常見益生菌在魚蝦類養殖中的應用研究進展

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殖中應用的益生菌的種類及其產物，并且簡單介紹一下益生菌的營養價值以及其在魚蝦類養殖中的優勢。參考益生菌在魚蝦類養殖中相關研究的相關文獻，再一次驗證了益生菌在魚蝦類養殖中的重要作用，并對益生菌在水產中的發展應用提出了展望。

關鍵詞：益生菌;魚類養殖;蝦類養殖;應用

隨著時代的發展和進步，綠色健康養殖已經成為發展趨勢。水產養殖行業對于漁藥的監管也越來越嚴格。抗生素類藥物已經對蝦類養殖業造成了很大的副作用，過度使用抗生素藥物一方面細菌耐藥性會增加， 使一些耐藥性強的細菌過量繁殖造成微生物的生態失調，進而產生二重感染[1];另一方面，抗生素會在蝦類體內殘留， 人們長期食用這類蝦會在體內積累，影響健康。因此，需要采用生態學方法調節水質，提高蝦類免疫力，避免漁藥的濫用，開展對蝦產業無公害健康綠色生態高質量養殖，為實現這一目標，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，又名微生態制劑、活菌劑等;其實質是運用現代微生態學基本技術原理，經過一系列篩選，篩選出所需要的目標微生物或篩選出能夠對微生物生長有促進作用的有益微生物制成的生物制品[3]。微生態制劑能夠抑制有害藻類的生長，補充有益藻類， 提高動物代謝能力、飼料的消化吸收能力和增加水產養殖動物免疫功能，提高應激抗病能力， 具有調節水質，改善養殖生態環境， 保持水體平衡，提供營養物質的功能。

1.2 常見的幾種益生菌

1.2.1 光合細菌 光合細菌在魚蝦類養殖中較為常見，其實質是革蘭氏陰性細菌，在湖泊、河道、海洋，以及泥土中均廣泛分布。一方面，光合細菌本身就含有豐富的營養物質，尤其是蛋白質，經檢測其含有的蛋白質含量在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用。除此之外，水體中的一些有害物質（如有機物、硫化物、氨等物質）可以作為光合細菌的供氫體兼碳源，光和細菌可利用有害物質促進光合作用，在水質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、空氣和動物腸道中廣泛發現。它是一種可以產生抗性孢子的革蘭氏陽性細菌，是一種嚴格的需氧或可滲透的厭氧莢膜細菌。一方面，它可用作飼料添加劑，可以在水生動物的腸道中復制和分泌某些蛋白酶、脂肪酶等，并產生一些水生生物生長所需的氨基酸，很大程度上降低了餌料系數，節約了飼料成本;在水生生物體內繁殖的有益菌還能抑制有害細菌，減少疾病的發生，提升免疫力。另一方面，芽孢桿菌自身具有穩定性，不會產生有害物質，能夠分解過量的飼料，以及分解底質中過多的營養物質，防止底泥營養過剩導致水體富營養化，有效凈化水質[5]。

1.2.3 乳酸菌 乳酸桿菌是無孢子的革蘭氏陽性細菌，可發酵碳水化合物（主要是糖），可用于生產大量的乳酸。乳桿菌屬 （如嗜酸乳桿菌） 、鏈球菌屬 （如糞鏈球菌） 、雙歧桿菌屬 （如長雙歧桿菌） 等都是其重要的種類[6]。乳酸菌可以產生多種酶，如脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶等。它可以將難以在體內消化的高分子物質（蛋白質等）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、葉酸和煙酸等營養物質。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生的抗營養因子，從而提高飼料利用率并可能降低飼料系數，節約成本[7]。另一方面，乳酸菌菌群在養殖生物腸道中繁殖，既能改善腸道環境，調節平衡;又能抑制有害病菌，增加免疫力。

