益生菌发酵中药在鱼类养殖中的应用

陈 妍，刘 畅

(河南牧业经济学院 食品与生物工程学院，河南 郑州 450046)

目前世界水产品(包括捕捞渔业)的40%来自水产养殖业，影响水产品产量的一个重要问题是疾病导致的库存损失，比如弧菌和气单胞菌属引起的疾病，极大提高了水生动物的死亡率[1]。为了预防各种疾病，抗菌类药物在水产养殖中的大量使用导致抗生素耐药细菌的出现[2-3]。在水产养殖中，鱼类产业的生产量近几年大幅增加，由于大量抗生素的使用，导致大量病菌出现细菌耐药性和渔业生产崩溃的现象[4-5]。报道显示，细菌之间抗性基因的转移源自养鱼场的耐药性基因可能通过质粒转移到涉及人类健康问题的细菌中[6-7]。研究表明，动物的某些耐药性基因起源于人类细菌[1]。上世纪80年代，各地政府和组织开始陆续对动物生产中抗生素的使用实施了严格的限制，并都致力于各种抗生素替代品的研究。目前，国内外在鱼类疾病防控和促生长方面研究较多的有中草药、植物提取物和益生菌等。益生菌发酵中药，一方面益生菌可以增加中药的药效，另一方面中药也促进了益生菌的增值。发酵中药在家禽、家畜中的应用已取得较为理想的效果[8-9]。

1 益生菌在鱼类养殖中的现状

1.1 益生菌的概念及特点

哺乳动物的肠道内有一个密集且多样化的群落，大约有500-1000种不同物种的10-100万亿微生物[10-11]。益生菌被定义为“活的微生物，以适当的量施用时，赋予宿主健康益处”，在治疗肠道传染病和炎性肠病等方面已广泛使用[11]。2010年，Merrifield 等优化了水产益生菌，认为水产益生菌可以是活菌、灭活菌或者菌体细胞的某些组分，通过饵料投喂或投入到养殖水体中，提高水产动物疾病抵抗力、应激抵抗力和总体活力，改善健康状况，促进生长性能和饲料利用率[12]，其作用是通过调节宿主肠道或周边养殖环境的微生态平衡来实现的。

上世纪80年代，微生态制剂在我国水产养殖业中已经开始应用，“光合细菌”作为最早使用的微生态制剂，主要集中在培养技术、保存技术、增殖技术和应用效果等方面；鱼用益生菌的应用更加广泛，如芽孢杆菌属、乳杆菌属、丁酸梭菌属、酵母菌等应用于鱼类养殖中[13]。

芽孢杆菌、乳酸菌等益生菌是鱼类体内固有菌群，定植于鱼类消化道，能拮抗潜在致病菌，维持肠道微生态平衡，增强鱼类抗病力。丁酸梭菌作为一种微生态制剂，具有促生长、治疗腹泻和调节肠道微生态平衡的作用，而且形成的芽孢具有耐高温、挤压和调节肠道内环境的能力[13]。丁酸酸菌可调节鱼类肠道菌群数量，影响肠道好氧菌的结构[14]，酵母具有免疫活性，在鱼类养殖中能抑制病原菌的生长[6]。益生菌的这些作用奠定了在鱼类养殖业的应用前景。

1.2 益生菌的免疫调节及防御功能

与哺乳动物相比，鱼类免疫系统较落后，但也存在先天性特异性和获得性特异性两大类，具有保护机体和抗病能力。鱼类肠道内存在一个由共生菌以及致病菌组成的动态菌群[13]。益生菌定植于肠道上皮细胞，促进肠道内黏液抗菌物质的分泌，保护肠黏膜紧密连接蛋白，降低肠道通透性，抑制病原菌定植于肠黏膜上；益生菌还具有保护上皮生长因子受体，修复受损肠黏膜的作用[14]。正常情况下，鱼类肠道菌群和肠黏膜免疫系统处于一种动态平衡，共同维护宿主健康。当外界环境比较恶劣时，如水质变差、饲料变质等，肠道内这种微生态平衡被打破，一些病原菌趁机增殖，引起机体发病[15]。因此，利用益生菌改善肠道微生态平衡，对保护宿主健康具有重要意义。饲喂丁酸梭菌能促进鮸鱼生长，可提高饲料转化率和提升肠道内壁及微绒毛间附着的微生物的丰富度，并促进肠道绒毛及微绒毛的生长和肠道发育[16]。

1.3 益生菌在鱼类养殖中的应用现状

我国益生菌制剂在水产养殖中的应用起步晚但发展迅速，目前国内各种微生态制剂产品品种较多。根据施用方式的不同，主要可分为：一，作为水质调节剂施用于鱼类养殖中；二，以活菌的形式添加到饲料中作为饲料添加剂。目前，国内以作为水质调节剂的益生菌产品居多，并得到广大养殖户的高度认可。作为饲料添加剂的益生菌产品也很多，但使用效果稳定、口碑好的产品少之又少[17]。

