复合丁酸梭菌制剂在工厂化养虾中的应用

马良骁，赵述淼

（1.武汉天辰生物科技有限公司，湖北 武汉 430070；2.华中农业大学生命科学技术学院农业微生物学国家重点实验室，湖北 武汉 430070）

水产养殖业的飞速发展，导致规模化、集约化程度越来越高，也导致了养殖过程中病原微生物的种类不断增加，传播速度也在加快，养殖生态平衡遭到破坏，致使病害频发，直接影响整个水产养殖业[1]。微生态制剂无毒、无残留、无污染、无副作用，不产生抗药性，可以有效改善水产养殖环境，提高水产动物免疫能力，同时减少疾病的发生，增进水产动物健康和生长，维持水产养殖生态平衡。

工厂化养虾具有“产量高、效率高、效益高”等优势，但近几年养殖状况不容乐观，成功率并不高。相比外塘、地膜池、高位池，工厂化养虾模式环境的承载力较差，养殖期间管理不当，易引起对虾体质变弱、机体免疫力下降、缺氧、软壳、应激大、蜕壳不遂、双层壳、肌肉白浊、长不大、肝肠疾病、偷死等病症。目前，丁酸梭菌制剂已被广泛用于人类和畜禽肠道疾病的预防[2－4]，而丁酸梭菌在水产养殖中的应用并不是太多，复合丁酸梭菌制剂的应用则更少。

1 复合丁酸梭菌制剂的功能优势

1.1 丁酸梭菌介绍

丁酸梭菌，又名丁酸梭状芽孢杆菌，酪酸菌，由日本千叶医科大学宫入近治博士于1933 年最早发现，因此又名宫入菌[5]。丁酸梭菌为梭菌属，严格厌氧的革兰氏阳性杆菌，同时也是肠道的益生菌，一定程度上对体内致病菌有抑制作用[6]，同时能够促进益生菌的增殖[7]。另外，丁酸梭菌可产生淀粉酶等多种胞外酶，且能够合成烟酸、叶酸等维生素类化合物[8]，代谢产生丁酸、乙酸，而丁酸是肠道上皮组织细胞再生和修复的主要能源物质，具有修复肠道黏膜并降低肠黏膜通透性的功能[9]。该菌主要从天然酸奶、奶酪、动物和人的粪便以及土壤等自然环境中分离提取。

1.2 乳酸菌介绍

乳酸菌是一类能利用可发酵碳水化合物（主要指葡萄糖）产生大量乳酸的革兰氏阳性细菌的统称，在厌氧或微好氧、矿物质和有机营养丰富的环境中生长繁殖。在pH 值为3.0～4.5 时仍可生长，并能适应胃的酸性环境。在机体内可调节胃肠道正常菌群，维持微生态平衡，改善胃肠功能；同时提高生物效价和食物转化率，促进动物生长；降低血清胆固醇，控制内毒素；提高机体免疫力，抑制肠道内腐败菌生长等[10－11]。目前在细菌分类学上已发现的主要有乳酸杆菌属、双歧杆菌属、片球菌属、链球菌属、芽孢乳杆菌属等，我国允许使用的安全微生态菌种包括嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、乳链球菌、乳酸片球菌、粪肠球菌、屎肠球菌、沼泽红假单胞菌、啤酒酵母、枯草芽孢杆菌等[12]。

1.3 复合丁酸梭菌制剂功能优势

复合丁酸梭菌制剂是由丁酸梭菌、多株乳酸菌等优势菌株，科学配比，采用混合发酵制成，是芽孢类与乳酸菌类的科学复配，因为复合了昂贵的丁酸梭菌，所以比单纯乳酸菌更具优势。

1.3.1 肠道定植能力更强 水产动物肠黏膜比较短而简单，肠体也远小于陆生动物，且附着性较弱，但丁酸梭菌的粘附能力却较强，肠道定植时间长达72 h，而乳酸菌仅有6～8 h。所以复合丁酸梭菌制剂比单纯乳酸菌制剂在调理水产动物肠道方面更具优势。

1.3.2 肠道存活时间更长 丁酸梭菌特殊的芽孢结构，使其在以芽孢形式存在时，具有耐酸碱、耐高温、耐辐射和耐化学药品的特性。pH 值为1.0 时仍能存活，pH 值为4.6～10.6 时均可生长，最适生长pH 值为5.0～7.0。在胃肠道内可以适应酸性环境，不受胃酸、胆汁酸等的影响，存活时间更长。所以复合丁酸梭菌制剂比单纯乳酸菌制剂更能保护胃肠道。

