微生態制劑在水產養殖中的應用研究進展

解維俊 姜海濱

摘 要：近年來，水產養殖業的集約化、規模化發展導致抗生素的濫用，大部分細菌都產生了不同程度的抗性，更有甚者成為超級細菌，致使大多數抗生素失去作用，并且抗生素還有致癌、致畸、致突變等缺點，若長時間向水產養殖動物投喂，會間接危害人類健康。作為抗生素的替代品，微生態制劑具有凈化水質、促進水產動物生長等功能，且使用后無毒副作用、無污染、無耐藥性和投入成本低，給水產養殖業增加了不可估量的生態效益和經濟效益，符合當前可持續發展的綠色環保理念。該文主要從微生態制劑的發展歷史、基本特征、使用方式、作用原理、注意事項、存在不足、發展趨勢和展望等方面進行了闡述，并著重介紹了光合細菌作為水質改良劑和飼料添加劑在水產養殖中的應用。

關鍵詞：微生態制劑;益生菌;光合細菌;水產養殖;應用

中圖分類號 S963文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）22-0103-06

Application and Research Progress of Microecological Preparations in Aquaculture

XIE Weijun et al.

（Shanghai Ocean University， Shanghai 201306， China）

Abstract： In recent years， the intensive and large-scale development of the aquaculture industry has led to the abuse of antibiotics. Most bacteria have developed resistance to varying degrees， and even more have become super bacteria， rendering most antibiotics ineffective and causing cancer， Teratogenic， mutagenic and other shortcomings， if fed to aquaculture animals for a long time will indirectly endanger human health. As an alternative to antibiotics， microecological preparations have the ability to purify water quality and promote the growth of aquatic animals， and have no toxic side effects， no pollution， no drug resistance and low input cost after use， which adds immeasurable ecological benefits to the aquaculture industry And economic benefits are in line with the current green environmental protection concept of sustainable development. This article mainly narrates the development history， basic characteristics， use mode， principle of action， precautions， current deficiencies， development trends and prospects of microecological preparations in detail， introduces the use of photosynthetic bacteria as water quality improvers and feed additives.

Key words： Microecological preparations;Probiotics;Photosynthetic bacteria;Aquaculture;Application

1 我國水產養殖發展現狀和污染情況

我國水產養殖業自1980年起就處于世界前列的地位，至2018年，歷經40年，水產養殖產量翻了42倍[1]。1970—2017年間，隨著養殖技術的提升和普及，養殖魚類產品產量年均增長率（7.92%）遠大于捕撈魚類產品產量年均增長率（0.66%）[2]。根據《2019年中國漁業統計年鑒》報道，我國2018年水產養殖產量為4991.06萬t，捕撈產量僅為1466.60萬t，養殖產量和捕撈產量的比例高達77.3∶22.7[3]。漁業養殖的迅猛發展在給我國帶來了巨大經濟效應的同時，也給生態環境造成了巨大的壓力。據《第二次污染源普查公報》報道，我國2017年水產養殖業水污染物排放量為：化學需氧量66.60萬t，氨氮2.23萬t，總氮9.91萬t，總磷1.61萬t，這對于我國的糞污處理能力是一個很大的壓力[4]。由于近20年來中國池塘采用集約化養殖，投入了大量的餌、肥料以及大量的抗生素等魚藥，導致每年3億m3水產養殖廢水的排放，加劇了江河湖庫的富營養化和污染程度，導致我國七大水系50%河段不符合漁業水質標準[5]，海洋水污染現狀也不容樂觀。如果不加強對水產養殖水域環境污染的防治，將會影響我國漁業的可持續發展。除此之外，隨著抗生素的限制使用，尋找相應的替代品也是急需解決的問題。而微生態制劑作為一款新型生物制劑，具有凈化水質、改善魚類腸道細菌群、可以作為飼料添加劑等優點，近幾年來已被廣泛應用于水產養殖中。

