绿色养殖、可持续养殖成为养殖的重点目标，寻找绿色替抗产品是目前的研究热点[1-3]。目前，通过益生菌和中药发酵实现动物的肠道微生态平衡越来越受到业内的关注[4]。研究表明，益生菌对病原菌的增殖具有抑制作用，还能够抑制有害菌产生毒力因子并发挥生物膜的有益作用[5-6]。益生菌在具有抗菌活性的同时，也可以作为促生长剂改善动物的生产性能[7]。常用在畜牧业生产中的益生菌有乳酸菌、双歧杆菌、枯草芽孢杆菌等。但是，这些益生菌大部分缺乏对高温、胃酸、消化酶和胆盐的耐受能力。但是，凝结芽孢杆菌具有优异的环境耐受力、益生功能和对有害菌的抑制作用，成为业内研究的热点。因此，文章针对凝结芽孢杆菌的生物学特性，在动物生产中的应用进行综述，为后续的研究提供参考。1凝结芽孢杆菌的理化特性凝结芽孢杆菌是革兰氏阳性菌，呈杆状、端生芽孢、无鞭毛，兼性厌氧，非致病性，能够分解糖类生成L-乳酸，为同型乳酸发酵菌。凝结芽孢杆菌的最适生长温度为35~50 ℃，最适pH值为5.5~6.5[8]。凝结芽孢杆菌的耐酸能力优于其他益生菌[9]，能够在热处理和低温贮藏过程中表现出优良的稳定性。凝结芽孢杆菌孢子的抗逆性、恢复性和稳定性极强，可以在胃酸环境中活化，在肠道中萌芽和增殖[10-12]。研究发现，存活的凝结芽孢杆菌在模拟消化过程中的孢子数为92%[13]。凝结芽孢杆菌可以产生凝结素，这种凝结素可以有效抵抗多种肠毒素。但是，凝结芽孢杆菌在肠道上皮定植的能力相对较弱，必须长期服用，才能保持肠道的有益作用。研究表明，饲喂含有凝结芽孢杆菌的日粮1周，可以有效影响大鼠的肠道菌群[14]。2凝结芽孢杆菌的生理特点及其在动物生产中的应用2.1促进营养物质代谢凝结芽孢杆菌可以产生大量与代谢相关的激活酶，促进营养物质的吸收。凝结芽孢杆菌在体外胃和小肠模型中被证明能够促进蛋白质消化，萌发后在小肠内活跃[15]。碳水化合物和蛋白质的消化受多种机制影响，如凝结芽孢杆菌能够分泌木聚糖酶、α-淀粉酶、脂质酶和蛋白酶，帮助机体消化碳水化合物和蛋白质，提高饲料消化率，改善动物生长性能。凝结芽孢杆菌能够产生多种氨基酸和维生素，补充机体需要。凝结芽孢杆菌产生的一些外源性酶和未知的促生长因子，能够调节肠道蠕动，减少炎症，保持肠绒毛的长度和隐窝深度，进而保持和增大绒毛吸收面积，改善或者维持稳定的肠道环境[16]。益生元可以发酵半乳甘露聚糖，产生短链脂肪酸、乳酸等化合物[17]。凝结芽孢杆菌产生大量乳酸，夺取氧气，在肠道营造低氧和低pH值环境，增加有益菌群数量，从而发挥益生元的效益。Bahrampour等[18]研究发现，在鹌鹑的基础日粮中使用枯草芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌可以显著提高体增重和提升饲料利用率，显著增加空肠皱褶绒毛高度。Bami等[19]研究发现，在肉鸡日粮中添加锌源和凝结芽孢杆菌后，肉鸡的日增重、体重和饲料转化率均显著提高，肉品质和肠道菌群均得到明显改善。邢冠润等[20]研究发现，产蛋鸡日粮中添加凝结芽孢杆菌，在产蛋后期，产蛋鸡小肠黏膜消化酶活力明显提升。刘聪等[21]研究发现，产蛋鸡日粮中添加凝结芽孢杆菌能够有效促进蛋鸡对日粮中钙、磷的消化吸收。2.2调节免疫功能免疫系统依靠在固有层和肠腔之间的交界面识别物质是否无害或潜在有害。胃肠道黏膜和肠道相关淋巴组织定植超过70%的肠道免疫细胞，也是凝结芽孢杆菌和免疫细胞相互作用的主要场所。凝结芽孢杆菌通过互作作用影响先天和适应性免疫系统的多种类型的免疫细胞，如B细胞、T细胞、调节性T细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞、巨噬细胞。凝结芽孢杆菌有助于正常肠道菌群的迅速恢复，保证肠道的抗病毒能力[14]。