吳麗媛，張守明

（安陽市畜產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測檢驗中心，河南 安陽 455000）

丁酸梭菌是一種革蘭氏陽性厭氧梭狀內(nèi)生芽孢桿菌，一般存在于土壤、健康動物糞便中，因能夠產(chǎn)生以丁酸為主要成分的有機酸而命名為丁酸梭菌。最早在1880年由Prazmowski 從豬的腸道中分離出來，1996年，我國篩選出第一株用于治療大腸桿菌、沙門氏菌等引起的腸炎、腹瀉的CGMCC313-1 菌株。丁酸梭菌制劑隨后在動物養(yǎng)殖生產(chǎn)中開始迅速開發(fā)研究、推廣應(yīng)用。

1 丁酸梭菌的創(chuàng)制技術(shù)工藝

丁酸梭菌制劑的制備方法較多，有不少優(yōu)化生產(chǎn)工藝，比如在菌種制備、接種量、發(fā)酵培養(yǎng)基和添加物等環(huán)節(jié)以及創(chuàng)制環(huán)境溫度、發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速和壓力等要求上有所差別，但是，丁酸梭菌及其菌制劑的生產(chǎn)工藝大體包括菌種的活化及種子液的制備、液體發(fā)酵、發(fā)酵液干燥。

1.1 菌種的活化

首先制作活化液。取GAM 培養(yǎng)基50.0g，加熱溶解1000mL 蒸餾水中，120℃高壓滅菌10min，冷卻至室溫，再加入脫纖維兔血60mL，氯化血紅素1.5g，卡那霉素80mg，萬古霉素1mg，新霉素80mg，混勻，得到活化液。其次，在厭氧條件下，培養(yǎng)菌種。從保存有丁酸梭菌菌種的保存培養(yǎng)皿上挑取丁酸梭菌菌株至活化液中，37℃下培養(yǎng)24～36h。

1.2 一級種子培養(yǎng)液

將純種活化制備好的丁酸梭菌活化液厭氧環(huán)境下接種到發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵培養(yǎng)基中，一般接種量為2%～7%，在發(fā)酵溫度37℃和罐壓為0.1～0.5Mpa 下進行一級種子液的培養(yǎng)。這期間發(fā)酵罐平均轉(zhuǎn)速為500r/min，速度過高，不利于種子液的生成培養(yǎng)。值得注意的是培養(yǎng)全程要通入氮氣，對環(huán)境酸度也有嚴格要求，一般控制培養(yǎng)環(huán)境pH 值為4.0～5.0，發(fā)酵培養(yǎng)時間不超過10h，作為一級種子培養(yǎng)液。上述發(fā)酵培養(yǎng)基組成：牛肉粉膏0.3%、胰蛋白胨1%、酵母粉0.5%、氯化鈉0.2%、葡萄糖2%、乙酸鈉0.2%、硫酸鎂0.02%、L- 半胱氨酸鹽酸鹽0.02%、硫酸錳0.01%、磷酸氫二鉀0.2%、碳酸鈣0.5%、水余量。

1.3 二級種子培養(yǎng)

整個過程與一級培養(yǎng)液的要求和生產(chǎn)工藝相似。將制備好的二級培養(yǎng)種子液接種到發(fā)酵罐的發(fā)酵培養(yǎng)基中，接種量為1%～5%，在溫度為30～37℃、罐壓為0.05～0.10Mpa 下進行二級種子液培養(yǎng)，發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速為100～200r/min，培養(yǎng)全程通入氮氣，并控制培養(yǎng)環(huán)境pH 值為5.0～6.0，發(fā)酵培養(yǎng)8～10h，發(fā)酵結(jié)束后，收集二級發(fā)酵種子液。

1.4 發(fā)酵培養(yǎng)

將收集到的二級發(fā)酵種子液立即接種至發(fā)酵罐中，使得丁酸梭菌快速適應(yīng)，進行發(fā)酵培養(yǎng)，發(fā)酵溫度30～37℃，接種量為3%～5%，罐壓為0.05～0.10Mpa，培養(yǎng)全程通入氮氣，發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速為100～200r/min，并控制培養(yǎng)環(huán)境pH 值為5.0～6.0，發(fā)酵培養(yǎng)24～36h，發(fā)酵結(jié)束后，收集罐內(nèi)發(fā)酵液。

1.5 發(fā)酵干燥

在干燥制粉環(huán)節(jié)向發(fā)酵液中添加玉米淀粉流化劑（添加量為35g/L）并充分攪拌均勻，經(jīng)噴霧干燥后制成丁酸梭菌活菌制劑成品。

2 丁酸梭菌在動物養(yǎng)殖中的應(yīng)用

2.1 促進動物生長，調(diào)節(jié)腸道菌群微生態(tài)平衡

動物腸道屏障的主要功能是維持上皮細胞的完整性和防止微生物入侵。丁酸梭菌在腸道內(nèi)產(chǎn)生乙酸、丁酸等有機酸，分泌抗菌肽丁酸菌素、淀粉酶、蛋白酶和纖維素酶等多種生物酶，這些都是益生物，維持腸道健康，調(diào)節(jié)菌群微生態(tài)平衡，有利于抑制有害菌群的增殖，促進有益菌的繁殖，其中有機酸構(gòu)成腸壁上皮細胞的能量物質(zhì)，丁酸對于腸道黏膜損傷的修復(fù)再生有很大促進作用，分泌的酶水解纖維素、淀粉等碳灰化合物產(chǎn)生葡萄糖等低聚糖，降解抗營養(yǎng)因子，益于腸道吸收和生產(chǎn)發(fā)育，提高動物生長性能。YangCM 等對日糧添加丁酸梭菌飼喂肉雞試驗表明，可以顯著提高肉仔雞整個生長期的平均日增重和終末體重。孫華等研究了日糧添加丁酸梭菌對25kg左右的大約克育肥豬前期生長性能的影響，結(jié)果表明，添加2.0×108CFU/kg 丁酸梭菌對其生長性能具有改善作用，可使生長豬平均日增重（ADG）提高7.5%、料肉比（FCR）降低2.2%。

2.2 調(diào)節(jié)機體免疫反應(yīng)，增強機體免疫力

動物機體健康狀況與細胞因子、各類免疫球蛋白密切相關(guān)。丁酸梭菌能夠提高血清免疫球蛋白和細胞因子含量，促進免疫器官發(fā)育，激活補體系統(tǒng)，增強機體免疫能力，發(fā)揮抗菌和抗病毒的功能。此外，其抗炎作用表現(xiàn)為激活腸道上皮細胞的Toll 樣受體2（TLR-2），調(diào)節(jié)NF-kB 信號途徑分泌IL-6、TNF-α 等細胞因子，從而抑制炎癥反應(yīng)。劉亭婷等在仔雞日糧中添加丁酸梭菌，發(fā)現(xiàn)丁酸梭菌組雞的脾臟指數(shù)、血清中IgG 和C3 的含量均高于對照組，胸腺和法氏囊指數(shù)有上升趨勢。王騰浩的研究也表明，飼糧中添加丁酸梭菌具有提高斷奶仔豬血清IgG、IgM 和C4 含量的趨勢，可顯著提高血清IgA 和C3 含量。