2 微生態制劑在水產養殖中的研究

2.1 發展歷史 微生態制劑初期的研究是從“有益細菌”即“益生菌”開始的[6]。1965年，Liliy首次提出益生菌這一概念，特指某種微生物分泌的能促進其他微生物生長的物質[7]。隨后在1974年，Parker進行了修訂并將益生菌定義為：有助于腸道菌群平衡的微生物和物質[8]。1988年，Fuller將其再做修改并加以補充，他認為益生菌應當是活的微生物飼料添加劑，可以通過改善生物的腸道微生物平衡而對其產生有益影響，該定義相對科學且流傳最廣[9]。科技水平的快速發展帶動了人們對益生菌的深入研究，發現益生菌與生物之間的相互作用不僅僅存在與腸道，例如益生菌可作用于水體從而改善水生生物的生活環境。于是在2000年，Laurent對益生菌的定義做了進一步的修改補充，將益生菌定義為：能改善宿主相關或周圍微生物群落、能提高飼料營養、能增強宿主對疾病抵抗力或提高周圍生活環境質量的微生物[10]。益生菌于1986年首次被應用于水生動物，Kozasa將分離得到的東洋芽孢桿菌（Bacillus toyoi）作用于感染了愛德華氏菌（Edwardsiella）的日本鰻鱺（Anguilla japonica），發現死亡率有效降低[11]。自此，益生菌在水產養殖業中得到了快速發展。目前，相關研究人員普遍將益生菌定義為：適當濃度的添加可以改善與水產動物相關或周圍的微生物群落，從而提高水產動物對飼料的利用效率和對病害的抵抗力，或者通過調理水質使其適合水產動物的健康生長發育的一類活性微生物的總稱[12]。實際應用的微生態制劑一般包括益生菌的活菌體、死菌體、菌體成分、代謝產物以及活性生長促進物質[6]。

2.2 分類 目前，微生態制劑有多種分類方式，按照其組成成分劃分，一般可分為三大類型，即益生菌（Probitics）、益生元（Prebiotics）和合生素（Synbiotics）。益生菌又稱益生素或活菌制劑;益生元是可以通過調節宿主腸道微生態環境使其達到平衡狀態，從而促進宿主健康生長的一類物質，如低聚糖類，此外還包括一些具有益生元作用的中草藥;合生素是指同時含有益生菌和益生元的制劑[13];按照微生態制劑的菌種成分劃分，可分為：光合細菌類微生態制劑、乳酸菌類微生態制劑、酵母菌類微生態制劑、蛭弧菌類微生態制劑、優干菌類微生態制劑、芽孢桿菌類微生態制劑和雙歧桿菌類微生態制劑等[14];按照作用對象劃分，可分為水質微生態調控制劑和飼料微生態添加制劑[15];微生態制劑按照菌種組成結構可分為單一型和復合型。單一型指只含有一種益生菌的制劑，復合型指含有不同益生菌按照不同比例配制的制劑，市場目前主要出售的為復合型制劑;按照劑型分為液體型、粉劑、顆粒型和膏體型[16]。目前，微生態制劑市場上常見的劑型主要是以菌液的形式存在，一般認為其菌體含量應當≥3×108CFU/mL，也存在粉末狀和固體狀的制劑[17]。

2.3 常用的微生態制劑 目前，國際水產養殖業中最常用的微生態制劑的有效微生物種類包括芽孢桿菌類（如地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽胞桿菌等），乳酸菌類（乳酸乳桿菌、嗜酸乳桿菌、雙歧桿菌、糞腸球菌、屎腸球菌、乳腸球菌等），酵母類（產朊假絲酵母、釀酒酵母）和光合細菌（沼澤紅假單胞菌）[18]。我國農業部目前允許使用的有益菌種有干酪乳桿菌、嗜乳酸桿菌、乳鏈球菌、枯草芽孢桿菌、納豆芽孢桿菌、啤酒芽孢桿菌、沼澤紅假單胞菌等12種[19]。所以當前我國使用較多的益生菌為：乳酸菌、光合細菌、芽孢桿菌、小球藻和幾種酵母菌，大量研究表明菌與菌之間具有協同作用，例如光合細菌可以在一定程度上促進芽孢桿菌的生長，菌與藻之間也具有一定的益生作用，能對養殖的水生動物和水體產生有益的影響[20]。我國對微生態制劑的開發利用時間相對于世界其他國家來說相對較晚，但由于國際上對微生態制劑已經有了較成熟的研究和利用，因此我國微生態制劑的發展速度非常快，年使用量達到1000t左右[21]。

