屎肠球菌的特性及其在畜牧生产中的应用研究进展

发布时间：2022-02-23所属分类：农业论文浏览：1次

摘 要： 摘 要：随着对畜产品需求的增加，人们越来越重视畜产品的安全性。屎肠球菌为常见乳酸菌，是近年来研究较多的益生菌，其代谢产物对病原菌的抑制、肠道菌群稳定和家畜生长具有重要意义，已广泛应用于畜牧生产中，但耐药性和致病性屎肠球菌的相继发现，引发了公众的担忧。

　　摘 要：随着对畜产品需求的增加，人们越来越重视畜产品的安全性。屎肠球菌为常见乳酸菌，是近年来研究较多的益生菌，其代谢产物对病原菌的抑制、肠道菌群稳定和家畜生长具有重要意义，已广泛应用于畜牧生产中，但耐药性和致病性屎肠球菌的相继发现，引发了公众的担忧。因此，如何合理、规范应用屎肠球菌是其在畜牧生产中应用的关键。本文综述了屎肠球菌的生物学特性及其在畜牧生产中的应用研究进展，但抗生素耐药性屎肠球菌的发现，使得屎肠球菌的应用更为谨慎。

　　关键词：屎肠球菌;来源;生物学特性;应用

　　屎肠球菌(Enterococcus faecium)为自然界常见的肠球菌，革兰氏阳性，兼性厌氧，无芽孢和鞭毛，生长迅速，代谢乳酸，属乳酸菌类，多以短链或双链状排列，为肠道正常优势菌群 [1-3]。屎肠球菌来源广泛，在生长猪小肠中 [4]、酸浆老汤 [5] 和新疆酸奶疙瘩中 [6]、动物园圈养猕猴粪便 [7] 和健康仔猪粪便 [8] 中以及发酵葡萄藤叶青贮 [9] 和盐穗木青贮 [10] 中都能分离到屎肠球菌。在酸性、胆盐和高温等环境中发现的屎肠球菌菌株对环境中的胁迫因子表现出良好的抗逆性 [11]。屎肠球菌通过与肠道表面黏附形成保护屏障，发挥益生作用 [12]，并产生有机酸降低肠道 pH，维持菌群平衡，可用于幼畜的肠道保健和动物肠道菌群失调的防治 [13-15]。因此，将屎肠球菌作为饲料添加剂加入饲料中可显著抑制有害微生物生长，并且安全无毒、无药残。本文将对屎肠球菌生物学特性及在畜牧生产中的应用做一综述，以期为屎肠球菌的开发和应用提供理论支持。

　　1 屎肠球菌生物学特性

　　1.1 屎肠球菌的耐高温能力 屎肠球菌菌株生长旺盛，培养 2 h 进入对数期，8~12 h 后进入稳定期 [16-17]，菌株生长迅速有利于成为环境中的潜在优势菌发挥作用。不同菌株最适生长范围不同，经研究发现屎肠球菌的生长温度范围为 20~37℃ [18-20]。而孙云章 [21] 筛选出 1 株可耐 80℃高温 30 min 存活数在 1×106 CFU/mL 以上的屎肠球菌。也有研究证实，120℃高温仍可检出具有抑菌作用的屎肠球菌。如周波等 [22] 筛选出 1 株耐 121℃高温 20 min 抑菌能力仍较好的屎肠球菌，与羿丽杰等 [23] 研究结果一致。因此，高耐热屎肠球菌可避免由于饲料加工时温度过高而导致的菌种失活。

　　1.2 屎肠球菌的耐胃酸和耐胆盐能力 耐胃液和胆盐的能力是家畜口服屎肠球菌制剂在机体内发挥作用的前提。一般认为屎肠球菌适宜生长 pH 范围为 5.0~7.5，但是单胃动物胃液 pH 在 2.0~2.5，所以屎肠球菌在单胃动物胃液环境中活力下降，影响菌株正常生长和发挥作用。王晓蕊 [24] 试验所用屎肠球菌在 pH 为 2.5 和 3.0 的模拟胃液环境中存活率分别达 44.10% 和 86.35%，在模拟肠液中的存活率达 87.72%。曹珂 [25] 研究发现了在 1% 胆盐浓度的条件下作用 2 h 后活菌率达到 83% 的屎肠球菌。综上所述，说明屎肠球菌有进一步通过环境进行驯化的可能，从而降低家畜环境对屎肠球菌的破坏。