凝结芽孢杆菌的功能与免疫调节的相关细胞因子密切相关，凝结芽孢杆菌具有强大的免疫调节作用，可以有效减少病毒感染时的白细胞介素-8（IL-8）的分泌，增加白细胞介素-10（IL-10）的分泌，并可以调节免疫系统抵抗脂多糖引起的炎症[13]。凝结芽孢杆菌免疫调节的主要机制有两方面：一方面，凝结芽孢杆菌细胞壁外表面上的脂多糖、鞭毛蛋白、脂壁酸和脂蛋白和免疫细胞受体之间的相互作用[22]；另一方面，与其他革兰氏阳性菌一样，凝结芽孢杆菌可以通过TLR-2受体结合磷壁酸和脂壁酸，与细菌细胞壁的化学成分起作用以调节免疫功能。通过这两种机制，凝结芽孢杆菌可以触发复杂有益免疫反应[23]。研究发现，凝结芽孢杆菌可以有效减少肠病原细菌的数量、肠病原细胞毒性和炎症反应[24]。凝结芽孢杆菌与枯草芽孢杆菌联用，对抗生素诱导的肠道菌群失调有明显的改善作用，在抗生素诱导的失调条件下，凝结芽孢杆菌和枯草杆菌可以有效减轻肠膜屏障损伤，降低肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白细胞介素-6（IL-6）水平[25]。Zhao等[26]研究发现，凝结芽孢杆菌和益生元低聚果糖通过调节肠源性和粪便微生物群，能够显著减轻肠道损伤，提高血清免疫球蛋白水平，上调干扰素-γ（IFN-γ）和白细胞介素-4（IL-4）水平，保护黏膜屏障和Th1/Th2平衡。凝结芽孢杆菌可以促进小鼠肠道中拟杆菌、粪球菌、肠球菌、示波螺旋体和瘤胃球菌等有益菌的生长，抑制不动杆菌、节杆菌、短杆菌、棒状杆菌和葡萄球菌等有害细菌的生长。凝结芽孢杆菌能够促进厌氧菌的生长，促进丁酸的产生，通过调节肠源性和粪便微生物群来提高环磷酰胺免疫抑制小鼠的免疫功能。凝结芽孢杆菌和绿香蕉抗性淀粉可以产生协同作用，有效改善试验性肠道炎性疾病模型的整体炎症状态[27]。Wang等[28]以葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的小鼠结肠炎模型，观察凝固芽孢杆菌等多种益生菌对结肠生理和组织病理学的影响，并与磺胺吡啶（SASP）和多种中药治疗方法进行比较，结果表明，凝结芽孢杆菌在修复黏膜微生物生态失调和减轻肠道炎症方面比单独用药和抗炎药更有效。凝结芽孢杆菌和多菌株益生菌混合可以提高结肠黏膜中有益菌的比例，降低促炎菌的比例，具有显著增强IL-10的表达和肠道屏障功能。因此，多种不同功能的益生菌组合具有协同作用，可以恢复微生物与免疫生态位之间的相互作用平衡。Gitte等[22]研究发现，灭活的凝结芽孢杆菌可以激活免疫细胞，改变趋化因子和细胞因子的产生。凝结芽孢杆菌可以与共生的其他益生菌一起刺激黏膜免疫产生抗菌肽以及分泌某些对宿主健康有独特益处的生物活性化合物。Xing等[27]研究发现，饲喂凝结芽孢杆菌可以刺激盲肠微生物提高蛋鸡盲肠中α-茄碱的产量，降低蛋鸡肠道电位丰度，从而降低潜在致病菌的丰度。饲喂凝结芽孢杆菌即使在铅的影响下也能够增加茄碱浓度，控制致病菌浓度[29]。潘兴亮等[30]研究发现，蛋鸡饲料中添加凝结芽孢杆菌，产蛋率提升4.04%，破蛋率降低11.90%，沙壳蛋率降低40.94%，盲肠内容物中乳酸菌含量有明显提升，大肠杆菌含量大幅下降。申维维等[31]研究发现，肉鸡日粮中添加凝结芽孢杆菌，显著提升了Ｔ淋巴细胞转化，促进细胞因子的分泌和免疫抗体产生，使机体各项主要免疫器官指数均明显上升，且效果优于杆菌肽。宫秀燕[32]研究发现，在肉鸡日粮中添加凝结芽孢杆菌，可以有效改善盲肠细菌结构，对产气荚膜梭菌具有抑制作用。张营营等[33]研究发现，饲用凝结芽孢杆菌显著提高了肉鸡血清白蛋白含量。Baron等[34]研究发现，凝结芽孢杆菌能够提高机体T细胞以及肿瘤坏死因子的数量。