2.4 微生態制劑的特征和理想菌株的特點 微生態制劑應具有以下3個基本特征：（1）在體內感染試驗中，投入微生態制劑后養殖動物對病原體的提抗力得到增強，并且也提高了養殖動物的生長率;（2）微生態制劑中的益生菌能在養殖動物的腸道和養殖水體存活生長，不僅可以改善宿主腸道的微生態環境，而且可以減少養殖動物的排泄物以及食物殘渣對水體的污染;（3）在體外實驗中能抑制病原菌的生長和降解有機質[22]。所以能被應用于微生態制劑的理想菌種應具備以下特點;（1）菌種選擇的首要原則是安全性和非病原性，菌種能與養殖動物即宿主共生，而且不與病原微生物雜交;（2）微生態制劑中的菌株應是養殖動物某個部位的“土著菌”或者來源于生活環境，研究人員發現從健康的水產養殖動物腸道分離得到的菌株可以作為優秀的微生態制劑使用，此外，水體和底泥也是重要來源。采用雙層、交叉或平行條紋技術觀察益生菌是否能對病原菌產生抑菌斑[14];（3）菌種必須具備特定的生態效應和穩定的生物學特性，不會發生負性突變，影響微生態制劑發揮作用甚至可能淪為有害菌：（4）能與其他益生菌聯合使用，不產生拮抗作用，最好可以互利共生，達到1+1>2的效果;（5）菌種在水體或者動物體內可以快速增殖，并且可以忍受極端的pH值，在生物腸道內生存成為“土著菌”;（6）菌種可以進行工業化大規模生產，作為飼料添加劑時，在室溫下能保持穩定和較好的存活狀態[23]。綜上所述，根據微生態制劑的基本特征以及理想菌種的特點，我們可以總結出篩選益生菌的過程：第1步，選擇合適的益生菌來源;第2步，分離得到預備微生態制劑菌株，并進行純化;第3步，設計相關實驗檢驗該菌株對病原菌是否具有抑制或者拮抗作用;第4步，進行安全性試驗，檢驗該菌株于水產養殖動物是否有害;第5步，將該菌株應用于實踐生產中，確定其實際作用效果并加以評估;第6步，確定其經濟利用價值，最終投入工業化生產[23]。

