消耗不增加的情況下，體增重和飼料轉(zhuǎn)化率增加，與未發(fā)酵組差異顯著。曹廣添等研究表明，日糧中添加解淀粉芽孢桿菌可顯著提高肉雞平均日增重，且降低1～21日齡肉雞耗料增重比；顯著提高28日齡肉雞回腸的體重校正長(zhǎng)度，顯著增加14、28日齡肉雞小腸相對(duì)腸重和14、21、28日齡肉雞回腸的絨毛高度；增加42日齡肉雞血清中總蛋白含量，使7、21日齡肉雞血清中IgG和IgM的含量提高。

Ba還可以緩解LPS導(dǎo)致的日糧攝入減少、日增重降低、增加飼料轉(zhuǎn)化率、增加脾臟和法氏囊重量、白細(xì)胞數(shù)量增多等狀況，也可以提高血漿中溶菌酶的濃度，降低LPS導(dǎo)致的IL-2、IL-6增多的程度，說(shuō)明Ba可以緩解肉雞生長(zhǎng)早期由LPS造成的免疫應(yīng)激現(xiàn)象。

但是，在Ierzsele等研究中發(fā)現(xiàn)，從體增重、病理學(xué)、組織學(xué)評(píng)分、絨毛長(zhǎng)度、絨毛長(zhǎng)度與隱窩深度比等方面分析，解淀粉芽孢桿菌(10⁹CFU/g)對(duì)產(chǎn)氣莢膜梭菌(Clostridium perfringens)導(dǎo)致的肉雞壞死性腸炎未見(jiàn)有益影響；Geeraerrs等的研究也證明，雖然解淀粉芽孢桿菌在體外能明顯抑制產(chǎn)氣莢膜梭菌，但體內(nèi)試驗(yàn)表明其對(duì)壞死性腸炎無(wú)治療作用。

1.2 在養(yǎng)豬業(yè)中的應(yīng)用

為了減少抗生素的用量，有學(xué)者從植物、土壤及動(dòng)物糞便中分離到的對(duì)病原菌具有抑制作用的解淀粉芽孢桿菌用于豬飼料中，發(fā)現(xiàn)添加解淀粉芽孢桿菌后提高了豬體增重，調(diào)節(jié)了細(xì)胞及仔豬的抗病能力。計(jì)堅(jiān)等通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)解淀粉芽孢桿菌SC06株替代50％抗生素使用后，可降低斷奶仔豬腹瀉率，提高仔豬生長(zhǎng)性能，有效調(diào)節(jié)豬腸道微生態(tài)菌群結(jié)構(gòu)，預(yù)防或緩解吉他霉素導(dǎo)致的豬肝臟損傷。該作者還深入研究了解淀粉芽孢桿菌對(duì)產(chǎn)腸毒素大腸桿菌(EnterotoxigenicEscherichia coli，ETEC)導(dǎo)致的IPEC-1細(xì)胞前炎性應(yīng)答及斷奶仔豬腹瀉的影響，結(jié)果顯示，與ETEC共孵育的IPEC-1細(xì)胞分泌的IL-6、IL-8、TNF-α、IL-α明顯增加，但經(jīng)解淀粉芽孢桿菌預(yù)處理24 h后再接種ETEC的IPEC-1細(xì)胞以上基因的表達(dá)量下降，且經(jīng)解淀粉芽孢桿菌預(yù)處理后，被ETEC激活的IPEC-1細(xì)胞的ERK1/2、p38及JNK表達(dá)也減弱；體內(nèi)試驗(yàn)表明，與對(duì)照組相比，日糧中添加解淀粉芽孢桿菌后體增重增加11.85％，腹瀉率下降79.17％。Larsen等從非洲的發(fā)酵食品、糞便、土壤等處分離到245株菌，經(jīng)抗菌活性、膽鹽、pH 4.0耐受性、抗病原菌能力、藥物敏感性、芽孢形成率、生物被膜形成、糖基水解酶的產(chǎn)生及芽孢的耐熱性，對(duì)豬上皮細(xì)胞IPEC-J2的影響等試驗(yàn)篩選到3種芽孢桿菌，其中之一為Ba。

1.3 在養(yǎng)牛業(yè)中的應(yīng)用

在牛生產(chǎn)中，有關(guān)Ba的報(bào)道主要集中在分離鑒定方面。王選等從健康青年牛的糞便中分離得到1株能耐受0.5％牛膽酸鹽的解淀粉芽孢桿菌N-4，對(duì)痢疾桿菌的抑菌圈直徑達(dá)17.6 mm；姜軍坡等以大腸桿菌為指示菌，篩選到1株有較強(qiáng)抑菌作用的解淀粉芽孢桿菌BN-9株；周鑫等以羧甲基纖維素鈉作為唯一碳源從羚牛糞樣懸液中分離到2株可分解纖維素的解淀粉芽孢桿菌。針對(duì)其在牛體內(nèi)的作用效果還有待深入研究。

