目前，可用于飼料添加劑領域工業(yè)化生產的菌種很多，我國農業(yè)部（2008）公布的飼用微生物添加劑有16種。其中芽孢桿菌、酵母菌和乳酸菌是應用最多的微生物添加劑菌種。芽孢桿菌由于穩(wěn)定性好、抗逆性強、復活率高，通過與病原菌競爭營養(yǎng)物質，抑制病原菌；提高機體的免疫機能，并提供營養(yǎng)物質等作用，調節(jié)消化道健康，增強動物體的免疫功能，達到促進目標動物的生長、提高飼料的轉化率的目的。本文將簡單介紹芽孢桿菌的生長繁殖及其營養(yǎng)和免疫的特點，以及作用機制的研究進展。
一、芽孢形成、結構和種類
某些細菌在生長后期能夠形成一種特有的休眠狀態(tài)的細胞，稱為內生孢子，亦稱芽孢。芽孢桿菌的芽孢直徑一般小于菌體直徑，圓形、橢圓形，為好氧細菌。芽孢的形成是一個極其復雜的過程，包括形態(tài)結構、化學成分等多方面的變化。光學顯微鏡和電子顯微鏡觀察研究的結果，表明芽孢的形成在結構上主要經歷以下幾個階段：核物質融合成軸絲狀（桿狀）；在細胞中央或一端，細胞膜內陷形成隔膜包圍核物質，產生一個小細胞；小細胞被原來的細胞膜包圍，生成前孢子。前孢子實質上是一個被兩層同心膜包圍著的原生質體。在光學顯微鏡下觀察未染色的活細菌，可以看到前孢子是一個清亮的、與菌體其他部分明顯不同的區(qū)域；前孢子再被多層膜包圍，如皮層、孢子衣等，最后成為成熟的芽孢，由于細胞壁的潰溶而釋放出來。
芽孢形成過程中在化學成分方面也發(fā)生很大變化。生芽孢的細胞大量吸收鈣離子并大量合成營養(yǎng)細胞中沒有的吡啶二羧酸。在成熟的芽孢中，芽孢原生質體含有極高的吡啶二羧酸鈣，在新合成的、具有特殊化學構造的外層（皮層和孢子衣，有時還有芽孢外壁）中也有這種物質。芽孢的壁含有一種特殊的肽聚糖，所有芽孢基本上都一樣，但與營養(yǎng)細胞的細胞壁肽聚糖卻不一樣。同時，芽孢中還含有一些特殊的蛋白質。
二、芽孢的特性
2.1芽孢桿菌的抗逆性
由于芽孢在結構和化學成分上均有別于營養(yǎng)細胞，所以芽孢也就具有了許多不同于營養(yǎng)細胞的特性。芽孢最主要的特點就是抗性強，對高溫、紫外線、干燥、電離輻射和很多有毒的化學物質都有很強的抗性。同時，芽孢還有很強的折光性。在顯微鏡下觀察染色的芽孢細菌涂片時，可以很容易地將芽孢與營養(yǎng)細胞區(qū)別開，因為營養(yǎng)細胞染上了顏色，而芽孢因抗染料且折光性強，表現(xiàn)出透明而無色的外觀。研究表明芽孢抗逆性的機制主要由于其含水量低（40％），含有耐熱的小分子酶類、富含大量特殊的吡啶二羧酸鈣和帶有二硫鍵的蛋白質，以及具有多層次厚而致密的芽孢壁等原因，使得芽孢具有了抗逆性。自由存在的芽孢沒有明顯的代謝作用，只保持潛在的萌發(fā)力，稱為隱藏的生命。一旦環(huán)境條件合適，芽孢便可以萌發(fā)成營養(yǎng)細胞。
在孢子狀態(tài)下穩(wěn)定性好，能耐氧化；耐擠壓；耐高溫，能長期耐高溫，如（如金）枯草芽孢桿菌一般在95℃下5分鐘89%能保持存活；耐酸堿，在酸性胃環(huán)境中能保持活性，可以耐唾液和膽汁的攻擊，加工成飼料后95%可在動物體內的可以萌發(fā)成營養(yǎng)體。
