芽孢杆菌在蛋鸡生产中的应用

2015-02-23方晓，高慧君，曹宪国，王玲，路洁，赵殿军，刘亚龙，王际辉，肖珊

大连工业大学学报 2015年1期

方晓，高慧君，曹宪国，王玲，路洁，赵殿军，刘亚龙，王际辉，肖珊

（1.大连工业大学食品学院，辽宁大连 116034；2.大连韩伟养鸡有限公司，辽宁大连 116043）

0 引言

抗生素在畜产品中的残留对食品安全和人体健康造成了严重威胁，益生菌作为一种绿色的饲料添加剂被广泛应用于畜产品生产中。我国对益生菌的研究始于20世纪80年代，从20世纪90年代开始有些益生菌产品进入了市场［1］。2003年我国农业部公布了可直接用于生产的15种动物饲料添加剂：干酪乳杆菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、两歧双歧杆菌、粪链球菌、屎肠球菌、乳酸肠球菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、乳酸乳杆菌、啤酒酵母、产朊假丝酵母和沼泽红假单胞菌［1］。目前市场上用于饲料的益生菌主要有乳酸菌、芽孢杆菌、酵母和霉菌四大类［2］。芽孢杆菌是一种能耐受高温、高压和耐酸，能够产生芽孢的好氧性非致病菌。芽孢杆菌在消化肠道内消耗大量的氧气，维持肠道厌氧环境，从而促进乳酸菌、双歧杆菌等厌氧益生菌的生长，抑制需氧致病菌的生长，维持肠道的菌群平衡［1－2］。芽孢杆菌能够产生维生素B1、B2、B6等多种B 族维生素，并能产生活性很高的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶以及多种氨基酸，增强肠道的吸收能力。芽孢杆菌抗逆性很强，可耐受颗粒饲料加工的影响。它在肠道或贮藏过程中都以内生孢子的形式存在，不消耗饲料养分，可保持饲料的质量。因此，芽孢杆菌以其抗逆性强的特点成为饲料加工中最理想的微生物添加剂［2］。目前使用的菌株有枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌及东洋芽孢杆菌。本研究选用枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌和短小芽孢杆菌4类国家允许使用的芽孢杆菌制剂，研究其对蛋鸡生产性能、鸡蛋品质、肠道菌群区系及粪便中臭味物质的影响，旨在为合理添加芽孢杆菌制剂提供参考，为芽孢杆菌在蛋鸡生产中的应用提供理论依据。

1 试验

1.1 材料

芽孢杆菌微生态制剂，购自山东宝来利来生物工程有限公司，产品中芽孢杆菌内生芽孢大于0.8×1010cfu／g。

1.2 试验设计及试验日粮

选用体重和产蛋率相近的392日龄的健康海兰褐商品蛋鸡600只作为试验动物。随机分为4个处理组，每个处理组6个重复，每个重复25只蛋鸡。空白对照组饲喂基础日粮（日粮配方见表1），试验一、二、三组在基础日粮中分别添加0.15%的枯草芽孢杆菌、0.15%的地衣芽孢杆菌、0.15%的复合芽孢杆菌制剂（枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌和短小芽孢杆菌各占25%）。

表1 基础日粮组成和营养水平Tab.1 Ingredients and nutrient level of basal diet

1.3 试验动物及管理

试验时间为2012－06－20—2012－09－10，其中，预饲期7d，正式试验期84d。试验蛋鸡采用3层阶梯式笼养饲养方式，专人饲养，人工加料及捡蛋。蛋鸡自由采食和饮水，环境控制及免疫按蛋鸡常规饲养管理进行。

1.4 样品的采集与处理

饲养试验结束后，随机选取48只鸡，每个处理12只鸡，每个处理6个重复，每个重复2只鸡。将鸡宰杀后，剪去腹腔处的羽毛，剪开腹腔，并去除皮下脂肪。取出肠道后，迅速分别采集5g盲肠和十二指肠的内容物于离心管中，置于－80 ℃冰箱中保存，待测。