因此，凝结芽孢杆菌在防治腺病毒和甲型流感病毒等病毒感染方面有非常大的潜力。余魁等[35]研究发现，断奶仔猪日粮中添加凝结芽孢杆菌后，仔猪回肠内容物中益生菌的数量显著提升，梭菌等有害菌的数量明显下降，凝结芽孢杆菌能够有效维持断奶仔猪的肠道菌群平衡，显著控制仔猪的腹泻率。研究表明，长期在日粮中添加凝结芽孢杆菌，可以有效减少宿主由沙门氏菌引起的肠炎[36]。凝结芽孢杆菌作为益生菌添加剂不仅可达到多数乳酸菌调节肠道功能的效果，还可有效解决加工过程易损失的问题[37]。因此，凝结芽孢杆菌对控制肠道细菌感染和提升机体抗病毒能力均有明显的作用。2.3解毒剂研究表明，几种重金属如镉和汞会影响抗氧化系统中的一些关键酶，如超氧化物歧化酶（SOD），诱导活性氧（ROS）产生引起氧化应激[38-39]。凝结芽孢杆菌可以发挥“占位效应”，产生抗菌物质并消耗营养物质，抑制有害菌的生长。凝结芽孢杆菌可以通过增加髓过氧化物酶（MPO）和抗超氧阴离子自由基（AFASER）的含量、降低丙二醛（MDA）含量、调节抗氧化酶和Nrf2-Keap1信号分子的转录缓解氧化应激[40]。凝结芽孢杆菌细胞壁含有高含量的肽聚糖和磷壁酸，具有较高的重金属吸收能力，因此，凝结芽孢杆菌可以保护宿主免受汞引起的氧化应激。凝结芽孢杆菌、植物乳杆菌和菊粉组成的合生元一起使用时，可以增加抗氧化酶活性，降低镉含量。研究发现，凝结芽孢杆菌有助于保持小鼠肠道细胞正常增殖率、降低铅暴露条件下的活性氧和细胞凋亡率，减轻铅对肠绒毛的损伤，且在无铅暴露的情况下，凝结芽孢杆菌能增加小鼠肠绒毛长度[41]。2.4发酵性能凝结芽孢杆菌还可以通过发酵使破坏中药的纤维组织，增大有效成分的溶出，将大分子物质如黄酮、糖苷、蒽醌、萜类分解为可以吸收利用的小分子有效成分，从物理和生物两个维度提升中药材的药效。李登云等[42]研究发现，凝结芽孢杆菌发酵绞股蓝48 h，pH值由6.4降至4.0，绞股蓝皂苷的含量提高10余倍，发酵结束后未检测到霉菌，证明凝结芽孢杆菌发酵可以在提升效果的同时有效抑制霉菌，并降解黄曲霉毒素B1。马娜娜等[43]使用凝结芽孢杆菌、地衣杆菌、植物乳杆菌混合发酵猪饲料，有效提高猪体内的有益菌群数量，对大肠杆菌的繁殖有一定抑制作用；且可以促进猪对饲料中粗蛋白的消化吸收，猪平均日增重较空白组提高41.03%，料重比降低18.54%。将凝结芽孢杆菌添加到罗曼蛋鸡日粮中，可以使料蛋比降低4.37％；死淘率降至22.58％~33.33％；产蛋率提高1.57％~2.02％[44]。吴影等[45]利用凝结芽孢杆菌生产出1种细菌素，可以有效抑制大肠杆菌、禽巴氏杆菌、伤寒沙门氏菌、沙门氏菌、志贺氏杆菌等的生长繁殖；细菌素稳定性和抑菌效果好，该细菌素及产细菌素的凝结芽孢杆菌可以应用在禽畜和水产疾病防治领域。李雪平等[46]开发出1种包括布氏乳杆菌、植物乳杆菌和凝结芽孢杆菌的饲料青贮剂，可以明显降低玉米青贮的pH值，增加乙酸、乳酸和乳酸菌的含量，而霉菌和酵母菌含量则比检测限低，从而提高玉米青贮的发酵品质。江国托等[47]利用凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌发酵白头翁、穿心莲、黄连等药物组成的配方，开发出1种防治畜禽腹泻的中药微生态制剂，经过微生物发酵大大减少中药使用量，节省成本。3展望目前，对凝结芽孢杆菌的研究和应用也存在一些有待解决的问题：（1）凝结芽孢杆菌临床应用中不同菌株的发酵性能以及产孢条件差异较大，缺乏具有性能稳定的标准菌株，业内对于凝结芽孢杆菌相关产品的应用开发缺乏统一的质量标准；（2）凝结芽孢杆菌和其他益生菌的联合作用以及用于发酵的中药对动物营养代谢以及免疫方面研究较少。因此，有关凝结芽孢杆菌的功能与作用机制方面有广阔的提升空间，值得进一步深入研究。