2.5 微生態制劑的使用方式和作用機理 微生態制劑出廠投入使用時，一般分為3種使用方式：（1）直接潑灑于養殖水體，但要注意的是部分益生菌在投放前需要活化，例如芽孢桿菌;（2）混合于飼料或者通過餌料生物被養殖動物攝食;（3）浸浴或者人工注射[14]。不同的使用方式對應的作用方式不同，由于現在集約化高密度的養殖模式，產生了大量的飼料殘餌和養殖生物的排泄物，養殖水體容易呈富營養化，潑灑于水體可以調節水質和降解底泥中的有機質等污染源，有利于水體物質的循環;添加于飼料是為了提高飼料營養，改善養殖動物腸道菌落環境，抑制體內腸道致病菌的生長，從而促進養殖動物生長，也可以提高生物體的免疫力，增強對病原菌的抵抗力;浸浴或注射是由于此類微生態制劑具有特殊功能，在實際應用當中應當根據需要選擇合適的使用方式[24]。當前，微生態制劑的作用機理有如下幾種：（1）.維持水產養殖生物腸道微生態平衡，當宿主處于疾病狀態，腸道內的微生態環境處于不平衡狀態，此時宿主抵抗力下降，病情可能會進一步加重，益生菌的加入可使腸道恢復微生態平衡，使養殖生物恢復健康;（2）三流運轉，微生態制劑或益生菌的代謝產物能調節宿主的非特異性免疫，確保微生態系統中的能量流、物質流和基因流的正常運轉;（3）營養物質合成，一部分益生菌可以在宿主體內產生各種消化酶，幫助宿主攝食利用營養成分，從而提升飼料轉化率。一部分益生菌可以在宿主體內合成并釋放不同的營養物質，如氨基酸、多種維生素（維生素B、葉酸等）等;（4）生物奪氧和御菌屏障，有益菌與病原微生物搶占黏膜上皮細胞的生態位點或者合成釋放藥理活性物質阻遏病原微生物增殖，微生態制劑一般在動物幼體時投喂效果最好，動物腸道內的“土著菌”一般為厭氧菌，此時益生菌若能定殖于動物腸道，由于在其增殖過程中消耗氧氣是必要的，其他兼性厭氧菌和好氧菌就無法肆意生長，養殖生物腸道微生態平衡就可以得以保持;（5）改良養殖環境，包括調理改善水質，降解消除底泥有機質等;（6）通過與微藻的協同作用遏制病原菌的增殖，提升水產生物對飼料的利用率;（7）蛭弧菌是一種特殊的微生態制劑，可以減少環境中弧菌種群數量，降低其危害，作用方式是通過寄生、裂解弧菌，從而破壞其結構使其失活[14，25]。

2.6 微生態制劑使用的注意事項 盡管微生態制劑具有使用范圍廣，作用效果明顯，發揮時間持久等優點，但并不是用的越多越好，由于市場主要以復合型微生態制劑為主，每一種產品中菌種的配伍和濃度是不同的，所以使用方法也各具千秋。在實際應用中，我們要根據作用對象的種類和環境選擇適宜的菌種和比例[26]。投放時要注意如下幾點：（1）使用微生態制劑時要依據不同的情況選擇不同的投放方式，做到適當、適時、科學合理。投放光合細菌、硝化細菌時最好與沸石粉混合使用，同時開啟增氧設備增加水體溶氧量，使益生菌快速繁殖生長;部分制劑在投放前要進行活化培養，芽孢桿菌在投放前需在蜂蜜水或紅糖水培養4～5h再潑灑，活化處理后的益生菌在水體中增殖速度快，利用效率高;（2）微生態制劑在養殖過程中都可以使用，但本著盡早使用原則，最好在魚苗期使用，魚苗期動物腸道內菌群數量較少，只存在少許的“土著菌”，此時投喂益生菌，可以競爭到更多的營養物質，迅速在宿主腸道定殖并成為優勢菌群，減少或抑制病原菌的定居，達到預防病害的效果。投喂在水體的微生態制劑要遵循定期使用的原則，因為加入到水體中的益生菌經過一段時間會自然消亡，要讓其在水體中保持優勢菌群，就要定期、連續使用，這樣才能保持凈化養殖環境的最佳狀態;（3）微生態制劑禁止與抗生素、消毒殺菌藥或具有抗菌作用的中草藥同時使用，因為此類藥物會抑制細胞壁及蛋白質的合成，具有破壞細胞膜的功能，可能會殺死或抑制益生菌從而影響微生態制劑發揮作用，二者必須間隔7d以上方可使用;（4）益生菌本身對水溫和水質都有要求，所以微生態制劑不適合在低溫使用，最好在15℃以上特別是25～30℃投放最佳，pH值亦然，過酸性或過堿性都會也會影響微生態制劑發揮效果。投放時的天氣也很重要，不要在陰天或者下雨等養殖水體易發生缺氧的時候使用，因為若微生態制劑中含有好氧菌或兼性厭氧菌，投入水體會消耗溶解氧，從而可能會引起水體缺氧;（5）當微生態制劑作為飼料添加劑時，加工過程的高溫、高壓、蒸汽等操作可能會影響微生態制劑的使用效果，一定要仔細查閱產品說明書。此外，隨著時間的流逝，微生態制劑中的活菌數也隨著減少，也就意味著其作用也越來越小，所以在保質期限內盡快使用[26，27]。