1.5 检测指标和方法

1.5.1 生产性能

（1）产蛋率：以“天”为单位记录每组的产蛋数（枚）、产蛋率（%）。

（2）蛋重：每天定时称量鸡蛋的质量（g）并记录。

（3）料蛋比：记录各组每天的耗料量（g），根据总的鸡蛋质量和耗料量计算料蛋比（%）。

（4）破软蛋率：记录每组蛋鸡的破软蛋数，计算出破软蛋率（%）。

（5）入舍死亡率：死亡蛋鸡占入舍鸡的百分比（%）。

（6）只日产量：每天计算蛋鸡日产量（g／（只·d））。

（7）单耗：单耗＝饲料消耗量／存栏数。

1.5.2 鸡蛋品质

利用蛋壳厚度仪（日本ORKA，ESTG－01）测定鸡蛋的蛋壳厚度，并利用蛋品质测定仪（日本ORKA，EA－01）测定鸡蛋的哈夫单位。

1.5.3 肠道菌群区系测定

在试验结束的当天分别采集1g盲肠和十二指肠内容物，用平板涂布法计算盲肠和十二指肠中葡萄球菌、肠球菌、肠杆菌和乳酸杆菌的数量。其中，乳杆菌培养用MRS培养基，肠杆菌培养用EMB培养基，葡萄球菌培养用SP培养基，肠球菌培养用EC培养基［2－3］。需氧菌和兼性厌氧菌在37℃培养箱中培养，培养时间为24～72h。根据细菌在选择培养基上形成的菌落特征（形态、大小、色泽等）及革兰氏染色和镜检鉴定菌群。

1.5.4 蛋鸡粪便臭味指标

蛋鸡粪便中的臭味指标粪臭素和吲哚的检测采用二甲氨基苯甲醛比色法［4］。粪便中粪氨的测定采用凯氏定氮法［4］，总有机酸和总挥发酸采用半微量蒸馏法［5］。

1.6 数据处理

试验数据采用SPSS13.0软件的单因素方差分析模型进行统计，以P＜0.05作为差异显著性判断标准，测定结果以“平均数±标准差”表示。

2 结果与讨论

2.1 日粮中添加芽孢杆菌对蛋鸡的生产性能的影响

由表2可知，在蛋鸡日粮中添加0.15%的枯草芽孢杆菌，对蛋鸡的生产性能没有影响（P＞0.05）。在日粮中添加0.15%的地衣芽孢杆菌显著地提高了入舍死亡率（P＜0.05），对蛋鸡其他的生产性能指标没有影响（p＞0.05）。对比空白对照组，在日粮中添加复合芽孢杆菌显著地提高了蛋鸡的只日产量，显著地降低了蛋鸡的入舍死亡率，并在一定程度上提高了蛋鸡的产蛋率（3.73%，P＞0.05），降低了破软蛋率（17.28%，P＞0.05）。

表2 日粮中添加不同芽孢杆菌制剂对蛋鸡生产性能的影响Tab.2 The influence of different Bacillus on production performance of laying hens

2.2 日粮中添加芽孢杆菌对鸡蛋品质的影响

由表3可知，蛋鸡日粮中添加0.15%的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和复合芽孢杆菌显著地提高了鸡蛋的哈夫单位（P＜0.05）。其中，以枯草芽孢杆菌组作用最显著，比空白对照组提高了4.32%。蛋鸡日粮中添加0.15%的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和复合芽孢杆菌对蛋鸡的蛋壳厚度、破软蛋率、蛋质量无影响（P＞0.05）。但是蛋鸡日粮中添加0.15%的地衣芽孢杆菌和复合芽孢杆菌有降低破软蛋率的趋势。

表3 日粮中添加不同芽孢杆菌对鸡蛋品质的影响Tab.3 The influence of different Bacillus on egg quality

2.3 日粮中添加芽孢杆菌对蛋鸡肠道微生物菌群区系的影响

2.3.1 盲肠微生物菌群

表4为日粮中添加不同芽孢杆菌对蛋鸡盲肠微生物菌群结构的影响。从表中可知，在蛋鸡盲肠4类主要菌群中，乳酸杆菌的数量最高，其次是肠杆菌和肠球菌，葡萄球菌最少。与对照组相比，枯草芽孢杆菌组的肠球菌、肠杆菌显著降低（P＜0.05），乳酸杆菌数显著增加（P＜0.05）；地衣芽孢杆菌组和复合芽孢杆菌组的葡萄球菌、肠球菌和肠杆菌显著降低（P＜0.05），乳酸杆菌数显著增加（P＜0.05）。饲料中添加芽孢杆菌对盲肠的肠杆菌和乳酸杆菌影响较大，枯草芽孢杆菌组、地衣芽孢杆菌组、复合芽孢杆菌组的肠杆菌菌数分别减少了8.02%、18.71%、27.81%；乳酸杆菌分别增加了9.62%、17.99%、28.87%。其中，以复合芽孢杆菌组的作用最大，与对照组相比，葡萄球菌、肠球菌和肠杆菌分别降低了6.50%、5.75%、27.81%，乳酸杆菌增加了28.87%。

