几种常见水产养殖益生菌的应用研究现状及展望

郭同旺，周书洪，郑守伟，吕志敏，张云泽，李炳乾，辛乃宏

(1.天津市滨海新区北塘街农业服务中心, 天津 300453；2.天津市滨海新区塘沽水产技术推广站，天津 300450；3.天津市滨海新区茶淀街产业发展服务中心，天津 300480；4.天津市海发珍品实业发展有限公司，天津 300452；5.中盐工程技术研究院有限公，天津 300450)

近三十年来，我国水产养殖迅猛发展，养殖方式由粗放向精养发展，但随着单位水体养殖密度越来越高，养殖水域环境污染不断恶化，水产养殖病害的发生越来越频繁，因病害造成的水产养殖损失重大[1]。细菌性疾病是水产养殖常见的一类疾病，使用抗生素是控制细菌性病害的常见措施，但抗生素过度使用带来了许多副作用，如：抗生素使病菌产生耐药性；抗生素会干扰养殖环境中有益微生物菌群的正常生长繁殖，引起养殖环境中微生态失调；抗生素残留富集在生物体内，对人体健康构成危害等。水产健康养殖中，健康管理和病害控制技术是病害防控的关键技术，以益生菌调控为主的病害防控模式已成为水产病害防控的重要技术手段之一[2]。水产养殖益生菌调控技术，是在微生物技术理论指导下，利用从养殖动物体内或其生活环境中分离出来的有益微生物，通过抑制病原微生物的生长，提高养殖对象自身的免疫力，维持养殖环境的微生态平衡，来调控养殖动物肠道或养殖环境微生态的生物控制技术，它具有无毒副作用、无污染、无残留和低成本等特点。关于益生菌在水产养殖的应用研究进展已有多人做过相关论述，并从益生菌种类、作用机理、应用研究等方面进行了总结[3-5]。文章将从几种常见的水产养殖益生菌着手，介绍其在水产养殖方面的应用研究进展，并对今后的益生菌研究进行了展望。

1 几种常见水产养殖益生素应用研究现状

1.1 光合细菌

1.2 酵母菌

酵母菌是一类单细胞真核微生物的统称，水产养殖中常用的酵母主要为啤酒酵母、海洋酵母和饲料酵母。酵母细胞营养丰富，其中蛋白质含量高达46%～65%，且含有动物必需的多种维生素和微量元素，如烟酸、叶酸、维生素B和胆碱等。酵母在水产养殖中主要用于饵料生物培养及营养强化、替代饲料蛋白源、净化水质、抑制病害等[13]。在轮虫等生物饵料培养过程中，酵母可以作为一种易获得、低成本的饵料广泛应用[14]。利用酵母菌发酵劣质鱼粉，可明显提高鱼粉粗蛋白和酸溶蛋白的含量[15]。在鱼虾饲料中用酵母替代部分鱼粉，对虾和鱼成活率和产量均有提高，饵料系数也有下降[16]。在鲑鱼饲料中添加海洋红酵母，可以改良蛙鱼的肌肉品质和体表外观色泽[17]。在对虾饲料中添加饲料酵母，可促进对虾的生长，提高饲料中蛋白消化率，在对虾体长6 cm～7 cm阶段，投喂饲料酵母菌的虾体体长和体重分别比对照组提高7.9%和8.2%，饵料粗蛋白消化率提高8.73%；在虾体长9 cm～10 cm阶段，投喂饲料酵母菌的虾体体长和增重分别比对照提高55.6%和12.7%，饵料的粗蛋白消化率提高3.36%[18]。在牙鲆饵料中添加重组酵母菌，可显著提高牙鲆的增重率，添加0.75%的重组酵母菌可使牙鲆的增重率提高53.3%，而且鱼体血清中生长激素的平均含量也随着重组酵母菌投喂剂量的增加逐渐增高[19]。在异育银鲫养殖中，投喂添加0.3%硒酵母的饵料，可以使异育银鲫肠道、肝胰脏淀粉酶分别提高84.2%和163.9%[20]。在宝石鲈基础饲料中添加0.3%的海洋红酵母(Rhodotorulamucilaginosa)，能够显著提高宝石鲈个体质量、增重率、特定生长率、肝体比和肥满度[21]。在凡纳滨对虾饲料中添加0.025%海洋红酵母，可显著提高凡纳滨对虾增重率、饵料系数和特定生长率[22]。海洋红酵母已广泛应用于海参苗种培育，幼参投喂含107个/g的海洋红酵母饲料，能显著提高幼参的特定生长率[23]。

