腸酸寧®
腸酸寧菌株的發現
一次微生物課的野外采樣，一名云師大生命科學院的學生，在西雙版納原始森林中無意間拿回了一棵酸味很濃的腐爛野果；
后來，從這顆野果中分離出了一株產L-乳酸的菌株，根據16SrDNA 序列測定結果，結合其形態特征及生理生化性質，確定該菌株為凝結芽孢桿菌；
通過云師大生命科學院專家的進一步馴化、改良，該菌株的抗逆性、抗菌性、增殖能力等進一步提升，進而被開發為新一代微生態產品“腸酸寧”。
? 凝結芽孢桿菌（Bacillus coagulans），革蘭氏陽性，兼性厭氧，屬于硬（或厚）壁菌門、芽孢桿菌綱、芽孢桿菌目、芽孢桿菌科、芽孢桿菌屬；
? 1992年美國FDA批準的一種“普遍認為安全”的芽孢桿菌類乳酸菌；
? 我國食品藥品監督管理局（SFDA）于2005年批準作為人用整腸藥物；
? 我國農業部于2004年批準在飼料中添加。
腸酸寧菌株的主要特點
? 產抗菌凝結素
? 產L-乳酸、乙酸
? 反硝化試驗為陽性
? 耐高溫、耐胃酸、耐膽鹽
? 胃內活化，30分鐘繁殖一代
? 產多種維生素、酶、氨基酸
? 在腸道內的定植保留期為7天左右
腸酸寧菌株的部分生物學特性
腸酸寧菌株可分解日糧中的多糖為寡糖，為乳酸桿菌、雙歧桿菌等提供營養來源，大多數的多糖、寡糖均可作為腸酸寧菌株的碳源，與其他細菌不同的是，腸酸寧菌株還可利用動物不能利用的木糖、阿拉伯糖等5碳糖及其聚合物；
腸酸寧菌株代謝產物有機酸組分分析：（按普通日糧構成制作菌株培養基，接種腸酸寧菌粉，進行搖床發酵24小時后測定發酵液中有機酸的組成）
有機酸 | 乳酸 | 乙酸 | 丙酸 | 丁二酸 |
含量（g/L） | 8.05 | 2.6 | 0.34 | 0.82 |
注：L-乳酸含量為2g/L時即可抑制有害菌，腸酸寧菌株在腸道缺氧條件下乳酸產量更高，按腸酸寧推薦用量在正常情況下所產L-乳酸可達到抑制有害菌的濃度。
腸酸寧菌株不產氣、不產吲哚；在普通飼料營養環境下易迅速增殖；反硝化試驗為陽性，可將池塘水體或動物腸道中的含氮化合物還原為分子氮（N2）或一氧化二氮（N2O）；
腸酸寧菌株可產40多種酶，這些酶包括葡萄糖異構酶、α-淀粉酶、木糖異構酶、支鏈淀粉酶、α-半乳糖苷酶、纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶、過氧化物酶，以及多種蛋白酶、脂酶、核酸酶等，可以有效地緩解和消除腹脹、消化不良和食欲不振；
腸酸寧有效成分凝結芽孢桿菌能夠產多種維生素，如葉酸、煙酸、VB1、VB2、VB6、VB12等，可促進宿主對蛋白質、鈣、鋅、鐵和維生素D的消化吸收和利用，可促進雙歧桿菌、乳酸桿菌等腸道有益菌增殖，同時還能提高機體抵抗力，具有良好的生理保健作用；
腸酸寧的抗逆性
◆ 耐 熱 性
腸酸寧菌株耐熱能力大于110℃，100℃高溫下處理10分鐘，存活率達99%，85℃處理2小時或55℃處理60小時后，測定活菌數沒有降低。
◆ 過胃能力
腸酸寧菌株經人工胃液（PH1.4）處理2小時后的存活率為95.29%，雙歧桿菌存活率為5.20%，乳酸桿菌的存活率為5.50%。
◆ 耐 膽 鹽
腸酸寧菌株最高耐受膽鹽濃度為3.0%，豬小腸內膽鹽濃度一般在0.03%~0.3%的范圍, 該菌株能順利在小腸環境中發揮作用。
腸酸寧的抗菌機理
L-乳酸、乙酸的抗菌作用：