表4 日粮中添加不同芽孢杆菌对蛋鸡盲肠微生物菌群变化的影响Tab.4 The effects of different Bacillus on laying hens cecum microbial flora 107cfu·g－1

2.3.2 十二指肠微生物菌群

表5为日粮中添加不同芽孢杆菌对蛋鸡十二指肠微生物菌群结构的影响。从表中得知，在蛋鸡十二指肠4类主要菌群中，乳酸杆菌的数量最高，其次是肠杆菌和葡萄球菌，肠球菌最少。与对照组相比，枯草芽孢杆菌组、地衣芽孢杆菌组和复合芽孢杆菌组的葡萄球菌、肠球菌、肠杆菌数显著降低（P＜0.05），乳酸杆菌数显著增加（P＜0.05）；其中饲料中添加复合芽孢杆菌制剂对蛋鸡十二指肠微生物区系的影响最大，其次是地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。

表5 日粮中添加不同芽孢杆菌对蛋鸡十二指肠微生物菌群变化的影响Tab.5 The effects of different Bacillus on laying hens duodenum microbial flora 107cfu·g－1

2.4 日粮中添加芽孢杆菌对蛋鸡粪便中臭味物质的影响

表6为日粮中添加芽孢杆菌对蛋鸡粪便中臭味物质含量的影响。由表6可知日粮中添加不同芽孢杆菌显著地降低了蛋鸡的粪便中的粪氨含量（P＜0.05），其中复合芽孢杆菌组降低幅度最大（23.94%）其次是地衣芽孢杆菌组（16.49%）和枯草芽孢杆菌组（9.57%）。日粮中添加枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌对蛋鸡粪便中挥发酸的含量无影响，其中枯草芽孢杆菌组的挥发酸含量为1.24%，相比于对照组挥发酸的含量降低了7.46%；地衣芽孢杆菌组的挥发酸含量为1.26%，比对照组降低了5.97%；日粮中添加复合芽孢杆菌显著地降低了蛋鸡粪便中的挥发酸含量（P＜0.05），比对照组降低了14.18%。日粮中添加芽孢杆菌显著地降低了蛋鸡粪便中总有机酸的含量（P＜0.05），对比空白对照组，日粮中添加枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和复合芽孢杆菌的总有机酸的含量分别降低了13.87%、8.40% 和20.59%。日粮中添加芽孢杆菌显著地降低了蛋鸡粪便中的粪臭素和吲哚含量，其中复合芽孢杆菌组的作用最强，对比空白对照组，复合芽孢杆菌组的粪臭素和吲哚含量分别降低了8.23% 和6.42%。

表6 日粮中添加不同芽孢杆菌对蛋鸡粪便中臭味物质的影响Tab.6 The effects of different Bacillus on odor material of laying hens faeces

3 讨论

3.1 芽孢杆菌对蛋鸡生产性能的影响

很多学者对饲料中添加芽孢杆菌对蛋鸡生产性能的影响做了研究，但是结果不一。辛娜等［6］的研究结果表明，在蛋鸡饲料中添加3%的复合芽孢杆菌对蛋鸡的生产性能没有影响。张旭等［7］的研究结果表明，在日粮中添加5～25mg／kg的枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的混合产品，显著地提高了蛋鸡的生产性能。很多学者对芽孢杆菌提高蛋鸡生产性能的机制进行了探讨，研究结果表明芽孢杆菌在蛋鸡肠道定植后可分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、果胶酶、葡聚糖酶、戊聚糖酶和纤维素酶等各种消化酶和促生长因子，增强了蛋鸡的代谢水平，在一定程度上提高蛋鸡的生产性能［8］。而且芽孢杆菌能促进蛋鸡机体产生抗菌物质，抑制致病菌的生长繁殖，通过维持肠道的微生态平衡，提高机体免疫功能，从而防治家禽疾病，提高了蛋鸡的健康水平，进而提高了蛋鸡的生产性能［9］。芽孢杆菌能促进饲料营养素降解，提高饲料利用率，从而影响蛋鸡的生产性能［7］。在本试验中，单一的芽孢杆菌对蛋鸡的生产性能没有影响，复合芽孢杆菌有提高蛋鸡生产性能的趋势。这可能是由于几种芽孢杆菌复合后产生了协同作用，可产生乳酸菌素、抗菌肽等有益因子，提高了蛋鸡的免疫力［10］，改善了蛋鸡的健康状况，从而提高了蛋鸡的生产性能。