　　1.3 屎肠球菌的黏附性和抑菌性 屎肠球菌的益生作用由其黏附能力和抑菌能力决定。屎肠球菌的黏附能力体现在菌株表面黏附物质与肠道上皮细胞宿主糖蛋白等黏附受体产生的定植黏附能力强弱 [26-27]。马青雯等 [28] 通过模拟胃液和肠液进行细胞黏附试验，发现屎肠球菌作为优势菌黏附率可达 18.16%。屎肠球菌的黏附能力利于维持肠道健康，减弱肠道内病菌黏附，从而减少炎症发生。Jin 等 [29] 研究发现，屎肠球菌在肠道表面竞争性抑制大肠杆菌黏附位点，加速大肠杆菌排出，同时菌株与肠道黏膜形成稳定的生物屏障，产生乳酸、过氧化氢和细菌素等活性代谢产物，遏制致病菌对肠道的入侵、停留、存活和繁殖。研究发现，屎肠球菌可以抑制常见致病菌黄曲霉菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌，平衡环境中益生菌的数量 [30-31]，这可能与屎肠球菌的活性代谢产物，对致病菌生存环境的破坏有关 [32]。以上研究结果表明，屎肠球菌的竞争黏附性对肠道提供天然抑菌保护，因此屎肠球菌可以作为益生菌应用于预防人类或动物肠道疾病和青贮饲料，有效抑制霉菌生长，减少饲料霉变 [33]。

　　2 屎肠球菌在畜牧生产中的应用

　　2.1 屎肠球菌在猪禽生产中的应用 在仔猪饲粮中添加屎肠球菌可以提高仔猪生产性能和日增重，促进脾脏发育，提高断奶仔猪血清中 IgG 水平，平衡肠道菌群，抑制大肠杆菌增殖 [34-36]。哺乳期母猪饲喂屎肠球菌同样有益。李素霞 [37] 在妊娠后期、哺乳期母猪和乳仔猪日粮中添加 1×108 CFU/kg 屎肠球菌，从妊娠期 93 d 的母猪饲喂至仔猪 42 日龄，发现母乳品质提高，降低了仔猪腹泻、母猪哺乳期失重、便秘和母猪乳房炎的发生。以上研究结果表明，屎肠球菌可适应母猪和仔猪的胃肠道环境，并能增加肠道乳酸菌数量，抑制病原菌黏附，促进血液免疫调节，加强免疫应答，从而提高母猪和仔猪的生产性能。

　　日粮中添加屎肠球菌可以改善蛋鸡的生产性能。研究发现在饲粮中添加 1×107 CFU/kg 屎肠球菌可以提高蛋鸡产蛋率、料蛋比和蛋品质 [38]，蛋鸡日粮中添加 5×105 CFU/kg 屎肠球菌能提高蛋鸡的采食量和平均蛋重，降低鸡粪中氨气产生量 [39]。屎肠球菌还能改善患病肉鸡的体况。曹广添等 [40] 试验发现，持续 3 周在已感染大肠杆菌肉鸡日粮中添加1×109 CFU/kg屎肠球菌，可提高鸡血清中 IgA 浓度，促进肉鸡生长，增加日增重，改善肠道菌群结构。另外，屎肠球菌对感染鼠伤寒沙门菌的肉鸡体况也有改善。黄丽卿等 [41] 给 1 日龄肉鸡饲喂 2×108 、4×108 、6×109 CFU/kg 屎肠球菌至 35 日龄，发现 4×108 CFU/kg 屎肠球菌可以有效缓解患病肉鸡体况受损，平衡机体抗氧化体系，减缓氧化应激损伤，促进肠道内肠球菌繁殖，抑制沙门菌增殖，提高肉鸡对鼠伤寒沙门菌的抵抗力，这可能与屎肠球菌增强了肉鸡的免疫应答有关。由此可见，屎肠球菌可以减缓致病菌对肉鸡的损伤，可能与其调整肠道菌群，间接影响宿主的免疫应答提高感染致病菌的家禽免疫力有关。

　　2.2 屎肠球菌在牛生产中的应用 添加一定量的屎肠球菌可以增强泌乳牛和犊牛的的免疫机能。徐巧云等 [42] 在泌乳中期荷斯坦奶牛日粮中添加 1×107 CFU/kg 屎肠球菌 28 d 后，发现屎肠球菌能够降低乳酸脱氢酶浓度，提高抗肿瘤因子浓度和红细胞数量，增强机体细胞免疫应答。聂炼 [43] 研究发现，连续 60 d 添加 2×109 CFU/kg 屎肠球菌可提高犊牛免疫力，犊牛瘤胃微生物多样性比较稳定。在瘤胃中添加屎肠球菌代谢产物可以减少肠球菌、大肠杆菌和葡萄球菌数量 [44]，显著提高瘤胃中 NH3-N 浓度和挥发性脂肪酸含量，促进碳水化合物发酵，提高机体能量利用效率 [45]，口服 1×107 CFU/kg 丙酸杆菌和屎肠球菌的复合物可以减少育肥牛的牛链球菌数和酸中毒的发生 [46]。综上可见，屎肠球菌可抑制瘤胃中的致病菌群，促进瘤胃微生物对饲料的消化，降低瘤胃发酵能量损失，对反刍动物的免疫力、瘤胃发酵和营养物质吸收方面有积极的促进作用。