2.7 微生態制劑應用存在的不足 我國對微生態制劑的研究比西方國家起步晚，目前對單一型微生態制劑研究比較透徹，但養殖水體是一個復雜的生態系統，該類制劑作用比較單一，無法完全取代抗生素。我國對于復合型微生態制劑的研究還處于起步狀態，復合型微生態制劑在凈化水體、脫氮方面還存在很多不足[28]，如：（1）我國對水產微生態制劑應用研究較多，基礎研究較少，對于制劑中各種菌種的作用機理尚不明確，菌種之間的相互作用關系也不甚了解，不確定是協同還是拮抗作用;（2）復合型微生態制劑中各菌種的混合比例也會影響菌株之間的相互作用，進而影響微生態制劑的使用效果;（3）從自然界分離得到的益生菌通常只具備較低的活性且耐受性較差，達不到當前工業化生產的標準。當應用微波、離子注入、原生質體融合、原生質體誘變和基因工程技術等前沿的誘變技術時，發現益生菌的活性有了明顯的提升并且降低了生產成本，達到工業化生產的標準。同時，尋找一種簡單易行的改良路線和快速有效的篩選模式是菌種改良選育的關鍵[29];（4）目前用于水質凈化的微生態制劑對溶解氧的要求較高，在有氧條件下凈化水體的效果要遠大于無氧條件，甚至在無氧條件下微生態菌群不能促進對COD的去除[30]。對此，筆者認為厭氧不產氧光合細菌今后可能在凈化水質方向有很大的發展前景;（5）目前市場出售的微生態制劑性狀不穩定，使用效果不理想，且普遍保質期短，一經開啟必須短時間內用完。水產工作人員在使用微生態制劑時，也存在不按產品說明書規范操作的現象;（6）在開發益生菌時，安全性是首要且應當永遠考慮的問題，因為某些細菌是天然條件致病菌，而有些微生物可以攝取外源DNA，進而轉化為致病菌[28，31]。但不幸的是由于微生態制劑的生產在我國屬于新興產業，目前其市場處于混亂局面，沒有相對統一的產品質量標準，沒有相關的監管部門，從而導致了許多不具有生產條件的企業進行微生態制劑的生產，這樣生產出的制劑的純度、活性、安全性以及有效活菌數都可能達不到實際投放的要求。相關學者進行隨機抽檢發現市場某些產品中的益生菌實際上并沒有凈化水質的功能，甚至有的微生態制劑中含有致病菌[32]。韋成相于2016年對3種市售水產復合型微生態制劑A、B、C進行了菌群數量檢測，發現B、C制劑中菌群實際數量與標注數量相差較大，A、C制劑中有霉菌檢測出[33]。

3 光合細菌在水產養殖中的應用

微生態制劑在被應用于凈化水質時可能存在一些不足，如果投入過多好氧菌，會增加水體的耗氧，且這類菌無法在底泥中生存，凈化能力大大削弱。而光合細菌因其獨特的兼性厭氧生活方式，能夠在下層缺氧或低氧的環境中有效發揮作用，降解養殖水體或底質中的毒害物質[34]，相比于硝化細菌、芽孢桿菌等有氧呼吸微生物在調節養殖水體更有效，是一種較好的選擇，引發了研究者新的思考。

