王政，張大偉，齊長海，左澤，薛玉

（青島根源生物技術(shù)集團有限公司，山東青島266061）

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根源生物技術(shù)專欄

凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞生產(chǎn)性能及部分腸道微生物相關(guān)指標的影響

王政*，張大偉，齊長海，左澤，薛玉

（青島根源生物技術(shù)集團有限公司，山東青島266061）

為研究在飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞生產(chǎn)性能、腸道微生物數(shù)量、食糜中揮發(fā)性脂肪酸含量及空腸腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，本試驗將180只7日齡白羽肉雞隨機分為3個處理組，試驗1組和試驗2組在飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌的終濃度分別為105cfu/mL和106cfu/mL，對照組飲水和日糧中不添加任何微生態(tài)制劑。研究結(jié)果表明：飲水中添加高劑量（106cfu/mL）的凝結(jié)芽孢桿菌顯著提高了白羽肉雞的采食量（P＜0.05），盲腸食糜中乳酸桿菌數(shù)量顯著增加（P＜0.05），而大腸菌群數(shù)量顯著降低（P＜0.05）；高劑量的凝結(jié)芽孢桿菌顯著提高了丁酸和總揮發(fā)性脂肪酸的含量（P＜0.05），并增加了空腸絨毛高度/隱窩深度。本試驗中凝結(jié)芽孢桿菌在飲水中的最適添加量為106cfu/mL。

凝結(jié)芽孢桿菌；生產(chǎn)性能；腸道微生物；揮發(fā)性脂肪酸；空腸腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)

益生素是指能夠促進動物腸道中微生物區(qū)系平衡的微生物制劑或其他物質(zhì)。益生素能夠調(diào)節(jié)腸道功能紊亂，維持腸道內(nèi)菌群平衡，提高機體免疫水平。目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的益生菌有乳酸桿菌、雙歧桿菌、芽孢桿菌和酵母菌等，但乳酸桿菌和雙歧桿菌的抗胃酸、抗膽鹽和抗高溫能力差，而芽孢桿菌由于具有抗逆性強、耐高溫高壓、易貯藏等獨特優(yōu)點，成為益生菌中研究的熱點。其中凝結(jié)芽孢桿菌作為一種能夠形成芽孢的乳酸菌極具應(yīng)用前景。凝結(jié)芽孢桿菌可形成芽孢、革蘭氏陽性、兼性厭氧、桿狀、可移動，在較寬的溫度（30～57℃）和pH值（4～10.5）范圍內(nèi)都能夠生長（De Clerk等，2004）。本試驗在白羽肉雞的飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌，考察凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞生產(chǎn)性能、腸道微生物數(shù)量、食糜揮發(fā)性脂肪酸含量及空腸腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，為凝結(jié)芽孢桿菌在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗材料試驗所用凝結(jié)芽孢桿菌制劑由青島根源生物技術(shù)集團有限公司提供，活菌數(shù)為1.38×1011cfu/g。

1.2試驗設(shè)計試驗于2012年4月在青島根源生物技術(shù)集團有限公司研發(fā)中心動物試驗室進行，選擇1日齡白羽肉雞300羽，預(yù)飼7 d。棄體重差異大的雞苗，剩余180羽肉雞正式開始試驗，試驗分為3個處理組，每個處理組4個重復(fù)（即4個欄位），每個重復(fù)15只雞，試驗1組在飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌，終濃度為105cfu/mL，試驗2組飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌的終濃度為106cfu/mL，對照組飲水和日糧中均不添加任何微生態(tài)制劑，各處理組連續(xù)飼喂至42日齡出欄。

1.3日糧組成及營養(yǎng)水平試驗所用飼料是根據(jù)白羽肉雞不同時期營養(yǎng)需求制作的配合飼料。試驗基礎(chǔ)日糧組成和營養(yǎng)水平見表1。

