2.3菌株发酵饲料的效果观察
发酵试验结果发现,经该菌株发酵的饲料pH值随发酵时间的推移而下降,发酵第7天为5.1,发酵第15天为4.7,均极显著低于发酵第0天的5.6(P<0.01)(图3-A)。对该株枯草芽孢杆菌发酵饲料淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶活性的动态监测发现(图3-B),淀粉酶活性在发酵的第7天和第15天分别为802U/mL和919U/mL,均极显著高于对照组的729U/mL(P<0.01)。蛋白酶活性在发酵第7天为93 U/mL,第15天为255 U/mL,均极显著高于对照组的53U/mL(P<0.01)。纤维酶活性在发酵第7天为2.3 U/mL,第15天为2.5 U/mL,也均高于对照组的1.35 U/mL(P<0.01)。可见该菌株能显著降低发酵饲料的pH值,增高淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶的活性。
图3经枯草芽孢杆菌LBD-1菌株发酵的饲料特性
3分析与讨论
枯草芽孢杆菌在生长过程中可产生枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质,这些活性物质对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用。另一方面,其能迅速消耗环境中的游离氧,造成肠道低氧,促进有益厌氧菌生长,并产生乳酸等有机酸类,降低肠道pH值,间接抑制其他致病菌的生长。枯草芽孢杆菌还可刺激动物免疫器官的生长发育,激活T、B淋巴细胞,提高免疫球蛋白和抗体水平,增强细胞免疫和体液免疫功能,提高群体免疫力。鉴于其良好的益生效果和优良的抗逆性能,目前在人类健康和动物养殖中被广泛应用。
枯草芽孢杆菌为革兰氏阳性菌,单生或呈短链状,杆端钝圆。在恶劣环境中或者细菌衰败期,出现芽孢。芽孢位于菌体中间或者两端,呈椭圆形,是菌体抗逆性最强的休眠体状态。本研究所观察的LBD-3菌株符合枯草芽胞杆菌的典型特征。据报道,枯草芽胞杆菌采用活化斜面培养基和种子培养基在最佳生长条件下培养时,没有延缓期,0~8 h生长速率最快,8~20 h生长速度减慢,20~32 h生长速率进一步降低,但生长量仍在增加。而本试验发现,该株枯草芽孢杆菌无生长延滞期,生长对数期为0~6 h,生长稳定期为6~10 h,生长衰亡期为第10小时以后。可见该菌株生长期相对较短,说明不同菌株的生长特性可能会有差异。
成年动物正常胃液酸度为pH值2.0~3.5,适合于消化饲料蛋白质和抑制多种病原微生物,而仔畜分泌胃酸能力差,其胃液酸度为pH值4左右,这是外源益生菌进入动物肠道并定居的主要障碍。此外,pH值依赖性的酸水解作用是胃内细菌结构被破坏的主要途径。本研究发现该枯草芽孢杆菌即使在pH值为2.0~3.5的培养基中培养,存活率也高于53%,说明其有较强的耐酸能力。由于饲料的制粒温度最高可达70~90℃,并持续25~30 s,故选择耐高温的益生菌菌株非常重要。据杨锋等报道,枯草芽孢杆菌在90℃水浴处理10min后存活率接近80%,这与本研究结果一致。枯草芽孢杆菌LBD-1株在100℃高温处理10min后,其存活率仍达86%。另外,对胆盐耐受也是益生菌选育的一个重要指标。据报道,枯草芽孢杆菌在0.03%至0.30%的猪胆盐培养基中存活率超过90%,但其生长依然受胆盐浓度抑制。在本研究中,枯草芽孢杆菌LBD-1株在含0.1%~0.5%的胆盐培养基中的存活率高于100%,说明该枯草芽孢杆菌有较强的耐胆盐能力。
配合饲料中含有淀粉、蛋白质、脂肪、纤维素、半纤维素和果胶等多种营养成分,它们由生物多聚物组成,必须依靠水解酶类将其降解后才能被动物肠道吸收。枯草芽孢杆菌发酵过程中可分泌多种消化酶,如蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等可促进营养物质的消化和吸收。在本研究中,该株枯草芽孢杆菌能明显提高发酵饲料中淀粉酶、纤维素酶和蛋白酶活力。另一方面,益生菌还可显著降低饲料的pH值。胃内pH值降低,可增强胃蛋白酶的活性,间接性激发胰腺的分泌,加强胃肠道活动及免疫力。在本研究中,随发酵时间的延长,饲料的pH值显著降低,但究竟发酵多长时间时酶活性及饲料营养价值最高还需进一步研究。
4结论
枯草芽孢杆菌LBD-1株是理想的饲料添加剂用有益微生物,可用于动物饲料添加。
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