3.1 光合細菌的發展歷史 1836年，Ehrenberg首次發現光合細菌，并表示2種能使沼澤或湖泊水體變紅的光合微生物的生長與光、硫化氫的存在有關[35]。1883年，Engelmann發現紅菌聚集生長的環境中光線波長與其細胞內色素吸收波長一致，因此認定該菌進行光合作用。1931年，美國微生物學家Van Nile提出了光合作用的共同反應式，用生物化學統一性的觀點解釋了光合成現象，為現代光合細菌的研究奠定了基礎[36]。20世紀60年代，日本學者小林正泰發現光合細菌能夠有效凈化有機廢水，開創了用光合細菌法處理污水的先河，并開始研發光合細菌的培養技術，隨后基本完善了光合細菌規模培養的生產工藝，使光合細菌大規模運用成為現實[47]。1987年，于上海舉辦的“第一屆中日光合細菌國際學術會議”促進了我國對光合細菌的研發進程，從此，光合細菌在廢水處理和飼料添加劑中的應用成為科學家研究的熱門。

3.2 光合細菌的定義和特性 光合細菌（Photosynthetic bacteria，PSB）是一類在地球上出現最早的可以利用光能進行光合作用的原核微生物，能夠以光作為能源、在厭氧光照或好氣黑暗條件下利用自然界的有機物、硫化物、氨作為供氫體兼碳源進行光合作用，大部分的光合作用都發生在厭氧條件下，且不放氧。根據在光合作用中是否產生氧氣，可以將光合細菌分為不產氧光合細菌（Anoxygenic photosynthetic bacteria，APB）和產氧光合細菌（Oxygenic photoynthetic bacteria）兩大類。在水產的實際生產中研究較多的是APB類群的紫色非硫細菌科，包括紅假單胞菌屬、紅螺菌屬、紅球菌屬等[38-40]。

3.3 光合細菌作為水質改良劑的應用 光合細菌在進行光合作用時，具有固碳、固氮和脫氮、氧化硫化物以及氫代謝等功能，在水產上可以降解養殖水體的有機物、氨氮、含硫化合物等，起到調節和穩定水質的作用。林東年等（2007）在羅非魚養殖池塘中投放光合細菌后，發現兩試驗組中光合細菌種群由開始的2.3%、9.8%上升至73.9%、93.4%，成為優勢種群，從而抑制水體中異養菌的生長，還降低了水體中COD、氨氮，提高亞硝態氮，使得養殖水體的溶氧、pH值、透明度、氮結構符合養殖水體標準[41]。王緒峨等每天向扇貝苗養殖池塘潑灑光合細菌2～6mg/L并減少1/3的換水量，檢測到氨態氮降低0.004～0.012mg/L，pH降低0.05～0.07，同時發現單純使用光合細菌作為幼體的開口餌料，不如將光合細菌用作餌料添加劑效果更為顯著，因為扇貝幼體和仔魚需要大量的必須脂肪酸，但光合細菌中的亞油酸和亞麻酸含量很低[42]。王蘭等從養蝦池底泥分離得到4株光合細菌，將其混合培養后處理養蝦池水，結果表明，光合細菌可以有效分解底泥中污染物，去除水體中的COD、氨氮（第4天COD去除率為72.59%，氨氮去除率達89.2%），水質得到了明顯的改善[43]。此外，通過在養殖水體投放光合細菌，可以增加綠藻和硅藻等有益藻類的數量，降低藍藻等雜藻的含量，改善養殖水體生態環境，保障水產生物健康生長。孫繼芳等在養殖實驗30d時，投放0.5%和1%光合細菌的水箱水體呈淺褐色，滿足水產養殖提出的“肥活嫩爽”要求，且水樣測定中的硅藻含量大于26%，為水產生物營造良好的養殖環境[44]。Hargreaves研究發現，養殖水體中光合細菌和藻類配合使用，可以有效降低水體中氨氮的含量，并增加水體溶氧，養殖水體污染得到了有效控制[45]。