◆ 乳酸，又名2-羥基丙酸，酸度系數pka=3.86，與乙酸（pka=4.76）、丙酸（pka=4.87）、丁酸（pka=4.82）等小分子酸相比雖然均屬弱酸類，但其酸度系數值最小，相對而言其酸性最強，可更有效的降低腸道PH值，同時保護其他有機酸不被離解；
◆ 未解離的乳酸具有高脂溶性, 能融入細胞膜并以分子乳酸的形式滲透入特定腸道致病菌細胞質, 由于細菌細胞質的PH值相對較高，當非離解的乳酸通過細胞膜進入細胞質后，就發生離解使細胞質酸化并釋放酸性陰離子，從而起到殺菌、抑菌的作用，故而單純的低PH值環境并不一定有好的抑菌效果；
◆ 腸酸寧菌株可分泌乳酸和乙酸，乳酸乙酸混合使用的抑菌能力大于等量乙酸或乳酸的單獨使用，這是由于兩者混合后，乳酸除了其本身的抗菌作用外還降低了介質的pH值，這就減少了乙酸離解，使得更多非離解狀態的乙酸進人細菌細胞發揮抑菌作用。
◆ 不同酸對腸道微生物的控制效果的比較（乳酸安全性最高）
各種酸對不同細菌的抑制濃度：
不同酸 腸道菌 | 磷酸 | 乳酸 | 丙酸 | 丁酸 |
大腸桿菌 | 0.2% | 0.2% | 0.3% | 0.3% |
乳酸桿菌 | 0.3% | 1.5% | 1.0% | 1.0% |
安全范圍 | 0.2-0.3 | 0.2-1.5 | 0.3-1.0 | 0.3-1.0 |
酸濃度過高同樣會對有益菌群造成破壞，乳酸抑制大腸桿菌的濃度小于丙酸、丁酸，但對乳酸桿菌的抑制濃度遠大于其他酸，故乳酸的安全使用范圍最大。
凝結素的抗菌作用：
◆ 凝結素是一種由44個氨基酸殘基組成的蛋白質，屬于抗菌肽類，帶正電荷，具有陽離子的特性，含有兩性區或疏水區；凝結素在60℃能夠穩定90分鐘，在pH 4—8時保持穩定，不受淀粉酶、脂酶或有機溶劑的影響；
◆ 細菌的細胞膜含有磷脂，其細胞壁呈酸性，凝結素帶有正電荷的、高度保守的N端折疊片通過靜電反應，調節其與靶細胞表面的初始階段的結合；而具有疏水性或兩性的C端發卡樣結構域則穿透靶細胞的細胞膜中疏水性區域 ，從而導致靶細胞膜的滲漏而殺死細菌。
腸酸寧的綜合抗菌性
◆ 由于L-乳酸、乙酸、凝結素等的綜合作用，腸酸寧菌株對革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌均有抗菌作用，具有較廣泛的抗菌譜和良好的抗菌效果，腸酸寧可抑制下列病原微生物：大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、痢疾桿菌、變形桿菌、銅綠假單胞菌、產氣莢膜梭菌、艱難梭菌、幽門螺桿菌、布氏桿菌、白色假絲酵母、熱帶假絲酵母、表皮葡萄球菌、明竄珠菌、李斯特菌、足球菌、黑曲霉、EB皰疹病毒、酒球菌屬以及須毛癬菌等。
◆ 腸酸寧對大腸桿菌的抑制
將腸酸寧與大腸桿菌混合培養24h后，大腸桿菌活菌數從單獨培養時的108CFU／ml下降到103CFU／ml，pH下降至4.60，呈現明顯抑制作用。
培養方法 | 大腸桿菌活菌數、PH | 培養時間（h） | ||||
0 | 6 | 12 | 18 | 24 | ||
單獨培養 | 活菌數（CFU/ml） | 9.0×103 | 2.3×105 | 1.71×108 | 8.2×108 | 9.2×108 |
PH | 6.32 | 6.33 | 6.3 | 5.74 | 5.48 | |
混合培養 | 活菌數（CFU/ml） | 1.06×104 | 6.0×104 | 6.6×104 | 4.4×104 | 4.6×103 |
