应用有益微生物制成微生态制剂，是近年发展起来的一种新型饲料添加剂。它具有防病抗病、提高动物生产性能、对动物无毒无害、无残留等特点。1989年美国食品药物管理局和美国饲料公定协会公布43种微生物可以直接在畜禽生产上使用，但应用较多的是乳酸杆菌、粪链球菌、酵母菌和芽孢杆菌。从动物生产和饲养工业角度评价，芽孢杆菌比其他有益微生物具有更多的优点。因而其研究和应用受到广泛重视。本文对近年来国内外饲用芽孢菌菌种和作用机理的研究加以综述。
饲用芽孢菌菌种
饲用微生物菌种是微生物添加剂产品质量和应用效果的关键，因此长期以来，各国都在寻求自己的菌源。从1989年开始，美国食品药物管理局和美国饲料公定协会不定期地发表可以用在畜禽生产中的微生物品种，包括酵母在内已达42种之多。但在实际生产中使用的主要有乳酸杆菌、粪链球菌、芽孢杆菌和酵母。乳酸杆菌、粪链球菌和酵母饲用微生物抗性差、储藏时间短，在饲料加工过程中，经高温高压制成颗粒后几乎全部失活，而芽孢菌产品以内生的芽孢形式存在，是一种健壮而处于休眼状态的活细胞，能耐受高温高压及酸碱，抗性强，储藏时间长，它无论在颗粒还是在粉料中，都比较稳定。
据统计，国内外用于畜禽生产中的芽孢菌种类有枯草芽孢菌、蜡样芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、东洋芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、芽孢乳杆菌和丁酸梭菌。
饲用芽孢菌在动物消化道的增殖研究
芽孢菌产品是以芽孢形式存在，其对动物能否发挥有益的作用，主要取决于是否能在动物消化道前部萌发成具有代谢活性的营养细胞。据报道，瘘管猪食用每克含106个芽孢的饲料后，空肠内容物中的芽孢杆菌数为1.26×106个，萌发率为50%～70%，每克粪便的芽孢杆菌数为1.5×106个，萌发率为85%～90%。据报道，生长猪连续食用5周含丁酸梭菌的饲料，发现排出的粪便中肠球菌和肠杆菌减少，而相应补偿了丁酸梭菌和乳酸杆菌。通过给断奶子猪饲喂枯草芽孢杆菌发现，饲喂的芽孢杆菌能稳定动物肠道微生物区系的能力，消化道中枯草芽孢杆菌数量不断增加。
用纳豆芽孢杆菌饲喂子鸡，当停喂5天后仍能从肠内容物中分离大量的活芽孢杆菌，火鸡料中添加芽孢杆菌使嗉囊和盲肠中芽孢杆菌数量显著增加。用枯草芽孢杆菌饲喂火鸡进行实验，亦得到同样结果。
上述研究说明，一些饲用芽孢菌芽孢不但能在动物消化道中萌发，而且有自身增殖的能力。
拮抗动物病原菌，维护和调节肠道生态平衡
动物体存在百种以上的微生物群，它们对机体的健康具有重要的作用。在正常情况下，动物肠道微生物种群及其数量处于一个动态的微生态平衡，当机体受到某些应激因素的影响，这种平衡可能被打破，导致体内菌群比例失调，需氧菌如大肠杆菌增加，并使蛋白质分解产生胺氨等有害物质，动物表现出病理状态，生产性能下降。大量的研究表明，饲用芽孢菌具有拮抗肠道病原细菌，维护和调节肠道微生态平衡的作用。
不同的研究证实，饲用芽孢菌在体外能拮抗多种动物致病菌。如在断奶子猪日粮中添加芽孢杆菌，可显著减少大肠杆菌数量，同时增加十二指肠的乳酸杆菌含量；用芽孢杆菌培养物及滤液饲喂小鼠和雏鸡发现，均对肠道致病菌有明显的拮抗作用。
不少学者对芽孢菌拮抗病原细菌和维护调节微生态平衡的作用机理进行了研究和探讨。据研究发现，蜡样芽孢杆菌能产生细菌素并可以拮抗致病菌。随后又发现环状芽孢杆菌能产生细菌素。在悉生小鼠体内地衣芽孢杆菌可产生抗生素类物质以拮抗产气荚膜梭菌。认为芽孢杆菌能使pH值和NH3含量下降，挥发性脂肪酸上升了18%，丙酸和乙酸的产量也上升。研究中证明，芽孢杆菌能产生脂肪酸和蛋白多肽类拮抗物质。但脂肪酸的含量极少，不足以拮抗致病菌。有机酸物质的产生，有利于乳酸菌等优势菌群的生长繁殖，维护微生态平衡。
