常見益生菌在魚蝦類養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究進(jìn)展

米少輝 許嘉芮 李軍濤 張澤龍 冼健安 王冬梅

摘 要：主要介紹了幾種常見于魚蝦類養(yǎng)殖中應(yīng)用的益生菌的種類及其產(chǎn)物，并且簡(jiǎn)單介紹一下益生菌的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值以及其在魚蝦類養(yǎng)殖中的優(yōu)勢(shì)。參考益生菌在魚蝦類養(yǎng)殖中相關(guān)研究的相關(guān)文獻(xiàn)，再一次驗(yàn)證了益生菌在魚蝦類養(yǎng)殖中的重要作用，并對(duì)益生菌在水產(chǎn)中的發(fā)展應(yīng)用提出了展望。

關(guān)鍵詞：益生菌;魚類養(yǎng)殖;蝦類養(yǎng)殖;應(yīng)用

隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，綠色健康養(yǎng)殖已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)。水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)對(duì)于漁藥的監(jiān)管也越來越嚴(yán)格?？股仡愃幬镆呀?jīng)對(duì)蝦類養(yǎng)殖業(yè)造成了很大的副作用，過度使用抗生素藥物一方面細(xì)菌耐藥性會(huì)增加， 使一些耐藥性強(qiáng)的細(xì)菌過量繁殖造成微生物的生態(tài)失調(diào)，進(jìn)而產(chǎn)生二重感染[1];另一方面，抗生素會(huì)在蝦類體內(nèi)殘留， 人們長(zhǎng)期食用這類蝦會(huì)在體內(nèi)積累，影響健康。因此，需要采用生態(tài)學(xué)方法調(diào)節(jié)水質(zhì)，提高蝦類免疫力，避免漁藥的濫用，開展對(duì)蝦產(chǎn)業(yè)無公害健康綠色生態(tài)高質(zhì)量養(yǎng)殖，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，益生菌是最好的選擇之一[2]。

1 益生菌

1.1 益生菌的概念

益生菌被稱為益生素、生菌劑，又名微生態(tài)制劑、活菌劑等;其實(shí)質(zhì)是運(yùn)用現(xiàn)代微生態(tài)學(xué)基本技術(shù)原理，經(jīng)過一系列篩選，篩選出所需要的目標(biāo)微生物或篩選出能夠?qū)ξ⑸锷L(zhǎng)有促進(jìn)作用的有益微生物制成的生物制品[3]。微生態(tài)制劑能夠抑制有害藻類的生長(zhǎng)，補(bǔ)充有益藻類， 提高動(dòng)物代謝能力、飼料的消化吸收能力和增加水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物免疫功能，提高應(yīng)激抗病能力， 具有調(diào)節(jié)水質(zhì)，改善養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境， 保持水體平衡，提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的功能。

1.2 常見的幾種益生菌

1.2.1 光合細(xì)菌 光合細(xì)菌在魚蝦類養(yǎng)殖中較為常見，其實(shí)質(zhì)是革蘭氏陰性細(xì)菌，在湖泊、河道、海洋，以及泥土中均廣泛分布。一方面，光合細(xì)菌本身就含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，尤其是蛋白質(zhì)，經(jīng)檢測(cè)其含有的蛋白質(zhì)含量在60%以上，類胡蘿卜素、維生素、菌綠素等也占有一定比例，所以在魚蝦類育苗期間可以作為生物餌料供其食用;另一方面，在飼料添加劑方面也有應(yīng)用。除此之外，水體中的一些有害物質(zhì)（如有機(jī)物、硫化物、氨等物質(zhì)）可以作為光合細(xì)菌的供氫體兼碳源，光和細(xì)菌可利用有害物質(zhì)促進(jìn)光合作用，在水質(zhì)凈化方面有重要作用[4]。

