益生菌在水产养殖中的作用和应用

2024-12-29 00:00:00王雪王海赵莹
南方农业·下旬 2024年11期

摘 要 水产养殖中抗生素的大量使用会导致水产养殖动物产生耐药性和药物残留,致使机体肠道内菌群失调,不利于水产养殖动物生长和发育,影响水产养殖业健康发展。在水产养殖中应用益生菌不仅可以提高水产养殖动物的生长速率、增强免疫力,而且可以净化养殖水质。为促进益生菌在水产养殖中的应用,概述益生菌的概念和常见益生菌种类,并从改善水质、提高水产养殖动物免疫力、增强水产养殖动物消化吸收能力等方面介绍益生菌在水产养殖中的作用,同时阐述益生菌在鱼类养殖和虾类养殖中的具体应用。

关键词 益生菌;水产养殖;应用价值

中图分类号:S963.21 文献标志码:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.22.005

近年来,随着生活水平的提高,人们对水产品的数量和品质要求越来越高,水产养殖方式由传统的粗放型养殖变为集约化、高密度养殖,但仍存在病虫害频发、水产动物免疫力下降、养殖水环境污染等一系列问题。为防治水产养殖动物疾病、改善水产养殖动物体质及增加水产品产量,养殖户会在饲料中大量添加抗生素。但大部分抗生素不能被水产养殖动物机体消化吸收,一部分抗生素残留在水产养殖动物体内,影响食品安全,还有一部分抗生素随着水产养殖动物粪便排泄残留在水体中,造成养殖水环境中抗生素污染[1]。对此,急需采用生态学方法改善水质,增强水产养殖动物免疫力,避免滥用抗生素药物,发展绿色无公害优质水产养殖业。在这样的背景下,益生菌凭借其安全、无污染、效果显著等特点,开始受到人们的广泛关注。研究益生菌在水产养殖中的作用和应用,对促进水产养殖业高质量发展,保障水产品供给具有重要的现实意义[2]。

1 益生菌的概念和常见益生菌种类

1.1 概念

PARKER在1974年提出了益生菌的概念,将其定义为能够促进和调节肠道微生物平衡的生物体[3]。2001年,联合国粮食及农业组织和世界卫生组织将益生菌重新定义为“一种对宿主健康有积极作用的活性微生物”。例如,益生菌能够改善水产养殖动物肠道内的菌群结构,调节养殖生态环境,改善水质,增加水产品产量。

1.2 常见益生菌种类

1.2.1 光合细菌

光合细菌又被称为光养细菌,是地球上存在的较为古老的微生物之一,光合细菌能够在光照无氧的条件下进行光合作用。有很多生物学特性,如固氮、产氢、固碳等降解有机物和无机盐的能力,并且有很强的生命力,其所需的营养物质较少,繁殖速度快,无毒无害,且含有丰富的蛋白质和维生素,对水质有良好的净化作用[4-5]。光合细菌广泛分布在海洋、湖泊、河流、沼泽中。自20世纪60年代,光合细菌在污水处理和饲料添加剂等方面的广泛应用逐渐成为重点研究课题。

1.2.2 乳酸菌

乳酸菌是一类厌氧或兼性厌氧的革兰氏染色阳性菌,主要有乳杆菌属、链球菌属及明串珠菌属等,可发酵碳水化合物(主要是糖类)[6]。乳酸菌不耐高温,当温度高于65 ℃就会死亡,适合其生长的温度为37 ℃

左右。乳酸菌耐酸,可在pH值为3.0~6.5的酸性条件生存[7]。乳酸菌作为优势菌群存在于健康人体和动物的肠道中,保持着肠道微生态平衡和机体正常运行。当水产养殖动物机体肠道内含有大量乳酸菌时,乳酸菌会通过一系列反应生成有机酸,改变肠道环境,降低部分适合在弱碱性条件下生长的细菌的活性,抑制其生长和繁殖,从而使机体自身免疫功能增强,消化吸收能力也有所提高。

1.2.3 酵母菌

酵母菌是一类单细胞真核微生物的总称,含多种细胞结构,如细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质及线粒体等,是较为高级的微生物,细胞形态各异,以球形、卵形较为常见,有些还显现出柠檬形或者尖形等[8]。酵母菌不耐热,适宜在弱酸性的环境下生存,属于兼性厌氧菌。酵母菌种类丰富,目前使用较多的是酵母属,包含酒酿酵母和葡萄汁酵母[9]。酵母菌适应性较强,在自然界中广泛存在。酵母菌在水产养殖中可用作饲料蛋白源代替鱼粉,不仅能节约成本,还能达到净化水质的目的。

1.2.4 硝化细菌

硝化细菌是一类好氧性细菌,属于原核生物,包括亚硝酸菌和硝酸菌,在氮循环和水质净化中具有关键性作用。硝化细菌可在氮循环中将亚硝酸盐转化为硝酸盐,减少水中的有害物质,提供充足的氮源供浮游植物生长,有助于产生有益藻,为水产养殖动物提供大量的天然饵料[10]。在水产养殖方面,硝化细菌一般和其他细菌同时使用。有学者研究发现,硝化细菌能使水体pH值维持在一定范围内,并且通过改善水质和加快底泥物质的交换速度,减少有机废物的堆积。