3.2 芽孢杆菌对鸡蛋品质的影响

鸡蛋的哈夫值是美国农业部蛋品标准规定表示蛋品新鲜度的指标，目前国内也是以该指标为准。哈夫单位值越高，表明蛋白黏稠度越好，鸡蛋品质越高。该指标主要分为4个等级，AA 级：72或者更高；A 级：71～60；B 级：59～31；C 级：30或更低。本研究的结果表明饲料中添加芽孢杆菌显著地提高了鸡蛋的哈夫单位，与辛娜等［7］的研究结果一致。分析其原因可能是芽孢杆菌在动物体内增殖过程中优化了蛋白质的氨基酸组成，代谢产生了维生素供动物机体利用，改善了矿物质的吸收功能，增强了机体的抗应激能力，从而使鸡蛋蛋白浓度增加，提高了鸡蛋的哈夫单位。

本试验的研究结果表明，饲料中添加地衣芽孢杆菌和复合芽孢杆菌有降低破软蛋率的趋势。此结果与李万军［11］、张宜辉［12］等的研究结果一致。其原因可能是芽孢杆菌在动物肠道定植后，在其生长繁殖过程中能产生挥发性脂肪酸，降低动物肠道的pH，抑制肠内病原菌的生长，进而促进矿物质吸收，减少蛋鸡破软蛋的发生率。

3.3 芽孢杆菌对蛋鸡十二指肠和盲肠微生物区系的影响

蛋鸡的正常微生物菌群是禽类与微生物在长期进化中形成相互依赖的微生态系统，它与畜禽的免疫、营养等都有着密切的联系。研究表明，在蛋鸡饲料中添加益生菌可提高其对沙门氏菌、大肠杆菌等致病菌的抵抗力，对蛋鸡具有保护作用［7］。

本试验的结果表明，在日粮中添加0.15%枯草芽孢杆菌、0.15%地衣芽孢杆菌和0.15%复合芽孢杆菌制剂均显著地降低了蛋鸡十二指肠和盲肠中的有害菌的含量，显著地提高了有益菌乳酸杆菌的含量。根据竞争性排斥作用原理，芽孢杆菌通过其代谢产物（如有机酸）进行竞争性抑制，能使胃肠道内的有益菌浓度增大，并进行有效的繁殖，必然会使另一些细菌，尤其是致病菌的生长受到明显抑制［13］。而且，芽孢杆菌为革兰氏阳性菌，能够消耗肠道内的氧气，促进乳酸杆菌类有益菌群的增殖［14］。同时，由于有益菌的代谢使消化道酸度增加，在一定程度上促进了其他耐酸有益菌的生长，也就竞争性地抑制了有害菌如肠球菌、肠杆菌的繁殖［15］。由于几种芽孢杆菌复合后产生的协同作用，所以复合芽孢杆菌组对蛋鸡肠道菌群的影响更大，其机制还有待进一步研究。

3.4 芽孢杆菌对蛋鸡粪便中臭味物质的影响

本试验的结果表明，蛋鸡日粮中添加芽孢杆菌显著地降低了粪便中臭味物质的含量，与李海英等［16］的研究结果一致。蛋鸡生产过程中，鸡舍产生一定的有害气体，如氨气、二氧化碳、硫化氢等，很大一部分由大肠杆菌使粪便蛋白质腐败分解所产生［17］。芽孢杆菌可利用蛋鸡消化道内游离的氨及吲哚等有害物质，减少粪便中氮、磷、钙的排泄量，降低粪便臭味；同时芽孢杆菌能使大肠杆菌的含量减少，阻止蛋白质向氨的转化，减少了随粪便排出体外的氨等有害气体的含量［14］。此外，芽孢杆菌可分泌淀粉酶和蛋白酶等各种消化酶和促生长因子等多种生物活性物质，协同芽孢杆菌产生的有益代谢产物来增加饲料养分的消化和吸收，优化饲料的消化方式，从而减少蛋鸡粪便的臭味物质的含量［14］。本试验的研究结果表明，复合芽孢杆菌制剂对臭味物质的降低作用优于单一的芽孢杆菌制剂，其原因可能是复合芽孢杆菌及其代谢产物之间会产生协同作用，从而提高了其对臭味物质的降低作用。

4 结论

日粮中添加复合芽孢杆菌显著地提高了蛋鸡的只日产量，显著地降低了蛋鸡的入舍死亡率，并在一定程度上提高了蛋鸡的产蛋率，降低了破软蛋率。日粮中添加枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和复合芽孢杆菌均能促进乳杆菌的生长，抑制葡萄球菌、肠球菌、肠杆菌的繁殖。同时，日粮中添加3种不同的芽孢杆菌均能降低蛋鸡粪便中吲哚、粪臭素和粪氨的含量，其中，复合芽孢杆菌的作用效果最佳。

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