1.2.2 芽孢桿菌 芽孢桿菌可以形成孢子，對(duì)有害的外部因素具有很高的抵抗力，并且分布廣泛，在泥土、水、空氣和動(dòng)物腸道中廣泛發(fā)現(xiàn)。它是一種可以產(chǎn)生抗性孢子的革蘭氏陽性細(xì)菌，是一種嚴(yán)格的需氧或可滲透的厭氧莢膜細(xì)菌。一方面，它可用作飼料添加劑，可以在水生動(dòng)物的腸道中復(fù)制和分泌某些蛋白酶、脂肪酶等，并產(chǎn)生一些水生生物生長(zhǎng)所需的氨基酸，很大程度上降低了餌料系數(shù)，節(jié)約了飼料成本;在水生生物體內(nèi)繁殖的有益菌還能抑制有害細(xì)菌，減少疾病的發(fā)生，提升免疫力。另一方面，芽孢桿菌自身具有穩(wěn)定性，不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，能夠分解過量的飼料，以及分解底質(zhì)中過多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，防止底泥營(yíng)養(yǎng)過剩導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，有效凈化水質(zhì)[5]。

1.2.3 乳酸菌 乳酸桿菌是無孢子的革蘭氏陽性細(xì)菌，可發(fā)酵碳水化合物（主要是糖），可用于生產(chǎn)大量的乳酸。乳桿菌屬 （如嗜酸乳桿菌） 、鏈球菌屬 （如糞鏈球菌） 、雙歧桿菌屬 （如長(zhǎng)雙歧桿菌） 等都是其重要的種類[6]。乳酸菌可以產(chǎn)生多種酶，如脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶等。它可以將難以在體內(nèi)消化的高分子物質(zhì)（蛋白質(zhì)等）分解為容易被人體吸收的游離氨基酸和多肽，并合成維生素、葉酸和煙酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。另外，可以將乳酸菌添加到飼料中，它可以分解飼料消化過程中產(chǎn)生的抗?fàn)I養(yǎng)因子，從而提高飼料利用率并可能降低飼料系數(shù)，節(jié)約成本[7]。另一方面，乳酸菌菌群在養(yǎng)殖生物腸道中繁殖，既能改善腸道環(huán)境，調(diào)節(jié)平衡;又能抑制有害病菌，增加免疫力。

1.2.4 酵母菌 酵母是一類單細(xì)胞真核微生物的總稱，它具有相對(duì)復(fù)雜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，是一種相對(duì)先進(jìn)的微生物。在溫度為18～28 ℃， pH值為 4～6的環(huán)境下，最適宜酵母菌生長(zhǎng)。一般為兼性厭氧， 在氧氣稀缺的情況下， 發(fā)酵酵母通過轉(zhuǎn)化獲得能量（糖→二氧化碳和乙醇）。酵母種類非常多，水產(chǎn)養(yǎng)殖中最常見的酵母是釀酒酵母、海洋酵母和飼料酵母[8]。酵母富含各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不僅富含蛋白質(zhì)，還富含維生素和礦物質(zhì)。除此之外還含有許多輔酶類物質(zhì)，如輔酶A、輔酶I和輔酶Q等。能夠調(diào)節(jié)腸道菌群，起到平衡腸道菌群的作用[9]。王純等[10]在研究解淀粉芽孢桿菌和細(xì)紋紅球菌對(duì)虹鱒魚生長(zhǎng)潛力以及胃黏膜和腸黏膜菌群結(jié)構(gòu)的影響時(shí)得出了類似的結(jié)論，同時(shí)還得到了促進(jìn)生長(zhǎng)的作用。另外，酵母菌還能夠促進(jìn)有機(jī)污染物的分解，對(duì)于凈化水質(zhì)有一定的作用。