1.4 在寵物飼養(yǎng)中的應(yīng)用

在寵物飼養(yǎng)中Ba應(yīng)用雖然很少，但仍可見(jiàn)其飼喂后的抑菌效果。Gonz a lezortiz等用各5×10⁸ CFU/g的解淀粉芽孢桿菌(CECT 5940株)和屎腸球菌(Enterococcus faecium，CECT 4515株)給成年健康比格犬飼喂39 d，飼喂前、后及停止飼喂6 d后，檢測(cè)試驗(yàn)犬糞便的細(xì)菌數(shù)量、pH、營(yíng)養(yǎng)消化率，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)犬和對(duì)照犬之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但糞便中病原性梭狀芽孢桿菌的數(shù)量極顯著降低(對(duì)照組為5.64 CFU/g，試驗(yàn)組為2.94±0.5 CFU/g)。

1.5 在水生動(dòng)物養(yǎng)殖中的應(yīng)用

在水生動(dòng)物養(yǎng)殖中對(duì)Ba的研究稍多，發(fā)現(xiàn)其可顯著增強(qiáng)魚(yú)類(lèi)抗病能力，提高存活率。Selim將Ba濃度為1×10⁶ CFU/g(G3組)和1×10⁴ CFU/g(G2組)添加到羅非魚(yú)飼料中，結(jié)果飼喂15 d后G3組的魚(yú)血清殺菌能力顯著提高、溶菌活性及NO分析結(jié)果也明顯高于G2組，30 d后，G3組和G2組的魚(yú)該指標(biāo)增高更多，在試驗(yàn)?zāi)┢谟谢盍Φ耐淌杉?xì)胞百分率明顯下降，G1、G2、G3組魚(yú)腎臟IL-1和TNF-α的mRNA水平依次增高，用魯克爾耶氏菌(Y.ruckeri)或產(chǎn)氣莢膜梭菌攻毒后飼喂解淀粉芽孢桿菌的魚(yú)存活率更高，說(shuō)明Ba可增強(qiáng)尼羅羅非魚(yú)的免疫和抗病能力。Das等的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Ba在體外可產(chǎn)生抗遲緩愛(ài)德華菌(E.tarda)、嗜水氣單胞菌(Aeromonas hydrophila)、副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)和哈維弧菌(V.hatveyi)的抑菌圈。在試驗(yàn)確定Ba對(duì)卡特拉魚(yú)比的安全性后，以1×10⁹、1×10⁸、1×10⁷ CFU/g的濃度將Ba添加到飼料中，飼喂體重為25～30 g的卡特拉魚(yú)比4周和8周后檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)解淀粉芽孢桿菌可明顯提高試驗(yàn)魚(yú)的超氧陰離子和NO的產(chǎn)量、提高髓過(guò)氧化物酶和總蛋白濃度、溶菌酶活性，提高其抵抗細(xì)菌的能力，濃度為1×10⁹ CFU/g時(shí)效果最明顯。

單核細(xì)胞增生李斯特菌作為一種常見(jiàn)的食源性致病菌，其引起的李斯特菌病由于高致死率而被廣泛關(guān)注。Kaewklo等發(fā)現(xiàn)，解淀粉芽孢桿菌SP-1-13LM株產(chǎn)生的一種新細(xì)菌素amysin具有抗李斯特菌的作用，純化的amysin可抑制產(chǎn)單核細(xì)胞李斯特菌、沙門(mén)菌和志賀菌。100℃條件下amysin的活性可保持60 min，在pH為3～9的條件下均有活性，但是在蛋白酶κ、α-胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶作用下活性會(huì)消失，說(shuō)明其為天然的蛋白質(zhì)，SDS-PAGE分析純化的分子量為5.2 ku。其抗李斯特菌的活性在4℃保存的片狀香腸中也被觀(guān)察到，推測(cè)可作為一種安全的生物防腐劑。

饒勝其等研究表明，解淀粉芽孢桿菌F1株拮抗黃曲霉的適宜培養(yǎng)條件為初始pH 5.5、32cC培養(yǎng)48 h；添加0.4％蔗糖、0.2％檸檬酸銨、0.02％KNO₃的營(yíng)養(yǎng)肉湯發(fā)酵上清液對(duì)黃曲霉的抑菌率為75.2％；研究還發(fā)現(xiàn)，該上清超濾液(30～100 ku)能抑制黃曲霉的孢子萌發(fā)、延緩菌絲發(fā)育，質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL的蛋白能完全抑制黃曲霉毒素的產(chǎn)生。

此外，解淀粉芽孢桿菌產(chǎn)生的凝乳酶還可以用于奶酪的加工中，且有助于蛋白水解率的提高，縮短成熟期。

由上述各試驗(yàn)可知，在生產(chǎn)中，解淀粉芽孢桿菌可以提高動(dòng)物的飼料利用率，同時(shí)增強(qiáng)動(dòng)物的抗病能力，其中前者與其產(chǎn)生的多種酶有關(guān)，后者與其消耗腸道內(nèi)氧氣從而抑制需氧致病菌的生長(zhǎng)、產(chǎn)生多種抗菌物質(zhì)及調(diào)節(jié)動(dòng)物免疫機(jī)能關(guān)系密切。