2 益生菌在水产养殖中的作用

2.1 改善水质

在水产养殖中,水质主要受残余饲料和粪便的影响,二者长期在水体中积累,对养殖水环境造成污染。而分解有机废物需要大量的氧气支持,导致水体中含氧量降低,氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐含量升高,病原微生物大量繁殖,使水质严重恶化。益生菌可通过氧化、硝化、固氮等反应,快速降低养殖水体中氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐含量,并降解残余饵料等大分子有机物,起到净化水环境的作用。罗杰等通过试验发现,复合益生菌AQ菌和EM菌不仅有助于促进大海马幼鱼发育,而且可使水体中氨氮和亚硝氮的含量分别降低51.9%和68.3%[11]。邓斌在养殖草鱼的水体中添加了施氏假单胞菌,9 d后,发现水体中亚硝酸盐、氨氮、总氮及化学需氧量等相关指标均下降[12]。

2.2 提高水产养殖动物免疫力

水产养殖动物大多是低等脊椎动物,自身的免疫系统不成熟,因此可采用添加益生菌的形式来增强水产养殖动物对细菌的免疫能力,预防水产养殖动物发病。水产养殖动物食用含有益生菌的饲料后,益生菌会在水产养殖动物肠道内存活,调整肠道内微生物菌群的种类和数量,从而作用于免疫细胞,提升淋巴细胞和吞噬细胞的活性,调节免疫平衡。益生菌也能产生杀菌物质,如铁载体和细菌素等,对常见的病菌有显著的抑制作用。刘龙镇等研究了不同形态的复合益生菌对凡纳滨对虾生长、免疫力和抗病能力的影响,发现固体复合菌发酵物和复合菌酶制剂可改善凡纳滨对虾的生长性能及增强凡纳滨对虾抵抗病毒的能力[13]。

2.3 增强水产养殖动物消化吸收能力

研究发现,一些益生菌在进入水产养殖动物体内后,能够影响水产养殖动物肠道通透性和神经系统,进而调节水产养殖动物食欲,促进水产养殖动物生长,提高饲料的利用率。此外,益生菌自身含有许多微量元素,有益于促进水产养殖动物生长和发育。部分益生菌在进入水产养殖动物肠道后会有乳酸生成,降低水产养殖动物肠道内的pH值,使肠道内维持酸性环境,从而促进水产养殖动物对微量元素的吸收,有利于保障水产养殖动物健康生长。邢宪利等在饵料中添加复合益生菌投喂大菱鲆,发现益生菌提高了大菱鲆进食量、生长速度和饲料转化率,降低了养殖成本[14]。

3 益生菌在水产养殖中的应用

3.1 益生菌在鱼类养殖中的应用

高凤翔等研究了复合益生菌对大菱鲆幼鱼生长和消化酶的影响,发现添加了益生菌的饲料能促进大菱鲆幼鱼生长,增强大菱鲆幼鱼消化酶的活性,同时复合益生菌的投喂效果要优于单一投喂效果[15]。李凌志在鳜鱼的养殖中向水体中添加了光合细菌,5 d后,水体中的溶解氧含量增加,氨氮含量、亚硝酸盐含量、硫化氢含量、饵料系数下降,提高了鳜鱼成活率[16]。黎建斌等在罗非鱼的养殖中,通过在饵料中添加沼泽红假单胞菌,得出当按照5%的比例加入5×109个·mL-1沼泽红假单胞菌时,罗非鱼的消化吸收率和产量大幅提升[17]。夏汉钦用添加了热灭活益生菌的饲料投喂石斑鱼,结果表明热灭活益生菌提高了石斑鱼的增重率[18]。

3.2 益生菌在虾类养殖中的应用

张玲通过试验发现,将乳酸菌以浸浴和口服的方式喂食中国明对虾和日本囊对虾,可有效调节虾肠道内的微生物结构,提高虾的成活率,同时增强其对白斑综合征等疾病的免疫能力,并改善养殖水质[19]。朱光来等研究了复合益生菌对罗氏沼虾的影响,发现投喂含有复合益生菌的饲料12周后,复合益生菌的质量占饲料质量的2%或3%时效果最好,可有效改善虾肠道内的菌群结构和生长指标,同时提高虾的成活率[20]。樊英等研究了添加益生菌和抗生素对凡纳滨对虾自身免疫能力和肠道菌群的影响,发现养殖14 d后,添加0.5%的益生菌制剂可提高凡纳滨对虾的免疫酶活性,同时有助于调节肠道菌群结构[21]。

4 结语

益生菌在水产养殖中的应用符合绿色、健康、可持续的发展趋势,在水产养殖行业中发挥着关键性的积极作用。使用益生菌不仅能提高水产养殖动物的饲料利用率,调节其消化和吸收能力,还能通过改善水产养殖动物肠道内菌群结构,增强机体免疫力,预防疾病。此外,使用益生菌可以减少养殖水体中有机废物的含量,起到净化水质的作用。然而,尽管很多学者对益生菌在水产养殖中的应用做了大量的基础研究,但仍存在一些问题,如对益生菌的详细作用机理研究没有落实到分子等细微的层次;对于水源性益生菌种类的选择不够丰富,功能完善、适应性强的益生菌较少;对于益生菌应用技术推广还没有相关机构给予支持等。上述问题都需要在当前益生菌在水产养殖中的应用研究基础上进行进一步探究和解决。

参考文9x4Eo5/tYHgIghIEx74tFdm5k46c6Fm16HaW7FfYouE=献:

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(责任编辑:张春雨)

作者简介:王雪(1994—),硕士,工程师,主要从事水产品检测。E-mail:2641037975@qq.com。