PH | 6.28 | 5.2 | 4.69 | 4.63 | 4.6 | |
◆ 腸酸寧對沙門氏菌的抑制
將腸酸寧與傷寒沙門菌混合培養，18h后傷寒沙門菌從單獨培養時的108CUF／ml下降至103CUF／ml，24h后下降為0，pH下降至4.90，呈現出極強的抑制作用。
培養方法 | 沙門氏菌活菌數、PH | 培養時間（h） | ||||
0 | 6 | 12 | 18 | 24 | ||
單獨培養 | 活菌數（CFU/ml） | 1.30×106 | 2.80×108 | 3.90×108 | 1.80×108 | 3.80×108 |
PH | 6.65 | 6.45 | 5.8 | 5.7 | 5.5 | |
混合培養 | 活菌數（CFU/ml） | 1.20×106 | 2.20×107 | 1.00×105 | 1.00×103 | 0 |
PH | 6.55 | 6.3 | 4.9 | 4.9 | 4.9 | |
◆ 腸酸寧對銅綠假單胞菌（綠膿桿菌）的抑制
將腸酸寧與銅綠假單胞菌混合培養24h，銅綠假單胞菌活菌數從單獨培養的1010CFU／ml下降到101CFU／ml，pH下降至4.80，呈現明顯抑制作用。
培養方法 | 銅綠假單胞菌活菌數、PH | 培養時間（h） | ||||
0 | 6 | 12 | 18 | 24 | ||
單獨培養 | 活菌數（CFU/ml） | 4.80×104 | 3.60×107 | 1.07×108 | 1.98×109 | 1.01×1010 |
PH | 6.68 | 6.68 | 6.76 | 7.62 | 8 | |
混合培養 | 活菌數（CFU/ml） | 4.80×104 | 2.43×107 | 1.60×108 | 1.74×106 | 2.00×101 |
PH | 6.68 | 6.65 | 5.41 | 4.98 | 4.8 | |
◆ 腸酸寧對痢疾桿菌的抑制
將腸酸寧與對痢疾桿菌混合培養24h，痢疾志賀菌活菌數從單獨培養時的108CFU／ml下降到103CFU／ml，pH下降至4.83，呈現明顯抑制作用。
培養方法 | 痢疾桿菌活菌數、PH | 培養時間（h） | ||||
0 | 6 | 12 | 18 | 24 | ||
單獨培養 | 活菌數（CFU/ml） | 7.49×103 | 1.49×105 | 2.13×106 | 7.10×107 | 5.90×108 |
PH | 6.65 | 6.61 | 6.61 | 6.18 | 6.24 | |
混合培養 | 活菌數（CFU/ml） | 1.00×104 | 1.17×105 | 7.40×104 | 3.2×104 | 1.2×103 |
PH | 6.6 | 5.78 | 4.81 | 4.8 | 4.83 | |
L-乳酸的營養作用
◆ 乳酸存在兩種光學對映體L-乳酸和D-乳酸，動物只能分泌L-乳酸脫氫酶，故只能代謝L-乳酸，腸酸寧菌株在腸道中可分泌大量L-乳酸。
◆ L-乳酸的利用途徑——直接氧化供能是腸細胞的快速能量源
在氧充足的情況下，腸細胞及其他組織細胞攝取血液中的L-乳酸，在L-乳酸脫氫酶的作用下將乳酸轉化為丙酮酸；然后進入線粒體，被徹底氧化為水、二氧化碳。該過程中，儲存在乳酸中的能量被徹底釋放，參與生命活動。
乳酸+氧氣+ADP→二氧化碳+水+ATP
◆ L-乳酸的利用途徑——系腸道中丁酸產生菌的重要營養源
