水产健康养殖微生态制剂研发及产业化

章程

摘要：作为天然环保制剂，微生态制剂具有无耐药性、无药物残留、无毒副作用等优势，在水产养殖领域的应用较为广泛，为更好满足水产健康养殖发展需要，近年来微生态制剂相关的理论研究和实践探索大量涌现。本文结合水产健康养殖需要，深入探讨微生态制剂研发要点、微生态制剂产业化路径，希望能够给相关从业人员以启发。

关键词：水产健康养殖;微生态制剂;产业化

中图分类号：S963        文献标识码：A

近年来微生态制剂在我国水产健康养殖领域的应用范围逐渐扩大，如作为水质改良剂、饲料添加剂。但结合实际调研可以发现，国内在微生态制剂的研发及产业化方面仍存在不足，为尽可能改变现状，正是本文围绕水产健康养殖微生态制剂研发及产业化开展具体研究的原因所在。

1  研发要点

1.1  筛选优化菌种

基于水产健康养殖需要，微生态制剂研发需要从筛选、优化菌种入手，首先关注安全性，之后考虑高效性、功能性、易培养、稳定性，这一过程可结合肠道免疫保护论、微生物拮抗论等微生态制剂作用机理，如结合图1所示的微生物与肠道黏膜免疫应答简略图开展研究。一般情况下需保证微生态制剂菌种对水产动物本身安全，属地化和同源性的菌种来源、菌种竞争力、低pH值环境下活力、功能明确程度、获取难度、作用机理等方面同样需要得到重視。基于水产动物本身安全考虑，需关注菌种毒副作用和病原性，做好菌株、菌种的抗性基因存在情况评价，同时关注其基因的毒力因子及是否产毒，如在基因识别等环节发现基因存在编码毒力因子，需针对性开展细胞毒性试验等表型实验，同时应保证筛选得到的菌株、菌种不会与病原微生物杂交;基于属地化和同源性的菌种来源考虑，应重点选择宿主对应土著菌群，可以从水产养殖环境或水产动物肠道分离得到菌种，同时以原有性能不变为原则，避免排斥作用产生，在益生功能最大程度发挥的同时还需要保证微生态平衡。通过本地分离获得菌种可保证其受到的外来干扰降到最低;基于pH值环境活力进行考虑，需保证菌种在胆汁酸、有机酸、无机酸等环境下存在较强活力，同时需设法在宿主肠道内稳定定植，菌种产生的过氧化氢、乳酸等抑制病原菌物质能力也需要得到重视;考虑获取难度，需保证菌种获取难度较低且适合工业化生产，如能够在饲料中稳定存在，菌种在高温、高湿高压条件下加工后的存活率也需要得到保障[1]。

在筛选水产健康养殖微生态制剂菌种的过程中，需要首先进行相关研究背景资料收集，获得菌株后评估其安全性和致病性、有效性和功能性，同时需要评估其抑制外源致病菌株的能力，明确菌株发酵特性和商业价值，最终建立产品质量标准。菌种筛选需要重点关注风险评价与安全性分析，菌种与宿主肠道环境的适应性也能够得到重视，考虑胰蛋白酶、胆盐等因素影响。对于加工过程中涉及的干燥、运输处理来说，需考虑加工过程中的水产微生态制剂死亡情况。通过筛选、优化菌种可以确定，水产养殖动物患疾预防适合选择产乳酸类细菌，如片球菌、乳杆菌、双歧杆菌，水产动物饲料利用率及生长速率提升适合选择酵母菌、芽孢杆菌。在具体实践中，有益菌菌株、菌种不仅可以从水产动物及水体环境中培养和分离，还可以考虑对微生物中有害或无益基因通过生物学手段剔除，或在微生物基因中插入整合抗酸、耐高温等功能基因，新的菌株、菌种可由此获得，这对宿主体内的菌株、菌种存活及饲养过程中各类负面影响抵御能够带来积极影响。值得注意的是，菌种的基因改造或突变存在一定风险，因此需要严格开展检测和控制工作[2]。

