益生菌在水产养殖中的技术研究

文/暴宁 王连顺 韩雨哲 姜志强 任同军

益生菌在水产养殖中的技术研究

文/暴宁 王连顺 韩雨哲 姜志强 任同军

采用先进的益生菌制剂来增强动物免疫力，提高抗病能力是针对对目前水产养殖业存在问题的有效解决途径之一。益生菌是利用环境或养殖生物体内有益的微生物菌株制成，有促进生长、防止疾病、调节体内微生态平衡和改善水体环境等的作用。吴垠研究表明微生态制剂对对虾的生长速度和抗病力是有促进作用的。因此，以绿色健康无毒害为标准的益生菌研究为水产养殖业的发展提供了理论依据。

目前水产养殖已经成为我国主要的食品供给来源之一，水产品具有营养价值高，口味独特，对人体有益等特点，并且随着国民经济的快速发展，生活水平的不断提高，人们对水产品的需求量日益增加，促进了我国水产养殖规模的不断扩大。现在的高密度、集约化养殖为主的水产养殖模式产生了许多问题，如水体富营养化、水质恶劣，各种疾病的爆发等。虽然在水产养殖当中，抗生素的使用对疾病的控制发挥了较大的作用，但在生产实际当中，抗生素的使用会有很大的隐患，长时间使用抗生素会使养殖动物产生抗药性，同时也易导致药物残留，人类食用后会对人体产生危害等问题。寻找绿色环保替代抗生素的免疫增强剂是我们研究的热点之一。

采用先进的益生菌制剂来增强动物免疫力，提高抗病能力是针对对目前水产养殖业存在问题的有效解决途径之一。益生菌是利用环境或养殖生物体内有益的微生物菌株制成，有促进生长、防止疾病、调节体内微生态平衡和改善水体环境等的作用。吴垠研究表明微生态制剂对对虾的生长速度和抗病力是有促进作用的。因此，以绿色健康无毒害为标准的益生菌研究为水产养殖业的发展提供了理论依据。

一、益生菌概述

1.益生菌的概念

益生菌制剂是一类从宿主体内分离的正常菌群组成的活菌制剂，通过调节肠道内微生物平衡，对宿主产生有益影响，是微生态制剂的一种。随着对益生菌研究的深入，在1997年Tannock发现，益生菌可作为饲料添加剂同时可以改善肠道菌群。2001年，联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)将益生菌定义为：当使用量达到某一数值时，对宿主健康产生益处的活微生物。此外，国内的学者也对益生菌作了修正和定义。

2.益生菌的分类

目前所研究的益生菌主要分为两大类：①复合益生菌，如美菌方、复方型活性生物净水剂等，主要由硝化细菌(Nitrifying bacteria)、反硝化细菌、乳酸杆菌(Lactobacillus)、双歧杆菌(Bifidobacteria)、假单胞杆菌(Pseudomonadaceae)、酵母菌(Saccharomyces)等组成。②单一益生菌，如光合细菌(Photosynthetic bacteria)、乳酸菌(Lactic acid bacteria)、酵母菌(Yeast)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、沼泽红假单胞菌(Rhodopseudanonas palustris)、荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)、溶藻胶弧菌(Vibrio alginolyticus)、噬菌蛭弧菌(Bdellovibrio bacterovorus)等。

二、益生菌在水产养殖中的作用机理及应用

益生菌可以作为饲料添加剂，又可以作为水质改良剂，直接或间接的对水产养殖动物产生有益的影响。

1.益生菌对养殖水体的作用机理及应用

养殖水体可以看作是群落结构简单的生态系统，现代高密度、集约化养殖以及饵料，粪便的堆积造成水体严重的水体富营养化，大量有害藻类的生长，同时水体溶氧减少致使大量水产养殖动物死亡，带了巨大的经济损失。研究表明，益生菌可以利用水中的有机废物质，改善养殖水环境。光合细菌具有光合作用的能力，能迅速消除水中有害物质，平衡酸碱度，具有很高的水质净化能力，从而改善水质，促进水产动物生长。此外，光合细菌还能对弧菌有一定的抑制作用，以达到防止疾病的目的。芽孢杆菌进入水体中改善水质的同时也会对弧菌起到抑制作用，有效的控制了弧菌病的发生。在养殖时所使用的自净式养殖槽，基本原理是池底设置生物床，化能异养型细菌进入水体，进行氧化、氨化、固氮等作用，将产生的氨态氮转化为硝酸氮等一系列除去水中废弃物、残饵、粪便的过程，以达到减少水体富营养化，促进优势菌群的形成，抑制病原微生物生长的目的。