1.3 乳酸菌

乳酸菌是一类能够利用可发酵性碳水化合物产生大量乳酸的无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称，包含乳杆菌属(如嗜酸乳杆菌)、链球菌属(如粪链球菌)、名串珠菌属(如乳酸明串珠菌)、双歧杆菌属(如长双歧杆菌)、片球菌属(如戊糖片球菌)等[24]。乳酸杆菌属和链球菌属作为常见的肠道微生物，其应用历史最早，制剂种类也较多，在美国应用的微生态制剂中57%含有乳酸杆菌属菌种，46%含有链球菌属菌种。乳酸菌在水产养殖可以用于水产动物机体调节、养殖水体调节等[25]。乳酸菌作为饲料添加剂在水产饲料中应用可以提供饲料营养，促进饲料营养物质的吸收；可以抑制病原菌，调节养殖动物肠道微生态平衡；可以增强免疫力，提高养殖动物的抗病能力；可以吸附霉菌毒素，减少毒素危害[26]。大量研究表明胃肠道的乳酸杆菌是维持健康所必需的，水产动物肠道中的正常乳酸菌群有菌乳杆菌、链球菌、嗜柠檬酸明串球菌等，能有效地抑制大肠杆菌、沙门氏菌的生长。干酪乳杆菌(Lactobacilluscasei)和植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)代谢过程中能够产生有机酸，对水产动物常见病原菌嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophila)形成一定的抑制[27]。副干酪乳酸菌(Lactobacillusparacasei)可以对4株致病弧菌形成显著抑制作用，36 h时的副干酪乳酸菌上清液对创伤弧菌、哈维氏弧菌、副溶血弧菌的抑制率大于95.42%[28]。从健康斜带石斑鱼肠道中分离出粪肠球菌、乳酸片球菌和乳酸乳球菌具有广谱抑菌性，并且对绝大多数抗生素有耐药性[29]。将从糟粕醋中筛选出的两株乳杆菌分别添加到石斑鱼或凡纳滨对虾饲料中，棕点石斑鱼的非特异性免疫力、抗病力和凡纳滨对虾的生长、免疫力均得到提高[30]。

1.4 芽袍杆菌

2 水产养殖益生菌应用研究展望

2.1 通过益生菌的定植机制和环境影响因素研究，增强益生菌的有效性

益生菌要在水产养殖中发挥作用，需要其在宿主体内或环境中定植，通过快速繁殖建立起优势菌群，从而改善宿主肠道菌群或环境微生物结构。在水产动物肠道内或养殖环境建立微生物菌群是非常复杂的，研究益生菌的定植机制以及环境条件对其定植和繁殖的影响，通过定植机制调控和环境条件控制，实现水产养殖有益微生态的快速建立，将是今后水产益生素应用方面的重点研究内容之一。

2.2 通过益生菌的功能性和地域性菌株研究，增强益生菌的针对性

根据不同种类的水产动物消化系统和环境特点，研究益生菌的生物特异性，有针对性地用于不同的水产动物和养殖环境，增强益生菌的针对性。用于肠道调控的益生菌应由健康动物体内分离出的优势菌，它较易在肠道内定植，不会产生副作用。应用于水环境调节的益生菌，尽量从当地健康的养殖环境中分离得到，尽量使用土著菌种，这样的菌种更适应当地环境和气候，更容易形成优势菌群。如：使用从海南热带海洋分离的两株土著乳酸菌的池塘，比使用市售复合乳酸菌的池塘，养殖的凡纳滨对虾表现出更低的饵料系数和弧菌胁迫死亡率，以及更高的增重率、特定生长率、成活率[38]。

2.3 研究益生菌在饲料中添加技术，增强饲料添加剂益生菌的活性

用作饲料添加剂的益生菌，必须考虑饲料加工过程对益生菌活力的影响。加工过程中的高温高压会造成益生菌活力下降或丧失，如：酵母菌在70 ℃制粒过程中活力损失超过99%，乳杆菌在60 ℃以上就全部丧失活性[39]。饲料的保存时间，水分含量以及饲料中的矿物质，不饱和脂肪酸等也影响益生菌活力，肠道内的pH值以及环境条件也会影响益生菌活力。通过现代基因技术使单个菌株的作用向多元化方向发展，培育出高耐受力，高活性等多重作用的基因工程菌，如将芽胞中的芽胞移植到无芽胞的乳酸菌属上，使之变成耐高温的菌种。运用微囊化或是用包埋的技术，可有效地减少由于加工高温、机械操作等原因引起的菌种失活。同时，根据菌株的不同特性，加工成不同的剂型，开发生产适宜不同动物、不同生长阶段、针对性强的益生菌产品，将成为今后益生菌应用方面的重点研究内容之一[40]。

2.4 加强复合益生菌的研发，增强益生菌的功能多样性

将两种或两种以上的不具拮抗作用的益生菌混合制成复合益生菌，各菌株通过功能上的协同互补，其作用比单一菌株更明显，复合益生菌的研究在水产养殖业已受到广泛重视[41]。如：含有光合细菌和枯草芽孢杆菌的复合菌比单一菌株作用更显著，复合菌水体中CODMn的去除率最高达44.98%，最高增氧率为27.9%，氨氮去除率最高达78%[42]。研究表明肠源芽孢杆菌复合菌比单一的肠源芽孢杆菌在增强黄鱼的机体免疫机能方面表现更好[43]。

3 结语

随着国内绿色水产养殖的发展，益生菌在水产养殖中日益体现出其重要作用，对益生菌的有效性、针对性、多样性提出了更高的要求。筛选特定功能的菌种，利用现代生物技术不断提升益生菌产品的功能，针对性的使用益生菌产品，在水产养殖中建立持续、稳定、安全的微生态系统，是水产养殖研究领域开展益生菌研究和应用的重点工作。