屎腸球菌的作用機制及其在動物生產中應用的研究進展

彭 眾， 董 麗， 喻禮懷

（揚州大學動物科學與技術學院，江蘇揚州 225009）

近年來，在畜禽養殖業中，各種抗生素藥物被長期使用、超量添加，抗生素藥物的濫用導致細菌的耐藥性、畜產品的藥物殘留以及嚴重的藥物不良反應等不可忽視的問題 （胡逸楓等，2017；Wu等，2014），同時也因此面臨著嚴重的環境污染問題。因此使用新型添加劑替代抗生素在動物生產中應用的研究也越來越多（蔡輝益等，2014）。益生菌是理想的微生物源添加劑，其能夠通過分泌消化酶、維生素、有機酸、細菌素等代謝物，改善動物腸道酸環境、優化腸道菌群結構、刺激動物腸道黏膜免疫、抑制有害菌生產、提高動物體抵抗疾病的能力，從而達到提高動物生產性能的目的（何明清等，2004；劉國華等，2000）。屎腸球菌是一類應用比較廣泛的兼性厭氧乳酸菌，其在動物胃腸道內可以分泌有機酸等代謝產物，許多研究表明其具有改善動物生產性能、提高動物免疫能力等作用（葛龍等，2013；Franz 等，2011；杭柏林等，2008；溫彩霞等，2003）。本文就屎腸球菌的生物學特性、作用機理、應用現狀以及前景等方面進行綜述，以期為屎腸球菌在畜禽養殖中的開發應用提供一定的理論基礎。

1 屎腸球菌生物學特性

屎腸球菌（Enterococcus faecium）屬腸球菌屬，是一種兼性厭氧型乳酸菌類微生態制劑，一般棲居在各種動物的腸腔、上呼吸道或口腔。屎腸球菌為圓形或橢圓形、呈鏈狀排列的革蘭陽性球菌，直徑0.5～1.0μm，大多數是雙鏈或者短鏈狀排列，無芽孢，無鞭毛。生長溫度為30～40℃，適宜pH為5.0～7.5，其耐酸性耐高溫性等抗逆性能差（王永，2013）。 Guerra等（2007）結果表明屎腸球菌的營養需求較低，既可以在普通營養瓊脂上生長，也可以生長在pH為9.6或含6.5%NaCl的肉湯培養基中，并可以在65℃高溫下耐受30 min。

1.1 耐藥性和抑菌性 屎腸球菌具有對飼料中添加的多種抗生素的耐藥性。屎腸球菌在進入動物體消化道后，可以有效抵制抗生素的抑制作用，起到保障腸道菌群平衡的作用。Sengelфv等（2003）從豬和雞的腸道中分離出可以抑制大腸桿菌生長的屎腸球菌。研究表明，屎腸球菌對氨芐西林、環丙沙星、四環素、卡那霉素等藥物均有耐藥性（侯伶俐等，2010；Aaresterup 等，2000）。 屎腸球菌作為一種兼性厭氧乳酸菌不僅對抗生素具有耐藥性，還可以較強的抑制常見病原菌 （如大腸桿菌、沙門氏菌等）。華均超等（2012）采用牛津杯法對益生菌進行抑菌試驗，結果表明，屎腸球菌可以很好的抑制大腸桿菌的活性，并對有益菌沒有抑制作用。

1.2 耐酸、耐膽鹽和耐熱性 沈中艷等（2007）從健康仔豬糞便中分離出一株屎腸球菌菌株，在pH為2.5的環境中，可以存活3 h，并且屎腸球菌可以在合成胃液（pH=1.5）環境中存活30 min。因此，屎腸球菌可以通過胃并存活下來的可能性較大，具有良好的耐酸性。在十二指腸中，從肝臟中分泌出具有抑菌活性的膽鹽對細胞膜具有很強的破壞力，它的疏水作用可以導致細胞膜破裂和膜蛋白的離解（Timmerman等，2006），而小腸中的膽鹽濃度一般為0.03% ～0.3%（王玉華等，2006），所以益生菌要在腸道中黏附和定植，不僅需要承受低pH環境，還需要能夠耐受高滲透壓的膽鹽環境。 MarcinAková等（2010）研究表明，屎腸球菌可以耐受0.3%牛膽鹽和pH 3.0的鹽酸。周波等（2011）在對屎腸球菌素E9的特性分析試驗研究中發現，屎腸球菌素E9經過121℃的高溫處理20 min后仍然具有良好的抑菌性，表明屎腸球菌具有良好的耐熱性。