2.益生菌对水产养殖动物体内微生态调节的作用机理与应用

研究表明益生菌作为饲料添加剂可以调节水产动物体内微生态平衡，促进生长发育，提高免疫力、抗病力，起到防治疾病和增进健康的作用。比较常见的益生菌有乳酸菌(Lactic acid bacteria)、酵母菌(Yeast)和芽孢杆菌(Bacillus sp.)等。乳酸菌在肠道内大量定植，可以抵抗革兰氏阴性致病菌，增强机体感染力，促进鱼类生长，能够提高抗病能力。酵母菌是喜生长于偏酸性的环境中，可在肠道内大量繁殖，酵母菌含有可以提高动物消化酶活性的物质如多种维生素、微量元素等。芽孢杆菌是一种需氧型、耐受性强、稳定的益生菌，研究报道指出饲料中添加枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、双歧杆菌和嗜酸乳酸菌的复合菌可以有效降低弧菌数，提高机体的免疫力，促进生长。

益生菌对水产养殖动物体内微生态的调节作用机理尚未清楚，但是普遍认为主要有以下两个方面：①分泌作用，很多研究表明大部分益生菌会分泌某些物质，该物质会抑制或杀死有害菌，人们称之为细菌素。Ring E等认为细菌素是一种特殊的复合物，而乳酸菌细菌素正是由过氧化氢、有机酸以及它们所分泌的乳酸组成。但也有研究表明除此之外还有表面活性剂(biosurfactant)、铁载体(siderophores)等。②抑制作用，竞争抑制是益生菌作用的重要机制。在与病害菌竞争附着点的同时使得益生菌在体内处于优势地位，从而减少了病害菌的数量，达到防治病害的目的。此外益生菌和病原菌也竞争营养物质，在有限营养的环境中，益生菌能更好的利用有限的营养物质，导致病原菌缺乏营养，从而处于优势地位。

3.益生菌对水产养殖动物的营养性能、免疫力的作用机理及应用

益生菌可以提高营养性能，作为免疫佐剂和免疫刺激剂。研究发现，饲料中添加不同水平的益生菌可提高凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)、牙鲆(Paralichthys olovaceus)、大菱鲆(Scophthalmus maximus)等的生长性能、免疫力和抗病力。华雪铭等研究发现多糖和益生菌具有提高暗纹东方鲀的免疫力、消化功能、生长效率的作用。Aly等的研究表明B. subtilis以及Lactobacillus acidophilus具有提高机体消化水平、促进营养吸收，增加机体体重的特点。因此，益生菌的营养作用是实际存在的，并且在生产实际中发挥了重要的作用，水产动物体内的益生菌除了本身可以帮助消化，提高饲料利用率，而且自身也含有菌体蛋白、多种维生素等营养物质。此外，益生菌作为饲料添加剂首先进入的是肠道，肠道黏膜的面积使皮肤表面的两倍，不仅仅是消化的主要场所，同时也会发挥一定的免疫作用，当外界环境恶化导致消化道疾病时，此时，益生菌的进入可以调节改善肠道菌群，提高免疫力，达到治疗疾病的目的。

三、益生菌群的影响因子

在水产养殖过程中，益生菌的添加可以提高生长性能，免疫活性以及抗病力，但发挥作用的同时也会受到各种因子的影响，如食物、环境因子、胁迫因子和一些特殊物质等。

1.食物

有很多因素会影响益生菌在水产动物体内的定植、更替。其中食物是很重要的一项因素。不同种鱼，食性不同，肠道微生物群也会有很大差异，有研究表明，如动物性食性的鱼类肠道优势菌群主要有肠微球菌、贝内克菌、弧菌等，而植食性的鱼类肠道优势菌群主要是的嗜酸性杆菌和双歧杆菌。

2.环境因素

环境因素对水产动物肠道微生物的影响是很显著的。环境因子包括温度、盐度以及其他生物等。温度是对水产动物肠道益生菌是有影响的，当环境温度过高，菌体的蛋白变性而失活。水体的盐度也会造成水生动物体内微生物菌群的变化，如当鱼从淡水迁移到海水养殖时，肠道菌群会发生相应的变化，肠道优势菌群由Aeromonas变为Vibrio。此类现象说明环境因素是可以影响到水生动物肠道微生态的平衡。

3.胁迫因素

胁迫因素也就是外界胁迫的作用下机体内的微生物会发生相应的变化，如营养物质的缺乏，环境恶劣等。据报道，当食物中某些必需营养素缺乏时，会使得肠道菌群发生变化。也有相关报道指出恶劣的环境使得肠内气单胞菌和假单胞菌的一些种类会转变为病害菌从而破坏机体内微生态平衡。水产动物的搬运是否会对水产动物体内微生物造成影响尚未报道。

4.特殊物质的影响

在对水产养殖动物的研究中发现，某些特殊物质如铬、铁等会对水产动物体内的正常菌群产生影响。研究指出，添加铬的饲料会造成肠道与粪便的革兰氏阴性菌衰败与胆汁牛黄水解酶的增加进而对菌群在体内的定植与更替造成影响。铁也是水产养殖动物维持正常菌群的一个重要因素。

辽宁省大连海洋大学 辽宁省北方鱼类应用生物学与增养殖重点实验室 农业部北方海水增养殖重点实验室