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凝结芽孢杆菌与丁酸梭菌联合应用研究进展
凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）和丁酸梭菌（Clostridium butyricum）作为饲用益生菌的两大核心菌种，具有抗逆性强、益生功能优良等共同特点。两者作用部位、产酸类型和代谢机制上具有显著的互补性，联合应用可发挥协同增效作用，在调节肠道菌群平衡、增强肠道屏障功能、提高动物生产性能方面表现出优于单一菌株的效果。本文系统综述了两菌的生物学特性，联合作用机制以及在畜禽及水产养殖中的研究进展，并对未来研究方向进行展望。
1. 凝结芽孢杆菌和丁酸梭菌的生物学特性
凝结芽孢杆菌和丁酸梭菌分属于芽孢杆菌属和梭菌属，两者虽同属厚壁菌门，但在形态特征、生长习性和代谢特性等方面存在明显差异，具体生物学特性比较见表1。
表1 凝结芽孢杆菌和丁酸梭菌生物学特性
由表1可见，两菌均能形成芽孢，具有优异的抗逆性能。凝结芽孢杆菌的兼性厌氧特性使其能在肠道前端有氧环境中定植并消耗氧气，为后续严格厌氧菌创造生存条件；而丁酸梭菌的严格厌氧特性决定其主要定植于肠道后段。这种生态位的互补性为两菌的联合应用提供了理论基础。
2. 凝结芽孢杆菌和丁酸梭菌的协同作用机制
2.1 肠道占位协同
凝结芽孢杆菌主要分布在小肠前端，通过增加肠绒毛高度，分泌消化酶（蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等），促进前段肠道营养消化吸收；丁酸梭菌则定植于回肠和结肠，通过代谢产生丁酸,修复肠黏膜并增强紧密连接蛋白表达，强化后段肠道屏障功能。两者联合可在肠道不同部位协同发挥保护作用，实现从肠前段至后段的系统性肠道健康维护。
2.2 营养代谢协同
凝结芽孢杆菌为兼氧菌，可消耗肠道残余氧气，创造有利于厌氧菌生长的微环境，同时分泌消化酶将大分子营养物质分解为小分子，为丁酸梭菌等益生菌提供丰富的营养底物。此外，凝结芽孢杆菌产生的乳酸可降低肠道pH值，抑制病原菌增殖；丁酸梭菌通过产生维生素等生长因子促进肠道益生菌的增殖，其代谢产生的丁酸不仅为肠上皮细胞供能，还能刺激肠道蠕动，改善肠道微生态环境。
2.3 产酸协同效应
凝结芽孢杆菌在小肠前端发酵碳水化合物产生乳酸，丁酸梭菌则主要在回肠和结肠代谢产生丁酸，两者协同使肠道从胃（pH约3.0）到结肠（pH 5.5~6.0）形成连续酸性环境梯度。更重要的是，凝结芽孢杆菌产生的乳酸和乙酸等短链脂肪酸可作为丁酸梭菌的底物，进一步促进丁酸的生成。
3. 凝结芽孢杆菌和丁酸梭菌在养殖中的联合应用研究
3.1 在生猪养殖中的应用
凝结芽孢杆菌和丁酸梭菌联合应用于猪生产中，主要通过占位效应和产酸协同调整肠道菌群，降低疾病发生率，并借助营养代谢协同改善动物生产性能。Huaman等［1］研究发现，在断奶仔猪饲料中添加 500 mg/kg复合益生菌（丁酸梭菌活≥5.0×107CFU/g，凝结芽孢杆菌≥5.0×108CFU/g），与抗生素组相比，仔猪日增重提高4%，腹泻率降低6%，且肠道内乳杆菌属的相对丰度显著升高。Balasubramanian等［2］在三元杂交（长×约×杜）仔猪饲料中添加0.2%复合益生菌（凝结芽孢杆菌≥1.0×109 CFU/g，丁酸梭菌活菌数≥1.0×108CFU/g），与对照组相比,复合益生菌组仔猪的平均日增重提高7%，肠道干物质回肠表观消化率提高7%，肉品质也有所改善，其中肉色评分和胴体重分别提升12%和5%。
3.2 在家禽养殖中的应用