2 屎腸球菌的作用機理

2.1 在腸道黏附定植益生菌在動物腸道中黏附定植是其發揮生理作用的前提，否則益生菌只能排出體外。劉倩等（2006）報道乳酸菌（包括屎腸球菌）可以通過脂磷壁酸以及菌體分泌的表面蛋白和腸黏膜細胞緊密結合抑制病原菌黏附腸道，在腸黏膜表面定植，形成腸道屏障、保護腸道健康、維持微生態平衡。賈美云等（2014）研究表明，屎腸球菌可以在服用后短時間內在腸道定植繁殖，并形成優勢菌群提供厭氧環境。Scharek等（2005）研究指出，屎腸球菌能夠促進斷奶仔豬腸道正常微生物的定植，并降低病原微生物數量。Strompfova等（2006）研究表明，在仔豬飼糧中添加屎腸球菌，可以顯著提高仔豬糞便中屎腸球菌及乳酸桿菌的數量，同時可以抑制大腸桿菌的繁殖，說明屎腸球菌可以在仔豬的腸道內定植后迅速繁殖，以保障腸道菌群平衡。

2.2 產生營養物質，分泌代謝產物 屎腸球菌進入動物體后，可分解產生多種營養物質（維生素、氨基酸、促生長因子等）以及乳酸等其他代謝產物。營養物質可參與動物機體的新陳代謝、促進動物的生長。魏向陽（2008）研究表明，仔豬喂食乳酸菌后，可以顯著提高粗蛋白質等營養物質的表觀消化率，提高生產性能。腸道內乳酸等分泌使pH降低，胃腸道消化酶活性提高，從而提高飼料中蛋白質的消化率。劉虎傳等（2012）研究指出，飼喂復合益生菌后，斷奶仔豬盲腸內容物中乳酸、乙酸和丙酸含量上升，pH降低。

2.3 提高機體免疫力和抗應激能力 作為非特異性免疫調節因子，屎腸球菌被攝入后可以在腸道黏膜表面黏附，形成生物菌層，分泌乳酸等代謝產物，誘導機體產生干擾素、細胞因子、白細胞介素等，激活免疫系統，增強腸道的非特異性免疫能力。同時，屎腸球菌可刺激細胞免疫，提高血液中的免疫球蛋白數量，增強腸道黏膜免疫和系統免疫，從而提高對腸道疾病的免疫力（夏鍇等，2016；王永，2013）。李穎等（2014）報道屎腸球菌可通過物質的代謝產生具有抑制病原菌的有機酸、過氧化氫、細菌素等殺菌物質，從而提高機體免疫力。Sun等（2010）試驗結果表明，給小鼠飼喂屎腸球菌SF68后，小鼠血清中的IgG含量顯著增加，刺激小鼠的腸黏膜形成特異性免疫，從而刺激產生免疫應答，提高小鼠的免疫力。Benyacoub等（2005）研究表明，給小鼠飼喂屎腸球菌SF68后，小鼠血清中的IgA和IgG含量和腎臟中的CD4+T細胞的數量顯著提高，同時小鼠可以有效的抵抗腸賈第蟲的侵襲。Wang等（2008）研究發現，飼喂屎腸球菌ZJ4后，羅非魚的免疫力和生長性能得到提高。王永等（2013）研究表明，在仔豬日糧中添加屎腸球菌B-1可以有效地替代抗生素的使用，并有效改善免疫器官發育，從而保證仔豬正常生長。

2.4 提高機體抗氧化能力，改善肉品質 正常情況下健康動物體內的氧化系統和抗氧化系統維持在動態平衡狀態，氧化應激是指動物體在遭受外界刺激時，機體產生的細胞毒性效應的自由基超過機體本身的承受水平，打破動態平衡從而對機體生命活動產生不利影響（馬燕芬等，2015）。動物機體本身具有一定的抗氧化功能，能夠在一定程度上有效抑制自由基的氧化還原反應，當外界不利環境的刺激導致動物體抗氧化功能被損害以后，動物會出現氧化應激反應，自由基攻擊腸道器官，造成正常生理功能紊亂，使動物的免疫力減弱，生長性能下降，畜產品質量降低，飼料轉化率降低 （王嘯春等，2011）。肖麗霞等（2008）從新疆馬奶酒中分離獲得屎腸球菌ST1，飼喂急性酒精性肝損傷小鼠后，發現小鼠體內的丙二醛含量顯著降低，超氧化物歧化酶和還原型谷胱甘肽含量顯著升高，說明屎腸球菌ST1可以提高小鼠抗氧化功能。

飼料、環境、營養和遺傳等很多因素都會影響肉品質，隨著生活水平的提高，肉類產品不僅要安全可靠，還要有一定的營養價值，因此肉品質的改善成了十分重要的問題。孫中義等（2010）研究表明，益生菌被豬采食后可以提高飼料利用率、產品質量和肌肉品質。Hugas等（2003）研究屎腸球菌對肉產品的影響時發現，在干酪、香腸、發酵蔬菜等發酵食品中，都能檢測到屎腸球菌的存在。Hughes等（2002）研究發現，屎腸球菌也存在于廣式臘腸中，并且在生長代謝過程中分泌的物質可以促進蛋白質的水解，這些都能夠影響到肉質的風味和口感。