1.2.5 硝化細(xì)菌 硝化細(xì)菌是一類需氧性、自養(yǎng)型、原核生物細(xì)菌，包括亞硝酸鹽和硝酸鹽細(xì)菌。 生活在有氧水或沙子中對(duì)氮循環(huán)、水的凈化過程起著重要作用。 在水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)用中，硝化細(xì)菌通常與其他細(xì)菌一起用于復(fù)雜的微生物制劑中[11]。在陳旭的研究中表明，硝化細(xì)菌對(duì)于水體中的pH值能起到穩(wěn)定的作用，能夠降低水體中的氨氮和亞鹽。在養(yǎng)殖過程中，一方面由于養(yǎng)殖生物的高密度養(yǎng)殖，其排泄物以及其他小型動(dòng)物尸體長(zhǎng)時(shí)間的積累，容易造成底質(zhì)的損壞。 另一方面，在養(yǎng)殖后期由于投餌量的增加，殘餌以及糞便也會(huì)增加，造成水質(zhì)敗壞。水質(zhì)敗壞極易引發(fā)一些疾病的發(fā)生。硝化細(xì)菌還可以通過加速水體與底泥沉積物中物質(zhì)的交換來起到減少有機(jī)物積累，從而起到改善水體環(huán)境、凈化水質(zhì)的作用[12]。

2 益生菌在魚類、蝦類養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究進(jìn)展

眾所周知，綠色健康化生態(tài)養(yǎng)殖已成為大勢(shì)所趨，抗生素類藥物的使用會(huì)引起環(huán)境污染，使水產(chǎn)動(dòng)物疾病的病菌增加抗藥性，這樣來說，生物產(chǎn)品有其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，不僅不會(huì)使生物產(chǎn)生抗藥性，它還具有凈化水質(zhì)的作用。 這些益生菌中的一些也具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，在生物餌料方面也占有一席之地，有助于飼料轉(zhuǎn)化效率和體重增加，有很大的應(yīng)用空間。在陳妍等[13]的表述中，提出了益生菌發(fā)酵中藥的重要作用，對(duì)于減少甚至替代目前新興抗生素方面具有重大意義。在提高飼料營(yíng)養(yǎng)成分，對(duì)于疾病防控以及提升魚類免疫能力方面更是具有重要作用，具有非常好的發(fā)展前景。

2.1 益生菌在魚類養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究進(jìn)展

劉陽[14]有關(guān)地衣芽孢桿菌KL6對(duì)鯉魚生產(chǎn)能力和消化酶活性影響的相關(guān)報(bào)告發(fā)現(xiàn)，篩選的地衣芽孢桿菌具有高溫耐受性和強(qiáng)穩(wěn)定性。將1%的KL6添加到飼料中喂養(yǎng)鯉魚，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)增加了鯉魚消化酶的活性，提高了其生長(zhǎng)性能，促進(jìn)生長(zhǎng)。

Lee等[15]以枯草芽孢桿菌WB60和植物乳桿菌KCTC3928作為添加劑對(duì)日本鰻的生長(zhǎng)性能、免疫參數(shù)、腸道形態(tài)和抗病性研究中發(fā)現(xiàn)，食用枯草芽孢桿菌以107 cfu/g和108 cfu/g日糧喂養(yǎng)的魚的平均增重（WG），飼料效率（FE）和蛋白質(zhì)效率比（PER）顯著高于其他實(shí)驗(yàn)魚飼料飲食（P<005）。檢測(cè)到枯草芽孢桿菌以107 cfu/g和108 cfu/g飼料喂養(yǎng)的魚的非特異性酶活包括溶菌酶、超氧化物歧化酶（SOD）、髓過氧化物酶（MPO）顯著高于以植物乳桿菌KCTC3928飼料喂養(yǎng)的魚（P<0.05）。相比之下，以107和108 cfu/g的日糧飼喂枯草芽孢桿菌的魚腸中的3-磷酸甘油醛磷酸脫氫酶（GAPDH）、熱休克蛋白70，90（HSP70，90）和免疫球蛋白（IgM）的水平被記錄為明顯高于飼喂其他實(shí)驗(yàn)飲食的魚類（P<0.05）。腸道形態(tài)和組織學(xué)參數(shù)表明，與其他治療組相比，飼喂108 cfu/g日糧的魚的腸道更健康。同樣，證明枯草芽孢桿菌WB60作為飼料添加劑，無論從提高飼料轉(zhuǎn)化率還是從改善免疫力，都具有非常好的效果。