表1　試驗日糧組成及營養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.4飼養(yǎng)管理及生產(chǎn)性能測定墊料平養(yǎng)，自由采食和飲水。每日清晨8∶00和14∶00分別記錄雞舍溫度和濕度，定期清掃衛(wèi)生。每周結(jié)料1次，計算平均采食量，于42日齡以重復(fù)為單位稱重，計算日采食量、日增重和料重比等生產(chǎn)性能指標。

1.5樣品采集及測定指標各處理組飼喂至42日齡，從每個重復(fù)組隨機取出3只雞，禁食12 h后屠宰，取盲腸食糜分析大腸菌群和乳酸桿菌數(shù)量，取盲腸食糜分析揮發(fā)性脂肪酸含量，取一段空腸測定絨毛高度和隱窩深度。

1.5.1盲腸微生物計數(shù)無菌稱取盲腸食糜1 g，加入9 mL滅菌生理鹽水，充分搖勻后進行逐級10倍稀釋，選擇3個較為合適的稀釋梯度進行接種培養(yǎng)，每個稀釋濃度設(shè)3個重復(fù)。取所選定的梯度細菌稀釋液100 μL接種到相應(yīng)的培養(yǎng)基上，大腸桿菌37℃培養(yǎng)24 h，乳酸桿菌37℃培養(yǎng)48 h，培養(yǎng)完后選擇同一稀釋度、3個重復(fù)菌落數(shù)相差不大的平板進行計數(shù)，平板上的菌落數(shù)要求為30～300個。

1.5.2揮發(fā)性脂肪酸測定取1 g食糜于離心管中，加入5倍的雙蒸水，混合均勻后取1 mL樣品加25%偏磷酸和巴豆酸（內(nèi)標法，100 mL溶液中含巴豆酸0.6464 g）混合液0.2 mL，-20℃冰箱保存。測定前解凍，12000 r/min離心10 min，取上清液0.6 μL測定。按胡偉蓮（2005）方法測定揮發(fā)性脂肪酸（VFA），柱溫130℃，進樣器溫度為180℃，檢測器溫度為180℃。高純氮總流量30.2 mL/min，柱流1.7 mL/min，氫氣流量40 mL/min，空氣流量400 mL/min。

1.5.3空腸腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)測定取長約2 cm的一段空腸，用10%福爾馬林固定24 h以上，進行石蠟包埋，連續(xù)切片，蘇木精-伊紅（HE）染色，顯微鏡測定空腸絨毛高度和隱窩深度。

1.6統(tǒng)計分析試驗數(shù)據(jù)經(jīng)Microsoft Excel初步處理后，利用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進行方差分析，如果方差分析結(jié)果顯著，則采用LSD法進行多重比較。

2　結(jié)果與分析

2.1飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞生產(chǎn)性能的影響由表2可知，不同處理組之間的日增重和料重比均無顯著差異（P＞0.05），但是隨著凝結(jié)芽孢桿菌添加量增加，試驗組日增重略高于對照組，而料重比略低于對照組，即添加凝結(jié)芽孢桿菌可以略提高飼料報酬。試驗1組和試驗2組的日采食量分別較對照組提高2.73%和4.09%（P＜0.05），說明飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌可以提高白羽肉雞的采食量。

表2　飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞生產(chǎn)性能的影響

2.2飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞盲腸微生物數(shù)量的影響表3顯示了飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞盲腸食糜中菌群數(shù)量的影響，其中試驗2組的大腸桿菌數(shù)量較對照組和試驗1組分別降低15.43%和19.28%（P＜0.05），試驗2組乳酸桿菌的數(shù)量顯著高于對照組9.85%（P＜0.05）。表明飲水中添加高劑量（106cfu/mL）的凝結(jié)芽孢桿菌有助于降低白羽肉雞盲腸食糜中的大腸桿菌數(shù)量，提高乳酸桿菌數(shù)量。