1.3.3 能够修复肠道黏膜 丁酸梭菌的主要代谢产物丁酸，为肠道上皮细胞的前体物质，能够修复肠黏膜，巩固肠黏膜生物屏障，有效减轻饲料抗原、病菌病毒和霉菌毒素对动物及其肠道的侵害作用，复合丁酸梭菌制剂可配合用于鱼虾蟹肠炎，肠黏膜病变造成的对虾白便等，肠道修复能力远远高于单纯乳酸菌制剂[13]。

1.3.4 调理肠道菌群平衡能力更强 丁酸梭菌芽孢的萌发以及扩增速率很快，能够产生短链脂肪酸，包括丁酸、乳酸、乙酸等可有效抗菌防腐，并能在肠道内有效抑制病原菌和腐败菌的异常增殖[14]，而且复合丁酸梭菌制剂中菌种之一乳酸杆菌也能从简单的碳水化合物中产生大量乳酸，降低肠道内pH 值，使之不利于有害菌的生长；同时能产生促双歧杆菌生长因子，显著促进有益菌的生长，与双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、粪链球菌等形成共生关系[15]。赵熙等[16]发现，酪酸菌制剂可增加肠道内的双歧杆菌、乳酸杆菌的数量。因此复合丁酸梭菌制剂的双重作用相比单纯乳酸菌制剂，更能有效的调节肠道菌群平衡，更快改善肠道微生态环境，更有效的降低肠道疾病发生率。

1.3.5 调节净化水质 复合丁酸梭菌制剂，具备芽孢杆菌和乳酸菌的双重效果，能利用其不同功能与微生物共栖，兼有不同代谢机制的特性，在底部厌氧繁殖，抑制细菌和寄生虫繁殖，迅速而彻底地降解进入养殖水体的淤泥、残饵、粪便和动植物尸体等有机物，减少有机物在池底的沉积，消除底臭，降低水体化学需氧量，避免有毒有害因子的积累，改善各项水质指标，净化水质作用优于单纯乳酸菌制剂。

1.3.6 促长防病效果更明显 复合丁酸梭菌制剂因复合了丁酸梭菌，比单纯乳酸菌制剂，更能提高黏膜免疫活性、提高免疫物质如自然杀伤细胞、巨噬细胞等的活性，增强机体免疫力和抵抗力，达到防治疾病、提高成活率的目的[17]；拌料饲喂该制剂，随食物进入养殖动物肠道后，可以促进消化酶的分泌，提高食物转化率，促进生长效果更明显[18]。

1.3.7 对抗生素有较强的抗性 除了万古霉素、新生霉素、先锋霉素和四环素等少数几种抗生素外，丁酸梭菌对大多数抗生素有较强的抗性，与某些抗生素同时使用时，不干扰其他细菌感染的治疗。所以，复合丁酸梭菌制剂可以联抗使用治疗水产动物肠道疾病，相比单纯乳酸菌制剂更具优势。

2 复合丁酸梭菌制剂在工厂化养虾中的具体应用

2.1 防控肝肠疾病

工厂化养虾极易出现如前后盲囊发白、肠道发红、肠道断节、水肠、空肠、拖便、粪便粘连、打团等肠道问题，肝脏发红、发黑、积水、肿大、模糊、萎缩等肝脏问题，且很难处理，所以一定要重点关注肠肝轴养护，健肠护肝。对虾肠道有问题时，还要看肝脏有没有问题，如若肝脏没事，就重点调理肠道，如若肝脏有问题，就必须先调理肝脏，调理好了肝脏，肠道的负担随之降低，肠道问题就更容易调理。

南美白对虾消化系统非常简单，容易形成肠道生物屏障，复合丁酸梭菌制剂中丁酸梭菌和嗜酸乳杆菌属肠道原籍菌，在肠道更容易定植，而且二者优势互补、相互促进，协作维护肠道菌群平衡。丁酸梭菌代谢产生的丁酸、乳酸等短链脂肪酸作为南美白对虾肠道上皮细胞的能量来源，能够充分保障对虾肠道细胞活力，巩固上皮细胞的紧密连接程度，促进粘蛋白和防御素分泌，快速修复肠道，恢复生理机能，提高摄食，进而减少肠炎、水肠、拖便、粪便打团不成形等的发生机率，可大幅度降低空肠空胃的发生。此外，丁酸和乳酸也是对虾肠道最大优势益生菌群－－双歧杆菌的益生元，不仅能促进双歧杆菌在南美白对虾体内的快速增殖，帮助稳定肠道微生态环境，而且能够降低氧化还原电势，清除超氧化物，创造肠道酸性环境，从而抑制肠道弧菌繁殖，减少肠炎发生。