　　2.3 屎肠球菌在青贮中的应用 大量研究有效证实了屎肠球菌能提高青贮饲料的青贮品质 [47-49]。此外，屎肠球菌还能抑制青贮饲料有害菌，促进青贮发酵。在全株玉米青贮中添加屎肠球菌可以显著减少好氧细菌、酵母菌和霉菌数量，具有增加有氧稳定性的特点 [33,50]。Li 等 [51] 将从西藏牦牛瘤胃中分离的分解纤维素的屎肠球菌接种到狼尾草青贮饲料中，发现青贮饲料中乳酸含量和糖含量提高，木质纤维素含量和酸碱度降低，狼尾草青贮饲料品质有效改善。由以上研究可以看出，运用外源屎肠球菌可以提高青贮饲料品质，抑制有害菌，促进代谢产物(如有机酸)的产生，利于饲料发酵，产生酸香气味。

　　2.4 屎肠球菌在食品发酵和保藏中的应用 屎肠球菌可以促进食品发酵。将屎肠球菌添加至干酪生产中发现菌株产生的抗菌代谢物，可以维持菌群活力，促进干酪发酵 [52]，还可以促进蛋白水解和风味活性挥发化合物产生，使干酪的风味更好，奶酪成分不变 [53]。Yoon 等 [54] 从韩国传统发酵豆制品中分离出用于大豆发酵食品生产中的精选型发酵剂屎肠球菌。可见，屎肠球菌在传统食品发酵中起着关键作用，将发酵产品中获得的屎肠球菌作为发酵剂，可以改善发酵产品品质和风味，并获得更好的发酵效果，缩短发酵周期，延长保质期。

　　有报道发现屎肠球菌产生的细菌素能耐酸碱，在热、酶、去污剂和 γ- 辐射环境中保持活力，抑制单核细胞增生李斯特菌和金黄色葡萄球菌，对万古霉素敏感，可作为食品保藏的益生菌 [55-56]。侯亚琼 [57] 将冷鲜猪肉和羊肉浸泡在效价为 4.42×104 AU/mg 屎肠球菌细菌素中 10 s 后，发现处理组的冷鲜肉保鲜时间延长了 5 d 以上，可见屎肠球菌细菌素可以作为良好抑菌效果的食品保藏剂和天然防腐剂。综上，屎肠球菌细菌素通过破坏腐败菌细胞膜的完整性，达到抑菌效果，从而保鲜肉质和延长鲜肉保存时间 [58]，为食品保藏方法的应用提供了新思路。

　　3 屎肠球菌的耐药性

　　屎肠球菌的研究也存在一些负面报道。有研究发现，屎肠球菌在机体免疫力低下时，会成为一种条件致病菌浸染宿主机体，引起多种感染性疾病，如菌血症和心内膜炎 [59]。近年来耐受抗生素屎肠球菌也被发现，例如从猪粪和鸡粪便中提取出耐受氯霉素、卡那霉素和链霉素等的屎肠球菌 [60]，在临床人尿液中发现耐受环丙沙星、红霉素、氨苄西林的屎肠球菌 [61]。这可能与屎肠球菌的耐药性基因的携带有关 [62]。因此，运用屎肠球菌时，可以通过耐药性基因检测筛选益生屎肠球菌，有效避免屎肠球菌运用不当产生的危害。对于致病性屎肠球菌，目前已有研究证实耐抗生素屎肠球菌的感染可以通过中药和肠内微生物调节剂治愈 [63]。因此，虽说研究人员分离应用到生产中的屎肠球菌大多是益生菌，但仍然建议将来在应用屎肠球菌时，选取抗逆性和抑菌效果等性能稳定的菌株，并对生产中的应用效果进行合理评估。

　　4 结 语

　　目前，关于屎肠球菌的应用主要基于其抑菌特性方面，因而具有抑菌效果好，可提高正常动物与患病动物生产性能，提高动物免疫力、红细胞数量和抗肿瘤因子浓度等，以及促进反刍动物瘤胃发酵，改善青贮饲料品质的作用。随着研究的深入，耐药性和致病性屎肠球菌被发现，因此，关于屎肠球菌的应用应该合理评估且谨慎开展，而如何合理应用屎肠球菌还需进一步深入研究。——论文作者：白天天 1 ，郭雪峰 1,2*

　　参考文献：

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