1.2.4 酵母菌 酵母是一類單細胞真核微生物的總稱，它具有相對復雜的細胞結構，是一種相對先進的微生物。在溫度為18～28 ℃， pH值為 4～6的環境下，最適宜酵母菌生長。一般為兼性厭氧， 在氧氣稀缺的情況下， 發酵酵母通過轉化獲得能量（糖→二氧化碳和乙醇）。酵母種類非常多，水產養殖中最常見的酵母是釀酒酵母、海洋酵母和飼料酵母[8]。酵母富含各種營養物質，不僅富含蛋白質，還富含維生素和礦物質。除此之外還含有許多輔酶類物質，如輔酶A、輔酶I和輔酶Q等。能夠調節腸道菌群，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紋紅球菌對虹鱒魚生長潛力以及胃黏膜和腸黏膜菌群結構的影響時得出了類似的結論，同時還得到了促進生長的作用。另外，酵母菌還能夠促進有機污染物的分解，對于凈化水質有一定的作用。

1.2.5 硝化細菌 硝化細菌是一類需氧性、自養型、原核生物細菌，包括亞硝酸鹽和硝酸鹽細菌。 生活在有氧水或沙子中對氮循環、水的凈化過程起著重要作用。 在水產養殖應用中，硝化細菌通常與其他細菌一起用于復雜的微生物制劑中[11]。在陳旭的研究中表明，硝化細菌對于水體中的pH值能起到穩定的作用，能夠降低水體中的氨氮和亞鹽。在養殖過程中，一方面由于養殖生物的高密度養殖，其排泄物以及其他小型動物尸體長時間的積累，容易造成底質的損壞。 另一方面，在養殖后期由于投餌量的增加，殘餌以及糞便也會增加，造成水質敗壞。水質敗壞極易引發一些疾病的發生。硝化細菌還可以通過加速水體與底泥沉積物中物質的交換來起到減少有機物積累，從而起到改善水體環境、凈化水質的作用[12]。

2 益生菌在魚類、蝦類養殖中的應用研究進展

眾所周知，綠色健康化生態養殖已成為大勢所趨，抗生素類藥物的使用會引起環境污染，使水產動物疾病的病菌增加抗藥性，這樣來說，生物產品有其獨有的優勢，不僅不會使生物產生抗藥性，它還具有凈化水質的作用。 這些益生菌中的一些也具有豐富的營養價值，在生物餌料方面也占有一席之地，有助于飼料轉化效率和體重增加，有很大的應用空間。在陳妍等[13]的表述中，提出了益生菌發酵中藥的重要作用，對于減少甚至替代目前新興抗生素方面具有重大意義。在提高飼料營養成分，對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，具有非常好的發展前景。

2.1 益生菌在魚類養殖中的應用研究進展

劉陽[14]有關地衣芽孢桿菌KL6對鯉魚生產能力和消化酶活性影響的相關報告發現，篩選的地衣芽孢桿菌具有高溫耐受性和強穩定性。將1%的KL6添加到飼料中喂養鯉魚，實驗數據發現增加了鯉魚消化酶的活性，提高了其生長性能，促進生長。

Lee等[15]以枯草芽孢桿菌WB60和植物乳桿菌KCTC3928作為添加劑對日本鰻的生長性能、免疫參數、腸道形態和抗病性研究中發現，食用枯草芽孢桿菌以107 cfu/g和108 cfu/g日糧喂養的魚的平均增重（WG），飼料效率（FE）和蛋白質效率比（PER）顯著高于其他實驗魚飼料飲食（P<005）。檢測到枯草芽孢桿菌以107 cfu/g和108 cfu/g飼料喂養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驗飲食的魚類（P<0.05）。腸道形態和組織學參數表明，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彭澤鯽生長、免疫等相關指標的影響，對比了活的和滅活的蠟樣芽孢桿菌對彭澤鯽的相關影響，結果顯示，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節腸道中胰蛋白酶等有益酶和減少脂肪酶等不利于營養吸收的酶來改善腸道的消化能力，進而增加對營養物質的吸收能力。除此之外，兩者均能對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，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抗氧化基因大量表達，通過調控Nrf2信號通路來抑制促炎細胞因子相關基因的表達。得到結論，益生菌-蠟樣芽孢桿菌的適量添加，無論在彭澤鯽生長性能方面還是腸道健康方面均有明顯的作用。