产生多种酶类，促进动物消化酶活性
目前研究表明，芽孢菌能产生多种酶类，进时动物对营养物的消化吸收。枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌具有较强的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性。同时还具有降解植物性饲料中复杂碳水化合物的酶，如果胶、葡聚糖、纤维素等酶，其中很多酶是哺乳动物和禽类在体内不能合成的酶。因此，芽孢菌产生多种酶的特性，引起广大研究者的兴趣，它显示了饲用芽孢菌微生物添加剂的巨大潜力。
研究者在给肥育猪饲喂芽孢杆菌后，猪肠道α-淀粉酶活性比对照组提高6.9个糊精活化单位。用芽孢杆菌饲喂鲤鱼后，试验组比对照组提高肠道淀粉酶和蛋白酶活性3.92倍和2.76倍。所以研究者们认为芽孢菌提高动物消化酶活性是微生物饲料添加剂促进生长作用的一个重要因素。
饲用芽孢菌的营养作用
有益微生物在动物肠道内生长繁殖，能产生多种营养物质如维生素、氨基酸、促生长因子等，参与机体的新陈代谢。估计在动物盲肠中的微生物可为动物提供需要量25%～30%的维生素。凝结芽孢杆菌、芽孢乳杆菌等菌株能产生乳酸，可提高动物对钙、磷、铁的利用，促进维生素D的吸收。实验报道在适宜营养条件下，添加芽孢杆菌比添加赖氨酸制剂的猪日增重提高3.4%。据试验，给育肥猪投喂芽孢杆菌而不服多种维生素与投服多种维生素不服芽孢杆菌进行比较，结果两组增重无明显差别，而服芽孢杆菌猪增重略高。这两个实验发现了芽孢杆菌的营养作用。
对动物器官生理机能的影响研究
研究表明，饲用芽孢菌具有促进动物肠道结构和机能的成熟。用芽孢杆菌饲喂肉子鸡后，发现试验组鸡小肠黏膜皱裂增多，绒毛加长，黏膜陷窝加深，从而使小肠吸收面积增大；在同HHHH一试验中，对肝、肾、肠、肺、脾作了细胞多糖和细胞碱性磷酸酶的定性定位测定，结果，试验组鸡小肠、大肠、肾、脾、肺的PAS阳性率高于对照组，细胞多糖增加，肝的PAS阳性率低于对照组，表明机体对糖原利用加速，多糖代谢水平增高；试验组各内脏细胞磷酸酶阳性率明显高于对照组，细胞RNA、DNA及蛋白质合成水平增高。这一研究的发现，为进一步阐明芽孢菌微生物添加剂促进肉鸡生长，提高增重和饲料利用率，提供了生理学基础。
增强动物机体免疫功能的研究
促进动物免疫功能是微生物添加剂作用机能的理论之一。乳酸菌类微生物添加剂促进动物免疫功能报道较多，而芽孢菌的作用少见报道。研究发现纳豆芽孢杆菌饲喂雏鸡后，能够增强雏鸡对抗绵羊红细胞的凝集抗体产生，并认为饲喂纳豆芽孢杆菌在雏鸡免疫反应上起一个很重要的作用。随后，进一步实验表明，该菌能显著提高子鸡脾脏的T、B淋巴细胞比例，对鸡的细胞免疫有肯定的影响。雏鸡饲喂芽孢杆菌后，发现试验组鸡的免疫器官生长发育较对照组迅速，血中T细胞值较对照组高。利用地衣芽孢杆菌饲喂子兔并对其免疫功能进行研究，发现该菌具有促进家兔免疫功能的作用。
关于芽孢菌微生物促进动物机体免疫功能的作用机理，一些研究者认为是与菌体结构、代谢产物以及调整微生物群有关。实验证明，用枯草芽孢杆菌提取的细胞糖蛋白免疫小鼠，可以抵抗大肠杆菌的攻击。认为枯草芽孢杆菌促进机体的非特异性免疫是由于菌体在肠道分解营养物产生一种被称之为“Protodyne”的蛋白，经机体吸收后对机体防御机能刺激的结果。研究枯草芽孢杆菌的脂磷壁酸和肽聚糖-磷壁酸复合物的生物活性，发现两者均具有免疫佐剂的作用。又经研究认为地衣芽孢杆菌的免疫促进作用的机理是由于口服芽孢杆菌后，作用于肠道集合淋巴结的抗原结合位点或通过调整动物的微生物群，尤其是双歧杆菌菌群起主导间接地发挥免疫赋活的作用，提高机体的局部或全部防御功能，从而达到防病抗病，提高增重的作用.