于瑞河[16]研究益生菌蠟樣芽孢桿菌對(duì)彭澤鯽生長(zhǎng)、免疫等相關(guān)指標(biāo)的影響，對(duì)比了活的和滅活的蠟樣芽孢桿菌對(duì)彭澤鯽的相關(guān)影響，結(jié)果顯示，無論是活的蠟樣芽孢桿菌還是滅活的菌，拌料投喂均能通過調(diào)節(jié)腸道中胰蛋白酶等有益酶和減少脂肪酶等不利于營(yíng)養(yǎng)吸收的酶來改善腸道的消化能力，進(jìn)而增加對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力。除此之外，兩者均能對(duì)于肝臟的功能提升有一定作用。值得注意的是活蠟樣芽孢桿菌對(duì)于肝臟中膽汁酸（TBA）的合成能力有顯著提升作用，所以膽汁酸在血清中的含量也有所增加。同時(shí)，投喂109 cfu/kg活蠟樣芽孢桿菌組肝臟中的脂蛋白脂酶（LPL）活性、肝脂酶（HL）的活性以及乙酰輔酶A羧化酶（ACC）的活性與對(duì)照組相比都得到了顯著提升（P<0.05），提升了彭澤鯽肝臟脂肪代謝能力。兩者均能對(duì)腸道組織中的基因LZM mRNA水平有所提升，相比之下活菌還能夠誘導(dǎo)抗氧化基因大量表達(dá)，通過調(diào)控Nrf2信號(hào)通路來抑制促炎細(xì)胞因子相關(guān)基因的表達(dá)。得到結(jié)論，益生菌-蠟樣芽孢桿菌的適量添加，無論在彭澤鯽生長(zhǎng)性能方面還是腸道健康方面均有明顯的作用。

王帥等[17]用滅活的復(fù)合益生菌喂養(yǎng)牙鲆，與對(duì)照組相比，給予滅活益生菌粉末敷料的組對(duì)牙鲆的生長(zhǎng)潛力和某些非特異性免疫具有顯著影響。且該研究中0.5%添加量產(chǎn)生的效果最好。再一次證明了益生菌的重要作用。

在研究地衣芽孢桿菌Dahb1對(duì)莫桑比克羅非魚的生長(zhǎng)性能、免疫參數(shù)和血清、黏液中的抗氧化酶活性以及對(duì)嗜水氣單胞菌的抗性中[18]得出結(jié)論，在日糧中添加益生菌地衣芽孢桿菌Dahb1 105 cfu/g和107 cfu/g的日糧，持續(xù)4周?？梢悦黠@提高生長(zhǎng)性能和抗氧化能力，增加免疫系數(shù)。在日糧中添加益生菌地衣芽孢桿菌Dahb1 107 cfu/g可以改善羅非魚養(yǎng)殖中的健康狀況和對(duì)嗜水桿菌的抵抗力。在Linh等[19]對(duì)琥珀魚的研究中發(fā)現(xiàn)，飼喂乳酸乳球菌K-C2促進(jìn)了生長(zhǎng)，降低了飼料消耗，提高了養(yǎng)殖琥珀魚的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