1.2  复合菌种搭配

为实现更有效水产健康养殖微生态制剂研发，还需要关注复合菌种搭配，这是由于缺乏协同互补多种有益菌的单一菌种微生态制剂往往在使用效果方面存在不足，在不同环境下的应用效果差异显著情况也较为常见。复合菌剂在适应不同宿主和环境方面表现突出，在提高食物转化率、促进生长方面也具备更突出表现，同时能够更好服务于疾病预防。水产健康养殖微生态制剂研发中的复合菌种搭配需要充分结合水产动物肠道菌群状态、生理状态、年龄阶段、具体种类，由此优选配方组合，保证不同益生菌作用的优势互补、充分发挥，一般需要做到兼性厌氧菌和厌氧菌共存。复合菌剂组合优化需得到配伍试验支持，具体涉及制备种子菌液、初筛、配伍筛选等环节，具体筛选需首先确定一种物质含量和一种菌种，以此开展配伍试验，保证复合菌种搭配效果。

1.3  发酵工艺应用

微生态制剂研发还需要科学应用发酵工艺，包括固体发酵、液体深层发酵等工艺。围绕固体发酵进行分析可以发现，该工艺存在菌量大、酶系丰富等优势，但同时存在机械化程度不高、发酵不均匀、生产周期长等缺点，因此该工艺应用需要聚焦检测手段及设备的升级。围绕液体深层发酵进行分析可以发现，该工艺在完成菌体发酵后可直接进行微生态制剂生产，也可以进一步开展干燥、吸附、浓缩等加工。对于多数微生物来说，该工艺能够提供最适宜的液体悬浮状态，这对运输、控制、检测、优质产品产出均能够带来积极影响，但同时存在的菌株芽孢活力低等缺陷不容忽视。相较于固体发酵工艺，液体深层发酵工艺的技术更成熟、应用更广泛，为进一步优化该工艺可从菌株处理保护手段及发酵条件入手。考虑到上述两种发酵工艺均存在一定优缺点，因此可考虑结合两种工艺，如大量菌体由液体深层发酵生产，固体发酵罐负责开展固体发酵，这种工艺能够在一定程度上兼顾固体发酵和液体深层发酵优点，但由于转移过程容易染菌且菌体生长容易受到状态过渡影响，因此必须谨慎选择不同发酵工艺研发水产健康养殖微生态制剂[3]。

2  产业化路径

2.1  建立菌种筛选、生产规范

为更好研发水产健康养殖微生态制剂并实现产业化发展，需关注菌种筛选、生产规范的建设，在科学规划的产品标准支持下，产品质量能够得到保障，产业化面临的难关可由此更好打破。菌种属于微生态制剂的核心，其产品质量直接受到菌种筛选成果影响，因此必须结合菌种筛选需要，完成标准筛选过程建立，这一过程不仅需要考虑菌种安全，菌种的抗逆性、稳定性、种属、来源也需要设法规范。微生态制剂对研发和生产存在较高要求，这使得很多企业在高质量微生态制剂研发和生产方面存在能力欠缺，产品质量不稳定情况较为常见。因此水产健康养殖微生态制剂产业化发展应聚焦政府与市场的合作，通过出台产品标准及生产技术规范，实现对微生态制剂市场的规范，微生态制剂产业化发展基础可同时夯实。

2.2  编制生产技术规程

为更好实现水产健康养殖微生态制剂产业化发展，还需要关注生产技术规程的编制。在生产加工微生态制剂的过程中，高压、高温、高湿等因素往往会大量导致益生菌类死亡，这一技术难题必须在微生态制剂产业化发展中解决，否则微生态制剂在具体应用中将出现效价不明、效果差问题。为应对生产加工过程的高压、高温、高湿因素，近年来相关理论研究和实践探索大量涌现，低温膨化技术、微胶囊包埋技术、喷涂工艺、耐高温高湿菌株筛选等均属于其中代表，这类工艺或方法在成本、技术难度、作用效果方面的差异明显。因此，必须聚焦微生态制剂生产技术规程编制，为产业化发展提供依据，保证微生态制剂更好服务于水产健康养殖。