L-乳酸系腸道中丁酸產生菌的重要營養源，其不僅為丁酸的合成提供必要的營養，同時也促進丁酸產生菌的大量增殖。
◆ L-乳酸的利用途徑——經糖異生途徑生成葡萄糖和糖原
血液中L-乳酸濃度較高時，激活肝臟和骨骼細胞中的糖異生途徑，將大量乳酸轉化為葡萄糖，或是補充血糖的消耗，或是用于糖原的合成。
◆ L-乳酸的利用途徑——用于脂肪、丙氨酸等物質的合成
在肝臟細胞中，乳酸經由丙酮酸、乙酰輔酶A途徑轉變為脂肪酸、膽固醇、酮體和乙酸等物質，亦可經由丙酮酸，通過氨基酸轉換作用生成丙氨酸，參與蛋白質代謝。
腸酸寧的綜合優勢
? 腸酸寧菌株的抗逆性超過一般芽孢桿菌，具有耐制粒、耐存儲、耐胃酸、耐膽鹽等特性，可抵抗加工、存儲、使用中的各種破壞，安全抵達動物腸道發揮整腸作用；
? 由于L-乳酸、乙酸和抗菌凝結素等的綜合作用，其抗菌性優于普通乳酸菌類，具有較廣泛的抗菌譜以及更優良的抗菌效果；
? 腸酸寧在胃內活化，30分鐘繁殖一代，且在飼料營養環境下增殖較快，因而可以確保產生足夠的活菌，同時腸酸寧為兼性厭氧菌且對PH的適應范圍較廣，故菌群可分布至整個腸道，有利于對腸道全面的保護；
? 腸酸寧有效添加量遠低于普通芽孢桿菌，為普通芽孢桿菌的五至十分之一，同時其可利用木糖、阿拉伯糖等動物不能利用的五碳糖及其聚合物，不僅可相對減少對腸道中營養物質的消耗，而且可增加動物對日糧中木聚糖的利用；
? 腸酸寧菌株通過生物奪氧、降低腸道PH值、抑制有害菌、分解多糖為寡糖、為丁酸產生菌提供L-乳酸營養源等作用，綜合促進腸道有益菌群的增殖；
? 腸酸寧菌株可分解池塘水體或動物腸道中的含氮化合物，將其還原為分子氮（N2）或一氧化二氮（N2O），從而降低氨氮水平，避免氨氮對動物的危害；
? L-乳酸可促進動物腸道的蠕動，增強腸動力，且凝結芽孢桿菌的表層蛋白具有保水性，可潤腸通便，同時腸酸寧對有害菌的抑制可降低腸道毒素，解除腸麻痹，從而對腸道功能失調造成的便秘有治療作用；
? L-乳酸可直接向腸細胞提供能量促進腸黏膜的修復和發育，同時L乳酸可促進丁酸產生菌的產酸和增殖，故腸酸寧對動物腹瀉以及腸道炎癥的恢復有較好的改善作用。
腸酸寧對小豬的影響：
選三元雜保育出欄小豬60頭，A組為對照組不設重復，B、C為試驗組各設3個重復，B組加腸酸寧（50億含量）100g/噸，C組加某產酶益生素1000g/噸，試驗期30天。
項目 組別 | 平均耗料量 kg/頭 | 平均增重 kg/頭 | 料肉比 |
A組 | 42.33 | 17.42 | 2.43 |
B組 | 42.13 | 19.52 | 2.16 |
C組 | 41.20 | 17.75 | 2.32 |
試驗表明腸酸寧組平均增重以及料肉比顯著優于其他各組。
腸酸寧對肉仔雞生產性能的影響：
選取出生重相近的1日齡白羽肉雞300只，分試驗組和對照組，每組三個平行，分別于同一大棚內地面養殖，試驗組腸酸寧有效成分凝結芽孢桿菌濃度為106cfu/g，試驗期49天：
組別 | 平均增重 | 采食量 | 料肉比 | 成活率 |
空白對照組 | 2120 | 4664 | 2.20 | 94.67% |
腸酸寧試驗組 | 2375 | 4650 | 1.96 | 98.67% |
從試驗數據來看，試驗組料肉比顯著下降，成活率明顯提高。
腸酸寧對池塘水質的影響：
選取水源一致的鄰近兩個養殖池塘，將各項氨氮指標調為一致，試驗組按凝結芽孢桿菌1×104cfu/ml的濃度加入腸酸寧，3天后測定水質情況（水溫23℃左右）：