3 屎腸球菌在動物生產中的應用

3.1 屎腸球菌在養豬業中的應用 屎腸球菌等益生菌在養豬業中的應用研究較為普遍，在飼糧中添加屎腸球菌可以提高豬的生長性能，提高免疫力，改善豬肉品質等。王永等（2013）試驗結果表明，屎腸球菌對斷奶仔豬的日采食量、日增重和料肉比均無顯著影響，但100、300 mg/kg的屎腸球菌有降低料肉比的趨勢。Lojanica等（2010）研究發現，在斷奶仔豬日糧中添加屎腸球菌DSM 7134可以提高飼料轉化率25%，日增重提高40%，并可以降低斷奶后死亡率。文靜等（2011）研究表明，在斷奶仔豬飼糧中添加屎腸球菌，可以顯著促進仔豬生長，同時顯著提高仔豬的免疫功能，并能夠改善腸道菌群結構。陳振強（2014）研究表明，飼糧中添加屎腸球菌可以降低仔豬料重比和腹瀉率。綜上，屎腸球菌其在養豬業有著良好的應用前景。

3.2 屎腸球菌在家禽業中的應用 在當前的家禽養殖過程中，家禽非常容易受到致病病原微生物的感染，比如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等，而在飼糧中添加屎腸球菌可以提高家禽的生長性能、產蛋率以及免疫力等。Herich等（2010）研究發現，飼糧中添加屎腸球菌可以抑制沙門氏菌在肉雞腸道定植，并有效防止病原菌在雞群中的傳播。秦歡蕾等（2012）研究表明，在飲水中添加屎腸球菌可以提高肉雞日增重和生產性能，并可以有效降低肉雞腹瀉率。馮華等（2008）研究表明，在蛋雞飼糧中添加包埋乳酸菌可以顯著提高蛋雞的產蛋率、蛋重及日采食量，顯著降低腹瀉率和死亡率。劉光輝（2013）研究表明，在肉雞飼糧中添加一定量的屎腸球菌，不僅可以提高肉雞的機體免疫力，還可以提高肉雞的生長性能。

3.3 屎腸球菌在反芻動物中的應用 反芻動物將食物嚼碎，用以增加食物和瘤胃微生物的接觸面積，促進瘤胃微生物對食糜的發酵分解，同時促進飼料中粗纖維的消化，將植物性蛋白轉化為更易消化吸收的微生物蛋白，并利用尿素等非蛋白氮合成蛋白質（王惠生等，2000）。 姜艷美等（2008）采用人工瘤胃法研究屎腸球菌對瘤胃發酵的影響，結果表明，屎腸球菌可以極顯著提高瘤胃銨態氮濃度、乙酸與總揮發性脂肪酸濃度，說明屎腸球菌可以促進瘤胃飼料中碳水化合物的消化。陳斌璽等（2012）研究發現，復合乳酸菌制劑青貯可以有效地提高肉牛的日增重，降低料肉比，提高生產性能。

3.4 屎腸球菌在水產養殖中的應用 屎腸球菌等乳酸菌類的益生菌在水產養殖中，可以有效抑制有害微生物和凈化水質，改善水產動物的生態環境。乳酸菌進入水產動物體內后黏附定植，能夠增強機體免疫力，促進健康生長，提高生產性能（陳振強，2014）。楊紅玲等（2010）研究從魚體內分離出的屎腸球菌抑菌特性時發現，屎腸球菌可以抑制金黃色葡萄球菌等的活性，并且屎腸球菌分泌物具有較好的熱穩定性和蛋白敏感性。胡毅等（2008）研究表明，在飼糧中添加益生菌，可以提高凡納濱對蝦腸道蛋白酶和淀粉酶活力，并且能顯著降低腸道及糞便弧菌數，不同程度的提高血清蛋白濃度、酚氧化酶活力、溶菌酶活力和總抗氧化力，有效提高免疫力。劉小玲等（2013）研究發現，嗜酸乳酸菌可以顯著提高吉富羅非魚血清的超氧化物歧化酶和堿性磷酸酶活性，顯著降低大腸桿菌數量，提高生產性能。

4 小結

屎腸球菌具有良好的飼用生物學特性，可以在腸道內黏附定植，形成優勢菌群，促進動物機體發育，提高免疫力，進而改善生產性能。隨著無抗飼料的發展，微生態制劑行業發展迅速，市場需求量提高。而屎腸球菌制劑及其復合益生菌制劑可以替代抗生素在畜禽生產中使用，提高畜產品安全性，具有廣泛的挖掘空間和應用前景。