表3　飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞盲腸微生物數(shù)量的影響

2.3飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞盲腸食糜中揮發(fā)性脂肪酸生成的影響哺乳動物大腸中的厭氧微生物能發(fā)酵產(chǎn)生乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸，揮發(fā)性脂肪酸能夠被動物迅速吸收，可作為動物機體的能量來源。表4顯示了飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞盲腸食糜中揮發(fā)性脂肪酸生成的影響，其中試驗2組總揮發(fā)性脂肪酸生成水平顯著高于其他各組（P＜0.05）。研究發(fā)現(xiàn)總揮發(fā)性脂肪酸中乙酸的占比較高，而丙酸、丁酸等脂肪酸占比較低，各處理組之間的乙酸和丙酸生成水平?jīng)]有顯著差異（P＞0.05），試驗2組、試驗1組丁酸水平與對照組相比分別提高了76.00%和20.00%。

表4　飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞盲腸食糜中揮發(fā)性脂肪酸生成的影響

2.4飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞空腸形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響表5顯示了飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞空腸腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，試驗2組的絨毛高度與隱窩深度比值為7.43，顯著高于對照組（P＜0.05）。表明飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌有助于提高白羽肉雞空腸對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力。

表5　飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞空腸形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響

3　討論

3.1飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞生產(chǎn)性能的影響有關(guān)飲水和飼料中添加凝結(jié)芽孢桿菌在白羽肉雞上的應(yīng)用效果報道不盡相同。De Vecchi和Drago（2006）指出不同的凝結(jié)芽孢桿菌菌株特性差異較大，這可能是造成凝結(jié)芽孢桿菌在畜禽養(yǎng)殖中應(yīng)用效果不同的根本原因。Cavazzoni等（1998）發(fā)現(xiàn)在肉仔雞日糧中添加凝結(jié)芽孢桿菌CNCMI-1061可以顯著提高肉仔雞的平均體重和日增重。Adami和Cavazzoni（1999）發(fā)現(xiàn)與標準日糧或添加了桿菌肽鋅的日糧相比，在仔豬日糧中添加凝結(jié)芽孢桿菌可以顯著減少死淘率，改善日增重和飼料轉(zhuǎn)化率。本試驗采用的凝結(jié)芽孢桿菌菌株可以顯著提高白羽肉雞的采食量，表明該菌株對于改善白羽肉雞的生產(chǎn)性能具有一定的作用。

3.2飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞盲腸微生物數(shù)量的影響在本試驗中，飲水中添加高劑量（106cfu/mL）的凝結(jié)芽孢桿菌顯著增加了白羽肉雞盲腸食糜中乳酸桿菌的數(shù)量（P＜0.05），顯著降低了大腸菌群的數(shù)量（P＜0.05），表明一定數(shù)量的凝結(jié)芽孢桿菌有助于改善肉雞盲腸微生物區(qū)系。研究表明，凝結(jié)芽孢桿菌能夠抑制大腸桿菌和腸球菌的生長（Lonkar等，2005；Donskey等，2001）。與其他能夠形成芽孢的乳酸菌一樣，凝結(jié)芽孢桿菌能夠產(chǎn)生L-乳酸，對多種糞便微生物具有抑制效應(yīng)（Hyronimus等，2000；Bondi等，2000）。Abada（2008）鑒定了一種新的細菌素，對革蘭氏陽性菌、陰性菌和真菌都有抑制作用。Lin等（2011）在肉仔雞日糧中添加不同劑量的凝結(jié)芽孢桿菌，結(jié)果表明凝結(jié)芽孢桿菌顯著降低了十二指腸和盲腸食糜中大腸桿菌數(shù)量，而顯著增加了這兩個腸段乳酸桿菌的數(shù)量（P＜0.05），與本試驗結(jié)果相一致。