王帥等[17]用滅活的復合益生菌喂養牙鲆，與對照組相比，給予滅活益生菌粉末敷料的組對牙鲆的生長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對莫桑比克羅非魚的生長性能、免疫參數和血清、黏液中的抗氧化酶活性以及對嗜水氣單胞菌的抗性中[18]得出結論，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4周。可以明顯提高生長性能和抗氧化能力，增加免疫系數。在日糧中添加益生菌地衣芽孢桿菌Dahb1 107 cfu/g可以改善羅非魚養殖中的健康狀況和對嗜水桿菌的抵抗力。在Linh等[19]對琥珀魚的研究中發現，飼喂乳酸乳球菌K-C2促進了生長，降低了飼料消耗，提高了養殖琥珀魚的營養價值。

在羅非魚的養殖過程中，鏈球菌病通常會給養殖戶帶來巨大的損失，是個令人頭痛的問題。夏耕[20]的研究表明乳酸乳球菌JCM5805可以經過TLR7/TLR9-Myd88的途徑來調節IFNα免疫基因的表達，得到增加尼羅羅非魚機體免疫力，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對于促進尼羅羅非魚幼魚的生長，提高非特異性免疫力，提高腸道消化酶活性水平，并提高對無乳鏈球菌的抵抗力效果最好。在基因層面分析了腸道代謝組，顯示JCM5805與多種代謝通路酶的合成有關，其產生的活性物質形成的活性化合物表現出強的抑菌作用。對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。

董媛媛等[21]對羅非魚的相關研究表明，光合細菌能夠強化用葡萄糖作為有機碳源形成的穩定且高效的生物絮團。形成的生物絮團可適當的替代餌料，減少餌料成本。

在完全發酵的釀酒酵母對羅非魚的生長性能和免疫反應的影響這項研究中，將尼羅羅非魚（50.7 g±0.8 g）隨機分成三組。對照組以基礎飲食喂養，而其他兩組則以基礎飲食喂養輔以02%和0.4%的發酵酵母、釀酒酵母延長了2個月，在喂養試驗結束時，測量了氧化劑和抗氧化劑參數（丙二醛、過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶）及一些先天免疫學參數和免疫相關基因的表達，進行肝、脾、腎和腸的組織學檢查，結果顯示，兩種水平的釀酒酵母增強了吞噬活性、溶菌酶活性以及TNF-α和IL-1β的基因表達。因此，釀酒酵母可以提高尼羅羅非魚的生長性能和免疫力，增強尼羅羅非魚的抗病能力[22]。另一方面，在對鱈魚的研究中，對于幼魚給藥用藥方面，商業益生菌直接添加到含有鱈魚幼魚的水中，能夠上調生長相關蛋白和下調應激相關蛋白[23]。結果表明，鱈魚仔魚腸道中70%的微生物是由養殖用水接種這種益生菌所產生的。總的來說，通過飼養水給藥是益生菌在鱈魚養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，再一次驗證了益生菌的強大作用[24]。

干酪乳桿菌BL23和鼠李糖乳桿菌20300可在以106 cfu/mL連續沐浴21 d或35 d后顯著增加斑馬魚重量（P<0.05）。進一步的研究發現，活菌BL23（106 cfu/mL）連續浸浴斑馬魚幼體治療14 d或28 d可導致體重顯著增加。發現有活力的BL23參與了斑馬魚PPAR信號通路的調節、氨基酸代謝、脂肪酸代謝、固醇激素合成等，并促進了斑馬魚的生長發育。在進行維氏氣單胞菌攻毒實驗時，發現BL23能夠抵抗氣單胞菌的入侵，并且調節腸道菌群結構，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）