在家禽生产中，凝结芽孢杆菌与丁酸梭菌的联合使用表现出促生长、调节免疫和改善产品品质的作用。邹函峪等［3］在樱桃谷鸭饲料中添加0.2%凝结芽孢杆菌（1×109CFU/mL）和0.1%丁酸梭菌（1×109CFU/mL）组成的复合菌制剂，结果表明，肉鸭平均日增重提高8%，料重比降低10%。郑超等[4]研究了复合菌剂对蛋鸡夏季生产性能、蛋品质和血清生化指标的影响，在日粮中添加2×106 CFU/g的复合益生菌（丁酸梭菌4×108 CFU/g，凝结芽孢杆菌1.96×1010 CFU/g）后，蛋鸡料蛋比降低6.3%，产蛋率提高2.9%，蛋白高度、蛋黄重和蛋黄比例分别提高7.1%、6.3%和3.6%，哈氏单位和蛋壳强度分别提高21.3%和15.2%，显著改善了夏季热应激条件下的生产表现和蛋品质。
3.3 在水产养殖中的应用
在鱼类饲料中添加丁酸梭菌和凝结芽孢杆菌，可促进生长、改善肠道菌群结构并提高抗病能力。樊英等［5］研究表明，在虹鳟饲料中添加凝结芽孢杆菌（2.4×109CFU/kg）和丁酸梭菌（7.35×109CFU/kg）组成的复合菌，可显著提高虹鳟的特定生长率，降低饲料系数，同时改善肠道菌群结构和多样性。叶海斌等［6］研究发现，在虹鳟日粮中添加丁酸梭菌和凝结芽孢杆菌，显著提高了虹鳟血清补体C3含量，间接增强了机体非特异性免疫功能,提升了抗病力。
4. 小结
凝结芽孢杆菌和丁酸梭菌在产酸特性、作用部位和功能机制上具有显著的互补性和协同性。二者联合应用，能够有效调节肠道菌群结构、改善动物生产性能并增强机体健康水平。随着相关研究的不断深入与应用技术的持续进步，两菌的复合制剂有望为畜牧业和水产养殖业的绿色、健康与可持续发展提供有力技术支撑。
参考文献
[1] Huaman S O B , De Souza F A , Bonato M A ,et al. Effects of prebiotic and multispecies probiotic supplementation on the gut microbiota, immune function, and growth performance of weaned piglets.PLoS ONE, 2024, 19(11): 0313475
[2]BALASUBRAMANIAN B， LEE I S， KIM I. Inclusion of dietary multi-species probiotic on growth performance, nutrient digestibility, meat quality traits, faecal microbiota and diarrhoea score in growing–finishing pigs. Italian Journal of Animal Science，2018,17(1):100~106
[3]邹函峪，王宝维，张名爱等. 凝结芽孢杆菌和丁酸梭菌对肉鸭生长性能、屠宰性能、血清生化指标及肠道康的影响. 动物营养学报，2023，35（5）：3025~3040
[4]郑超，皮劲松，刘雄涛等.日粮添加丁酸梭菌及其复合菌剂对蛋鸡夏季生产性能的影响. 中国畜牧杂志，2020，56（10）：127~132
[5]樊英，叶海斌，王晓璐等. 丁酸梭菌和凝结芽孢杆菌对虹鳟生长性能、肝功能及肠道菌群的影响. 大连海洋大学学报，2019，34（2）：198~203
[6]叶海斌，樊 英，严芳等. 益生菌制剂对虹鳟血清生化指标和免疫功能的影响. 华南师范大学学报（自然科学版）,2018，50（3）：65~71
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