3.3飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞盲腸食糜中揮發(fā)性脂肪酸生成的影響畜禽后腸中的厭氧微生物能發(fā)酵產(chǎn)生大量的揮發(fā)性短鏈脂肪酸（SCFA），包括乙酸、丙酸和丁酸。動物機體所吸收的短鏈脂肪酸可以作為結(jié)腸上皮細胞的能量來源或者轉(zhuǎn)運到各個外周組織中進行進一步的代謝（Wong等，2006）。丁酸是結(jié)腸上皮細胞優(yōu)先利用的能源物質(zhì)，有相當數(shù)量的丙酸穿過結(jié)腸上皮轉(zhuǎn)移到肝臟中，肝臟中的丙酸可以作為糖異生的底物或者參與調(diào)節(jié)膽固醇的合成（Reilly和Rombeau，1993；Venter，1990）。乙酸是血液中主要的短鏈脂肪酸，可作為外周組織如肝臟重要的能量來源，肝臟中的乙酸被用于合成脂肪和膽固醇（Cook和Sellin，1998；Bergman，1990）。后腸吸收的短鏈脂肪酸提供的能量占機體總能量需求的6%～10%，De Filippo等（2010）指出微生物分泌酶類多樣性的增加將有助于產(chǎn)生大量的短鏈脂肪酸，可以為動物機體提供更多的能量，從而有利于促進動物生產(chǎn)性能的提高。本研究發(fā)現(xiàn)，飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌顯著提高了白羽肉雞盲腸食糜中丁酸和總揮發(fā)性脂肪酸的生成水平，說明凝結(jié)芽孢桿菌促進了后腸微生物代謝活性的增加并有助于提高動物的生產(chǎn)性能。

3.4飲水中添加凝結(jié)芽孢桿菌對白羽肉雞空腸形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響腸絨毛是小腸黏膜表面上皮和固有層向腸腔內(nèi)的細小突起，是動物機體對營養(yǎng)物質(zhì)吸收和轉(zhuǎn)運的最主要部位，在十二指腸和空腸分布最為密集。小腸與營養(yǎng)物質(zhì)相對接觸面積越大，對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收就越有利。Samanya和Sharma（2002）在28日齡肉仔雞日糧中添加枯草芽孢桿菌，發(fā)現(xiàn)十二指腸和回腸的絨毛高度顯著增加，而空腸的絨毛高度有增加的趨勢，但未達到顯著差異。Iji等（2001）在7～28日齡肉仔雞日糧中添加5 g/kg甘露寡糖，研究發(fā)現(xiàn)28日齡肉仔雞空腸絨毛高度增加，而Bio-Mos對十二指腸、回腸絨毛表面積和隱窩深度以及回腸的絨毛高度都沒有顯著影響。本試驗研究表明，飲水中添加高劑量凝結(jié)芽孢桿菌提高了絨毛高度與隱窩深度比值，有助于提高白羽肉雞空腸對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力。

4　結(jié)論

日糧中添加高劑量（106cfu/mL）的凝結(jié)芽孢桿菌可提高白羽肉雞采食量，顯著增加盲腸食糜中乳酸桿菌數(shù)量，減少大腸桿菌數(shù)量，有助于改善腸道微生物區(qū)系，促進丁酸和總揮發(fā)性脂肪酸的生成。此外高劑量凝結(jié)芽孢桿菌能提高白羽肉雞空腸絨毛高度與隱窩深度比值，改善白羽肉雞的消化吸收功能。本試驗中凝結(jié)芽孢桿菌在飲水中的最適添加量為106cfu/mL。

［1］胡偉蓮.皂甙對瘤胃發(fā)酵與甲烷產(chǎn)量及動物生產(chǎn)性能影響的研究：［博士學(xué)位論文］［D］.杭州：浙江大學(xué)，2005.

［2］Abada E A E.Isolation and characterization of an antimicrobial compound from Bacillus coagulans［J］.Anim Cell Syst，2008，12：41～46.

［3］A，Cavazzoni V.Occurrence of selected bacterial groups in the faeces of piglets fed with Bacillus coagulans as probiotic［J］.J Basic Microbiol，1999，39：3～9.

［4］Bergman E N.Energy contribution of volatile fatty-acids from the gastrointestinal tract in various species［J］.Physiol Rev，1990，70（2）：567～590.

［5］Bondi M，Messi P，Danila I，et al.Biological characteristics of LABLYS98，a Lactobacillus sporogenes for use as a probiotic compound［J］.Ind Aliment，2000，39：704～710.