在羅非魚的養(yǎng)殖過程中，鏈球菌病通常會(huì)給養(yǎng)殖戶帶來巨大的損失，是個(gè)令人頭痛的問題。夏耕[20]的研究表明乳酸乳球菌JCM5805可以經(jīng)過TLR7/TLR9-Myd88的途徑來調(diào)節(jié)IFNα免疫基因的表達(dá)，得到增加尼羅羅非魚機(jī)體免疫力，增加抗病能力的效果。 篩選出的菌株是一株無乳鏈球菌拮抗益生菌，其中日糧中含有1×106 cfu/g JCM5805對(duì)于促進(jìn)尼羅羅非魚幼魚的生長(zhǎng)，提高非特異性免疫力，提高腸道消化酶活性水平，并提高對(duì)無乳鏈球菌的抵抗力效果最好。在基因?qū)用娣治隽四c道代謝組，顯示JCM5805與多種代謝通路酶的合成有關(guān)，其產(chǎn)生的活性物質(zhì)形成的活性化合物表現(xiàn)出強(qiáng)的抑菌作用。對(duì)于尼羅羅非魚在鏈球菌疾病的防治上提供了一定的參考依據(jù)。

董媛媛等[21]對(duì)羅非魚的相關(guān)研究表明，光合細(xì)菌能夠強(qiáng)化用葡萄糖作為有機(jī)碳源形成的穩(wěn)定且高效的生物絮團(tuán)。形成的生物絮團(tuán)可適當(dāng)?shù)奶娲D料，減少餌料成本。

在完全發(fā)酵的釀酒酵母對(duì)羅非魚的生長(zhǎng)性能和免疫反應(yīng)的影響這項(xiàng)研究中，將尼羅羅非魚（50.7 g±0.8 g）隨機(jī)分成三組。對(duì)照組以基礎(chǔ)飲食喂養(yǎng)，而其他兩組則以基礎(chǔ)飲食喂養(yǎng)輔以02%和0.4%的發(fā)酵酵母、釀酒酵母延長(zhǎng)了2個(gè)月，在喂養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，測(cè)量了氧化劑和抗氧化劑參數(shù)（丙二醛、過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶）及一些先天免疫學(xué)參數(shù)和免疫相關(guān)基因的表達(dá)，進(jìn)行肝、脾、腎和腸的組織學(xué)檢查，結(jié)果顯示，兩種水平的釀酒酵母增強(qiáng)了吞噬活性、溶菌酶活性以及TNF-α和IL-1β的基因表達(dá)。因此，釀酒酵母可以提高尼羅羅非魚的生長(zhǎng)性能和免疫力，增強(qiáng)尼羅羅非魚的抗病能力[22]。另一方面，在對(duì)鱈魚的研究中，對(duì)于幼魚給藥用藥方面，商業(yè)益生菌直接添加到含有鱈魚幼魚的水中，能夠上調(diào)生長(zhǎng)相關(guān)蛋白和下調(diào)應(yīng)激相關(guān)蛋白[23]。結(jié)果表明，鱈魚仔魚腸道中70%的微生物是由養(yǎng)殖用水接種這種益生菌所產(chǎn)生的?？偟膩碚f，通過飼養(yǎng)水給藥是益生菌在鱈魚養(yǎng)殖中最有益的給藥方式。從大黃魚中分離出的地衣芽孢桿菌不僅顯著降低了氨化水平，而且還降低了廢水中未充分利用的飼料中的淀粉和蛋白質(zhì)，再一次驗(yàn)證了益生菌的強(qiáng)大作用[24]。

干酪乳桿菌BL23和鼠李糖乳桿菌20300可在以106 cfu/mL連續(xù)沐浴21 d或35 d后顯著增加斑馬魚重量（P<0.05）。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，活菌BL23（106 cfu/mL）連續(xù)浸浴斑馬魚幼體治療14 d或28 d可導(dǎo)致體重顯著增加。發(fā)現(xiàn)有活力的BL23參與了斑馬魚PPAR信號(hào)通路的調(diào)節(jié)、氨基酸代謝、脂肪酸代謝、固醇激素合成等，并促進(jìn)了斑馬魚的生長(zhǎng)發(fā)育。在進(jìn)行維氏氣單胞菌攻毒實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)BL23能夠抵抗氣單胞菌的入侵，并且調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，從而增加免疫性能，提高成活率[25]。

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（收稿日期：2021-01-21）