3.1 解淀粉芽孢桿菌產(chǎn)生的酶

解淀粉芽孢桿菌可以產(chǎn)生α-淀粉酶、α-乙酰乳酸、脫羧酶、β-內(nèi)切葡聚糖酶、半纖維素酶、植酸酶、麥芽糖淀粉酶以及木聚糖酶等，這些酶可以轉(zhuǎn)化復(fù)雜的分子，尤其是木質(zhì)纖維素，使動(dòng)物飼料中的限制因子轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單組分，利于動(dòng)物消化吸收，從而提高飼料轉(zhuǎn)化率。Supriyati的試驗(yàn)也證實(shí)，用Ba發(fā)酵的米糠粗纖維含量降低(10.62％～7.79％)，而粗蛋白含量增加(12.10％~13.40％)。

3.2 解淀粉芽孢桿菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)

到目前為止，研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，解淀粉芽孢桿菌可以產(chǎn)生蛋白、脂肽、聚酮化合物等抗菌物質(zhì)，它們可以改變生物膜的通透性和完整性，從而破壞細(xì)菌。Kaewklom等從解淀粉芽孢桿菌SP-1-13LM菌株的發(fā)酵液中分離純化得到一種新型的細(xì)菌素PPB，具有廣譜抑菌活性，能強(qiáng)烈抑制沙門(mén)菌、李斯特菌和志賀菌生長(zhǎng)。Song等分離的1株對(duì)蠟樣芽孢桿菌、鰻弧菌、燦爛弧菌、哈維氏弧菌和銅綠假單胞菌具有顯著抑菌活性的解淀粉芽孢桿菌，用薄層層析(TLC)、柱層析、高效液相色譜(HPLC)和質(zhì)譜分析(MS)對(duì)其發(fā)酵液中的活性成分分析發(fā)現(xiàn)屬于表面活性素(Surfactin)類(lèi)。Chen等對(duì)解淀粉芽孢桿菌FZB42株的全基因組序列全面分析發(fā)現(xiàn)，該菌含有編碼具抗菌作用的聚酮化合物的基因mln、bae及dfn。但是這些物質(zhì)在動(dòng)物體內(nèi)的作用均需逐一確證，因?yàn)榧?xì)菌的待謝產(chǎn)物與生存的環(huán)境等密切相關(guān)，上述文獻(xiàn)中遇到的情況可能與此相關(guān)。

另外，Wang等研究表明，Q-426株解淀粉芽孢桿菌產(chǎn)生的二酮哌嗪(DKPs)可以減少細(xì)胞外聚合物(EPS)成分、聚糖、蛋白及DNAs，與此相關(guān)的tasA、epsH、epsG、remB基因表達(dá)水平明顯下調(diào)，從而抑制生物被膜的形成。

3.3 解淀粉芽孢桿菌調(diào)節(jié)動(dòng)物免疫機(jī)能的機(jī)制

計(jì)堅(jiān)等研究發(fā)現(xiàn)，Ba可能是通過(guò)抑制ETEC激活的MAPKs中p38、ERK、JNK信號(hào)通路降低ETEC細(xì)胞炎癥反應(yīng)的，其介導(dǎo)的MI巨噬細(xì)胞分型也可能與免疫調(diào)節(jié)有關(guān)。范熠等研究表明，解淀粉芽孢桿菌胞外多糖可以促進(jìn)小鼠脾淋巴細(xì)胞的增殖以及細(xì)胞因子產(chǎn)生。來(lái)源于解淀粉芽孢桿菌的表面活性素還可通過(guò)誘導(dǎo)ROS作為第二信使激活MAPKs信號(hào)通路，激活NF-kB，調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、炎癥、凋亡等過(guò)程，激活炎癥小體，誘導(dǎo)免疫應(yīng)答。杜威等的試驗(yàn)表明，解淀粉芽孢桿菌SC06能顯著改善環(huán)磷酰胺導(dǎo)致的試驗(yàn)鼠吞噬細(xì)胞呼吸爆發(fā)活性及單核巨噬系統(tǒng)廓清指數(shù)K極顯著降低的狀況。杜威等的另一項(xiàng)研究表明，解淀粉芽孢桿菌SC06可分別極顯著和顯著提高小腸灌洗液中髓過(guò)氧化物酶和分泌型磷脂酶A2活性，一定程度提高免疫抑制鼠的腸道益生菌數(shù)量，部分恢復(fù)腸黏膜屏障功能。

隨著人們對(duì)動(dòng)物產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來(lái)越高，抗生素在動(dòng)物疾病治療中應(yīng)用的危害也日趨明確，發(fā)酵技術(shù)逐漸成為解決畜禽疫病和飼用抗生素問(wèn)題的有效途徑之一，微生態(tài)制劑、抗菌肽、飼用酶制劑可以作為抗生素的補(bǔ)充、替代物，而解淀粉芽孢桿菌兼具此3種功能，所以備受廣大研究者的重視。雖然目前對(duì)其應(yīng)用尚處于初始階段，但已有研究者將新的技術(shù)應(yīng)用于提高其活性物質(zhì)的產(chǎn)生，為其在動(dòng)物生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。