［6］Cavazzoni V，Adami S A，Castrovilli C.Performance of broiler chickens supplemented with Bacillus coagulans as probiotics［J］.Br Poult Sci，1998，39：526～529.

［7］Cook S I，Sellin J H.Review article：short chain fatty acids in health and disease［J］.Aliment Pharmacol Ther，1998，12（6）：499～507.

［8］De Clerk E，Rodriguez-Diaz M，F(xiàn)orsyth G，et al.Polyphasic characterization ofBacilluscoagulansstrains，illustratingheterogeneitywithinthe species，and emended description of the species［J］.Syst Appl Microbiol，2004，27：50～60.

［9］De Filippo C，Cavalieri D，Di Paola M，et al.Impact of diet in shaping gut microbiota revealed by a comparative study in children from Europe and rural Africa［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2010，107（33）：14691～14696.

［10］De Vecchi E，Drago L.Lactobacillus sporogenes or Bacillus coagulans misidentification or mislabelling［J］.Int J Probiotics Prebiotics，2006，1：3～10.

［11］Donskey C J，Hoyen C K，Das S M，et al.Effect of oral Bacillus coagulans administration on the density of vancomycin-resistant enterococci in the stool of colonized mice［J］.Lett Appl Microbiol，2001，33：84～88.

［12］Hyronimus B，Le Marrec C，Hadj Sassi A，et al.Acid and bile tolerance of spore-forming lactic acid bacteria［J］.Int J Food Microbiol，2000，61：193～197.

［13］Iji P A，Saki A，Tivey D R.Intestinal structure and function of broiler chickens on diet supplemented with a mannan oligosaccharide［J］.J Sci Food A-gric，2001，81：1186～1192.

［14］Lin S Y，Hung A T Y，Lu J J.Effects of supplement with different level of Bacillus coagulans as probiotics on growth performance and intestinal microflora populations of broiler chickens［J］.J Anim Vet Adv，2011，10（1）：111～114.

［15］Lonkar P，Harne S D，Kalorey D，et al.Isolation，in vitro antibacterial activity，bacterial sensitivity and plasmid profile of Lactobacilli［J］.Asian Austral J Anim Sci，2005，18：1336～1342.

［16］Reilly K J，Rombeau J L.Metabolism and potential clinical-application of short-chain fatty-acids［J］.Clin Nutr，1993，12：97～105.

［17］Samanya M，Yamauch K.Histological alterations of intestinal villi in chickens fed dried Bacillus subtilis var.natto［J］.Comp Biochem Physiol Part A Physiology，2002，133：95～104.

［18］Singh S，Sharma V P，Panwar V S.Effect of different levels of probiotic and energy on microbial population in broiler chicks［J］.Indian Vet J，1999，76：1026～1028.

［19］Venter C S.Effects of dietary propionate on carbohydrate and lipidmetabolism in healthy-volunteers［J］.Am J Gastroenterol，1990，85（5）：549～553.

［20］Wong J M W，de Souza R，Kendall C W C，et al.Colonic health：fermentation and short chain fatty acids［J］.J Clin Gastroenterol，2006，40（3）：235～243.

A study was carried out to investigate the effect of Bacillus coagulans on the growth performance，cecal microbial population，short-chain fatty acids and jejunum morphology of broilers.A total of 180 seven-day-old broilers were divided into three groups，randomly.The experimental treatments were as follows：drinking water（control group），drinking water+105cfu/mL B.coagulans（group 1），drinking water+106cfu/mL B.coagulans（group 2）.The results showed that the high addition level of B.coagulans significantly promoted broiler’s feed intake（P＜0.05），increased Lactobacillus PoP ulation but reduced coliform population in the cecal digesta（P＜0.05）.Furthermore，the high addition level of B.coagulans enhanced butyrate and short-chain fatty acid production，correlating with increased jejunal villus height/crypt depth. The optimum level of B.coagulans in the drinking water was 106cfu/mL in the present study.

Bacillus coagulans；growth performance；microbial population；short-chain fatty acids；jejunum morphology

S816.7

A

1004-3314（2016）07-0031-04

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20160708