2.3  构建效果评价技术体系

对比抗生素等化学药品和微生态制剂可以发现，本文研究的微生态制剂在环境友好方面表现突出，且存在防重于治特点，但这些特点对微生态制剂产业化带来的一系列影响必须得到重视。由于水产健康养殖中的“防”无法体现立竿见影效果，本身属于持续过程，考虑到显著效果无法在短时间内获取，必须设法解决微生态制剂的促进水产养殖作用评价问题。结合实际调研可以发现，现阶段部分企业在微生态制剂生产中存在通过死菌数冒充活菌数、缺乏产品评价资质等问题，这使得微生态制剂的供给侧缺乏可靠、有效数据支持，很多水产养殖户受此影响质疑微生态制剂的应用效果。为更好实现微生态制剂产业化发展，解决上述问题，相关企业的改革升级极为关键，考虑到现阶段统一标准的缺乏，企業需要聚焦自身生产技术提升和品牌形象打造，这关系着产品的市场竞争力和自身可持续发展。政府、企业和水产养殖户还应共同开展水产微生态制剂使用效果评价体系建设，以此为微生态制剂产业化发展、行业发展提供支持[4]。

2.4  聚焦生产加工技术升级

在水产健康养殖微生态制剂的生产加工过程中，涉及的技术较为多样，常用技术包括低温膨化技术、微胶囊包埋技术、后喷涂工艺等。为实现微生态制剂加工过程中菌株及热敏物质损失的控制，耐高温菌剂、微囊化处理等方法近年来的受关注程度不断提升，但同时带来的成本提高问题也开始引起业界重视，这使得在成本方面具备优势的真空后喷涂技术更多应用于微生态制剂生产加工。基于压力差，真空后喷涂技术可通过表面抽真空处理成型饲料，同时在饲料表面通过压力差实现微生态制剂喷涂。真空后喷涂技术可保证饲料颗粒内部渗入微生态制剂，配方失真等问题能够有效解决，技术应用实现的饲料颗粒内部空气抽出也使得微生态制剂效果更好发挥。通过在微胶囊中包裹微生态制剂，微囊化包囊技术可实现活菌存活时间延长及活力保持，该技术同样能够为微生态制剂作用发挥提供支持，这使得该技术属于最有效、最实用的益生菌活力保持技术，在水产健康养殖微生态制剂生产加工技术升级领域的应用价值极高，理应得到业内人士重视。

3  结论

综上所述，水产健康养殖微生态制剂具备广阔发展前景。在此基础上，本文涉及的编制生产技术规程、构建效果评价技术体系、聚焦生产技术加工升级等内容，则提供了可行性较高的微生态制剂研发和产业化路径。为更好满足水产健康养殖需要，科学使用技术规范的针对性编制、基因工程技术的科学应用等方面同样需要得到重视。

参考文献

[1]李顺，刘宁，张玉玲. 微生态制剂在加州鲈养殖中的应用[J]. 水产养殖，2021，42（09）：54-55+58.

[2]肖艳. 微生态制剂在水产养殖中的应用及存在的问题[J]. 渔业致富指南，2021（14）：12-18.

[3]严正凛，刘瑞义，陈珍赐，等. 海水池塘养殖水质的微生态制剂调控技术[J]. 黑龙江水产，2021，40（03）：49-50.

[4]植石全，李晓阳. 含灭活嗜酸乳杆菌和枯草芽孢杆菌的微生态制剂对罗曼粉蛋鸡生产性能及粪便含水率的影响[J]. 饲料博览，2021（03）：8-11.