对虾肠道是重要的消化及免疫器官，肠道出现问题极易导致其消化吸收能力减弱，造成吃料减慢甚至不吃料，严重影响生长速度，导致疾病的发生。对虾肝脏又称肝胰腺，是重要的解毒及免疫器官，主要分解体内代谢毒素，肠道中的氨、吲哚等各种内毒素都需要肝脏去清除，如若肠道健康了就很好降低肝脏的解毒负荷，因此通过养护肠道，减轻肠炎发生，能够有效保护肝脏的解毒酶系统不被肠道毒素破坏。另外系统结构上对虾中肠腺由中肠和肝胰腺构成，许多肠道疾病往往也是肝脏病变引起的，我们只需针对性的调理肝脏，也能很好的达到控制肠道疾病的目的。

调肠是为了保肝，保肝也是为了健肠，定期使用复合丁酸梭菌制剂可消除高蛋白饲料给对虾带来的肠道、肝胆负担，疏肝利胆，改善对虾转肝期、养殖中后期易出现的肝脏问题，起到保肝、护肝、养肝的作用。

2.2 增粗肠道，促进摄食

定期使用复合丁酸梭菌制剂，可以通过对肠黏膜的修复，来加固肠黏膜生物屏障，从而使肠道变得更为粗壮，维护肠道健康，促进摄食。

2.3 提高免疫，促进生长

定期使用复合丁酸梭菌制剂，可以刺激黏膜免疫活性，提高非特异性免疫。制剂中的丁酸梭菌和乳酸菌在对虾肠道会产生多种消化酶，这些消化酶能帮助降解饲料中的蛋白质、脂肪以及复杂的碳水化合物，提高饲料利用率。复合制剂中的许多菌体本身也含有大量的营养物质，可以直接被对虾摄取利用，促进对虾生长。Sumon 等[19]研究发现，饲喂含有丁酸梭菌饲料的罗氏沼虾，其胃肠道蛋白酶活性和淀粉酶含量均得到提高，机体免疫力增强，同时也抑制了养殖过程中致病菌哈维氏弧菌的生长；段亚飞等[13]添加丁酸梭菌到凡纳滨对虾配合饲料中进行投饲试验，研究发现丁酸梭菌可增加凡纳滨对虾肠道短链脂肪酸、虾体粗蛋白含量，来调节肠道消化能力，并且能提高氨胁迫条件下的肠道免疫机能，进而促进凡纳滨对虾的生长。

2.4 改善水质，降低碱度

工厂化养虾投苗多，特别到养殖中后期因投喂多，易造成残饵、粪便等有机质过多，污染物过多，引起氨氮、亚盐过高，复合丁酸梭菌制剂可随着残饵及粪便的形式释放到养殖水体，降低粪便对池水的污染程度，控制池底发臭发滑，防止氨氮、亚硝酸盐等有害物质产生，起到改善水质作用。另外代谢产物丁酸、乳酸等混合有机酸，能很好的起到稳定水体和降低水体碱度的作用。

2.5 增加卖相，提早上市时间

工厂化养虾养殖密度高，自然对营养需求也高。复合丁酸梭菌制剂所产生的营养物质，对虾体具有保健作用，高效修复虾肠道上皮组织，并帮助维持肠粘膜上皮细胞正常形态，修复肠粘膜；还可在肠道内产生B 族维生素、维生素K、维生素E 等[20]，供给对虾生长发育所必需的营养物质，加快饲料营养消化，以此提高饲料转化率，促进对虾早上市。

3 展望

水产养殖业迅速发展，人们物质生活水平的提高，也对水产品提出了更高的需求，食品安全、环保问题日益凸显，新冠疫情后环境、健康问题也越来越得到人们的重视，水产养殖需加速推进绿色生产发展方式，更加注重生态技术，更加注重疾病的预防性，水产“禁抗、限抗、减抗”也已是趋势，在抗生素替代产品中主要有酸化剂、抗菌肽、酶制剂、植物精油、中草药、益生菌等几类，而丁酸梭菌被认为是取代抗生素最具潜力的发展方向之一。丁酸梭菌绿色环保、无毒副、无残留、无耐药性，可以改善水产动物肠道微生态环境，提高机体免疫力，促进水产动物生长，健肠护肝，可以联抗使用防控肠炎，具有非常广阔的应用前景。但由于丁酸梭菌在水产养殖中的应用近几年才逐步增加研究，在生产和使用过程中也必然存在一些问题：1）菌株来源不同，发酵水平不同，也导致了发酵产品质量的参差不齐；2）目前尚不明确丁酸梭菌在水产动物体内的代谢机制；3）大量研究证明丁酸梭菌与其他益生菌如双歧杆菌、乳杆菌复配使用效果更佳，但复配使用的比例及对应的培养基、培养条件、其它协同作用的菌株仍需进一步探究等等。总之，随着丁酸梭菌在水产养殖中应用和研究的深入，复合丁酸梭菌制剂产品也会应用于更多的水产养殖品种、养殖领域、养殖阶段、养殖模式等，进而促进水产养殖业的绿色可持续发展。