2 中药及植物提取物在鱼类养殖中的功能

2.1 中药的多功能性

中药成分复杂且每味药本身就是一个小复方，每种中药具有多种有效成分、生物活性物质以及多种营养成分，构成了中药功能的多样性。复方中药本身更是处方众多且有效成分作用各异。中药具有独特的免疫功能，比如能产生抗菌物质、激发或增强机体免疫力等。中药在鱼类养殖中作为饲料添加剂和药物使用时，其药效之间的协同作用和对机体的整体调节作用表现明显，达到促进鱼类动物生长的效果，这是化学合成药物所无法比拟的[18]。

2.2 植物提取物的功能

植物提取物有效成分较多，如萜类化合物、单宁、皂苷、甙类、黄酮类、酚类、类固醇、精油等在鱼和虾等水产动物的生命活动中扮演重要角色，如抗应激，促进生长，刺激食欲，增强肌肉弹性和免疫、抗病等[19-20]。植物提取物已被证明可提高营养物质的消化率和可用性，增加饲料转化率并促进蛋白质的合成[21]。同时植物提取物作为免疫刺激剂可增强机体防御和免疫反应，提高动物对疾病的抵抗力。研究发现，用植物提取物处理过的鱼显示出溶菌酶活性、吞噬活性、补体活性以及血浆蛋白(球蛋白和白蛋白)明显增加[22]。植物提取物在体外和体内均对鱼类病原体(细菌，病毒，真菌，蠕虫和其他寄生虫)具有抗寄生虫特性[23]。

3 益生菌发酵中药的应用前景

益生菌发酵中药是目前新兴的抗生素替代品，它是模拟中药在体内的消化分解过程，采用微生物工程技术，在机体外模拟一个“工业化肠胃系统环境”，采用动物肠道内的多种有益菌，对中药或提取物进行预消化分解，实现中药成分的转化。益生菌作为对畜禽健康有利的微生物，在发挥益生作用的同时，通过强大的生物转化能力，对中药某种有效成分或多种成分进行生物转化，从而改变中药有效成分的含量和生物活性。发酵中药具有“安全、高效、低残留”等优点，已在家禽及家畜生产中推广应用。刘观忠等研究发酵中药在肉仔鸡上的应用效果，结果显示，发酵中药可提高肉仔鸡的抗氧化功能和免疫功能[24]。韩春杨等研究表明，发酵中药可提高肉鸡饲料利用率、新城疫抗体效价和免疫器官指数，差异显著(P<0.05)[25]。zhou等利用热带假丝酵母和米曲霉对银杏叶残渣进行固体发酵，将发酵后的银杏叶添加到断奶仔猪饲料中，可提高仔猪平均日增重、终体重，降低料肉比，增加血清中IgG、IgA 和IgM的含量，提高其免疫力；血清总蛋白、白蛋白、血红蛋白、碱性磷酸酶、总铁、总铁结合力、超氧化物歧化酶、谷草转氨酶、谷丙转氨酶、低血清尿素氮、甘油三脂、胆固醇和丙二醛等指标，差异显著(P<0.05)，表明银杏叶经中药发酵后作为饲料添加剂具有良好的应用前景[26]。赵圣振利用乳酸菌发酵黄芪应用于断奶仔猪，添加0.6%的发酵黄芪仔猪采食量和日增重分别提高了12.2%和19.8%，料肉比降低了6.2%，IgG和IgA分别提高了30.2%和22.1%，差异显著(P<0.05)，表明在饲料中添加适量的发酵黄芪可提高断奶仔猪的生产性能和免疫水平，可替代抗生素用于药物保健[27]。

据报道，经曲霉菌和芽孢杆菌发酵而成的豆粕饲料产品，蛋白质含量提高至51%，膳食纤维含量低于3%。豆粕中长链蛋白和还原寡糖被降解，胰蛋白酶抑制剂等抗炎因子减少，将该发酵豆粕饲喂虹鳟鱼后发现植物蛋白的消化率明显提高[28]。益生菌发酵复方中药可显著促进黄河鲤鱼的生长，提高黄河鲤鱼非特异性免疫力，促进免疫器官发育[29]。

4 展望

益生菌发酵中药是利用微生物对中药某些成分进行生物转化形成复杂的物质体系。微生物在生长代谢过程中产生大量次生代谢产物，并与中药的某些成分发生化学反应可以产出新的物质利于动物生长。因此，益生菌发酵中药的特点也奠定了在鱼类养殖中的发展前景。目前，我国益生菌发酵中药的研究和应用仍处于初级阶段，水产动物肠道益生菌的研究以及针对高效发酵中药的筛选将成为今后的发展方向，同时也将促进我国水产业的健康快速发展。