組別 | 氨氮 | 亞硝酸鹽氮 | 硫化氫 | 化學需氧量 | 可溶性總磷 |
各組初始值 | 1.32mg/L | 0.66mg/L | 5.92ug/L | 14.55 | 2.25mg/L |
對照組 | 1.40mg/L | 0.61mg/L | 5.84ug/L | 15.32 | 2.17mg/L |
試驗組 | 0.46mg/L | 0.10mg/L | 1.52ug/L | 6.20 | 0.99mg/L |
從試驗數據來看，腸酸寧有明顯改善水質的效果，可作為水質改良劑用于水產養殖。
腸酸寧的綜合效用
? 增加日增重、提高飼料利用率、降低養殖成本；
? 延長產蛋高峰期，改善蛋品質；
? 提高種禽受精率、孵化率；
? 提高反芻動物產奶量，降低隱性乳房炎的發生；
? 改善腸道功能，預防腸炎、便秘、腹瀉的發生；
? 增強動物免疫力、增強抗應激能力；
? 降低腸道、糞便中的氨濃度、改善養殖環境；
? 降低氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫等，改善水環境。
腸酸寧的使用：
用法用量：
腸酸寧產品 使用情況 | 50億CFU/克產品 推薦用量（克/噸全價料） |
一般成年畜禽 | 60-100 |
一般幼齡畜禽 | 100-200 |
水產養殖 | 100-200 |
反芻動物 | 100-300 |
預防或緩解應激 | 100-200 |
母豬懷孕/泌乳期 | 100-200 |
仔豬斷奶期間 | 200-400 |
畜禽病后康復 | 200-400 |
畜禽飲水 | 按1×106-107cfu/ml濃度配制，根據情況長期或階段使用 |
池塘水質改善 | 每畝100-200克，首次使用可加倍 |
使用建議：
長期性低劑量（60-100g/T）可增加畜禽日增重，提高飼料轉化率；
階段性中劑量（100-200g/T）可抗應激、防失衡；當動物受到各種應激侵襲時，穩定腸道正常菌群，加固動物自身免疫力；如母豬懷孕及泌乳期、調換飼料品種、接種疫苗前后、氣候突變、肉雞高密度飼養等等。
階段性高劑量（200-400g/T）可幫助畜禽快速建立腸道正常菌群，保護腸道黏膜，促進腸道絨毛發育或修復，提高機體免疫力；適用于斷奶仔豬飼養和畜禽病后康復。
與抗生素的配合：
芽孢狀態的腸酸寧，因芽孢的保護，對大多抗生素均不敏感；
活化以后的腸酸寧：
對磺胺類、多肽類（桿菌肽鋅、粘桿菌素、恩拉霉素、維吉尼亞霉素）、林可酰胺類（林可霉素）等抗生素敏感度低，可與之配合使用；
對大環內酯類（紅霉素、吉他霉素、泰樂菌素）、四環素類（土霉素、金霉素）、喹惡林類（喹乙醇、喹唏酮）、氨基糖苷類（新霉素、壯觀霉素、卡拉霉素）等敏感度中等，在低劑量添加時（如飼料中的常規保健劑量）可同時使用；
對青霉素類（青霉素、氨芐青霉素、阿莫西林、美洛西林）、頭孢類（頭孢氨芐、頭孢克洛、頭孢克肟、先鋒霉素）等高度敏感，應避免同時使用，使用時間須間隔2小時以上。
將腸酸寧分別添加到含保健劑量中敏抗生素（金霉素、新霉素、吉他霉素、土霉素等）的飼料中時，在動物糞中仍可檢出大量凝結芽孢桿菌，且菌落數量與未加抗生素的動物糞便菌落數無顯著差異，這說明中度敏感的抗生素在低劑量時對腸酸寧影響不顯著。
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