凝结芽孢杆菌，英文名为Bacillus coagulans，是芽孢杆菌属的革兰氏阳性细菌，菌体呈杆状，无鞭毛，具有端生芽孢特征，最适生长温度为45-50℃，最适pH为6.6-7.0，属兼性厌氧菌。凝结芽孢杆菌经口服进入肠道后，芽孢4-6小时萌发为营养细胞，约30分钟繁殖一代，通过消耗游离氧促进双歧杆菌增殖，分泌凝固素抑制有害菌。
图1 凝结芽孢杆菌的革兰氏染色图
发展历史
凝结芽孢杆菌的研究历史可追溯至1915年，当时Hammer B.W.发表的论文中就已出现该菌的记录；1932年，俄国科学家L. M. Horowitz-Wlassowa和N. W. Nowotelnow在其科学文献中首次使用“孢子乳杆菌”这一名称来描述凝结芽孢杆菌。在分类学发展方面，1974年第八版《伯杰氏鉴定细菌学手册》正式将凝结芽孢杆菌划归为芽孢杆菌属，而1980年学术界对该菌进行了统一命名，确定其模式菌株为ATCC 7050。在应用法规层面，凝结芽孢杆菌于1992年被美国FDA列入安全微生物菌种名单；2004年，我国农业部批准该菌作为饲料添加剂使用；2005年，我国国家食品药品监督管理局批准其用于人用整肠药物；2016年，国家卫生计生委将其列入《可用于食品的菌种名单》；2018年，农业农村部进一步公告将凝结芽孢杆菌的适用范围扩大至犬、猫。
形态
凝结芽孢杆菌的菌体呈杆状，两端钝圆，单个、成对或少数呈短链状排列。其为革兰氏阳性菌，具有端生芽孢，无鞭毛，但具有一定的运动性，其菌落形态为不透明白色，表面突出。
理化特性
凝结芽孢杆菌作为一种兼性厌氧菌，其最适生长条件因菌株而异，多数菌株的最适生长温度为37-45°C，部分菌株可耐受40-50°C，整体生长温度范围可达30-55°C；在最适pH方面，凝结芽孢杆菌通常为6.0-7.0（部分为5.5-7.5或6.6-7.0），并展现出在pH 2-8的广泛范围内存活的能力。该菌的核心优势在于其芽孢具备极强的抗逆性，具体表现为：在100°C高温下处理10分钟，其芽孢存活率高达96.4%；在pH 2.0的酸性环境中处理6小时，存活率仍能达到48.2%；而在0.9%胆盐条件下处理24小时，凝结芽孢杆菌的芽孢存活率可维持在78.3%。此外，凝结芽孢杆菌还表现出显著的耐盐特性，在1%-7%的NaCl溶液中能存活4周以上，即使在8% NaCl溶液中也可存活1个月。体外模拟胃肠道实验进一步证实了凝结芽孢杆菌的耐受能力，其芽孢在模拟胃酸、胆盐等环境下仍能保持67.13%～73.12%的高存活率，并可在肠道环境中成功萌发，萌发率达35.49%～43.79%。[1]
生物活性
凝结芽孢杆菌在肠道粘附性弱，口服后4-7天便随粪便排出，需持续补充以维持效果。凝结芽孢杆菌主要分布于热带地区，1932年曾命名孢子乳杆菌，1980年正式定名为凝结芽孢杆菌。作为益生菌制剂，其被用于调节肠道微生态平衡。凝结芽孢杆菌并非肠道内固有的微生物，其在肠道中所起的生理作用是通过分泌多种有益物质以及与肠道其他益生菌协同作用的结果，而非单一物质起作用。当凝结芽孢杆菌经口服进入胃后，在胃液作用下被活化，表现为芽孢衣膨胀、芽孢形状增大、水分增加及代谢加快；进入十二指肠时，凝结芽孢杆菌的孢子萌发成营养细胞，这些营养细胞进入小肠后开始生长繁殖，大约每30分钟繁殖一代。作为一种兼性厌氧菌，凝结芽孢杆菌进入肠道后会消耗游离氧而进行繁殖，这一过程有利于厌氧微生物乳酸菌和双歧杆菌的生长，从而调节肠道内微生物菌群的平衡，提高机体免疫力和抗病力，减少肠道疾病的发生。在肠道繁殖过程中，凝结芽孢杆菌还会分泌淀粉酶和蛋白酶，促进机体对营养物质的消化和吸收；同时，凝结芽孢杆菌产生的B族维生素、氨基酸、短链脂肪酸等物质能增加小肠蠕动速度，从而改善肠道消化功能。此外，凝结芽孢杆菌在肠道内定居后还能产生大量抑制有害菌的凝固素和L（+）乳酸等抑菌物质，因此对胃肠道炎症具有一定的治疗作用。[2]
临床应用
凝结芽孢杆菌为兼性厌氧菌，当其进入肠道后会消耗游离氧而进行肠道繁殖，有利于厌氧微生物乳酸菌和双歧杆菌的生长，从而调节肠道内微生物菌群的平衡，提高机体的免疫力和抗病力，减少肠道疾病的发生。凝结芽孢杆菌在肠道繁殖的过程中还会分泌淀粉酶和蛋白酶，促进机体对营养物质的消化和吸收；其产生的B 族维生素、氨基酸、短链脂肪酸等物质能增加小肠的蠕动速度，从而改善肠道的消化功能。在临床上凝结芽孢杆菌制剂适应症非常广泛，解放军总医院程留芳教授等临床研究表明凝结芽孢杆菌活菌片治疗便秘疗效显著、且没有任何副作用，是儿童和孕妇便秘患者的优选通便药。同时在其它儿科适应症上也包括预防肺炎继发性腹泻、黄疸、湿疹、手足口病等症，在成人科室的应用主要是治疗肠易激综合征，缓解或消除腹胀、消化不良，防治抗生素相关性腹泻及伪膜性肠炎，治疗炎症性肠病。[3]
稳定性
凝结芽孢杆菌通过同型乳酸发酵代谢糖类生成L-乳酸，其芽孢在100℃高温下10min存活率达96.4%，pH2.0酸性环境中6小时存活率为48.2%，对0.9%胆盐条件下24h存活率达78.3%。
参考文献
[1] Adami A, Cavazzoni V. Occurrence of selected bacterial groups in the faeces of piglets fed with Bacillus coagulans as probiotic[J]. Journal of Basic Microbiology: An International Journal on Biochemistry, Physiology, Genetics, Morphology, and Ecology of Microorganisms, 1999, 39(1): 3-9.
[2] 董惠钧,姜俊云,郑立军,等.新型微生态益生菌凝结芽孢杆菌研究进展[J].食品科学, 2010, 1 ,:3.
[3] 张小燕,陈宏君,周波.凝结芽孢杆菌TBC169片在治疗小儿便秘中的作用[J].中国妇幼保健, 2008, 23: 2.