3.4 光合細菌作為飼料添加劑的應用 光合細菌體內富含蛋白質、維生素、輔酶Q10、細菌葉綠素、類胡蘿卜素等生理活性物質，作為飼料添加劑或餌料可以有效促進水產動物生長、提高飼料利用率。唐龍等在養殖實驗中發現飼料中添加2.0%光合細菌能夠促進卵形鯧鲹的生長，提高了其特定生長率，并降低魚體脂肪肝的發病率[46]。方衛東等從養殖基地底泥中篩選得到的光合細菌添加到中華鱉的養殖池塘中，發現當施菌量為9×104 CFU/mL時，70d后甲魚的增重率和存活率都明顯提高，分別為31%、14%[47]。光合細菌在水產生物育苗階段發揮著重要的作用，可以顯著提高魚苗的成活率和品質，一般情況下成活率可提高20%～60%，被稱為魚苗的“守護神”[48]。Olafsen等在養殖水體潑灑光合細菌后，發現蝦苗的成活率由27%～30%提高到了50%～77%，且無病苗、苗強壯、出苗整齊等[49]。劉中等給鰱、鳙魚苗投喂光合細菌，實驗結束時魚苗存活率為61.3%，而對照組僅為54%，魚苗平均體長為17.10cm，而對照組僅為13.74cm[50]。此外，光合細菌定殖在水產生物消化道內，可以調節改善水產動物消化道內微生態環境，從而提高水產動物的抵抗力和消化能力[51]。王夢亮等在鯉魚飼料添加光合細菌并投喂，發現試驗組腸道內光合細菌數量顯著增加，最高檢出數可達4.78±0.75（logn/克腸道內容物），有害菌大腸桿菌、擬桿菌的數量顯著低于對照組，有益菌乳酸桿菌數量顯著高于對照組，同時也發現光合細菌可以提高腸道中淀粉酶和蛋白酶的活性[52]。

綜上所述，光合細菌無論作為水質改良劑還是飼料添加劑，都發揮了強大的作用且具有極大的發展潛力。一般新鮮菌液的添加效果要明顯優于真空冷凍干燥菌體和熱噴干燥菌體的添加形式，但作為飼料添加劑時，可能面臨高溫、高壓，從而降低其活性，因而尋找新的添加方式也是十分有必要的。

4 微生態制劑的發展趨勢和展望

微生態制劑在水產養殖中具有提高飼料營養、調節養殖水質等多種功能，在水產養殖業有著巨大的應用前景，但目前從選種到生產都存在不足。未來的發展趨勢主要體現在以下幾個方面：（1）加強對微生態制劑的基礎研究，弄清益生菌的定植機制以及環境因素對其的影響，提高益生菌的有效性。如水生動物與其腸道內的益生菌存在長期的適應過程，并可作為“土著菌”持續增殖，一旦明白其定殖機制，今后腸道益生菌的開發將成為微生態制劑菌種的主要來源;（2）加強對益生菌的功能性和地域性菌種的研究，進而提高微生態制劑的針對性。如益生菌加入養殖水體可以有效抑制單細胞藻生長并削弱其毒性，可被用于藍藻水華的治理。目前，我國水污染問題日趨嚴重，應盡快篩選出用于水質改善的特效微生物菌種;（3）改善益生菌在飼料中的添加技術，提高其在生產成品中的活性。益生菌的發酵作用可以促使不易被吸收的藻蛋白被吸收，飼料藻蛋白具有替代魚粉蛋白的潛力，這對節約養殖成本和減少環境污染都有一定的幫助;（4）加強對復合型微生態制劑的研究，提高益生菌的功能多樣性。不僅如此，還應當將微生態制劑與其他生物修復方法相結合，如進行底泥處理時，可將厭氧不產氧光合細菌和大型底棲生物結合使用;（5）微生態制劑在前沿科學中具有很大的發展潛力，應用基因工程技術將有益菌作為載體，將多種有治療效果或有益的基因導入宿主體內，成為具備特定功效的工程菌制劑。筆者認為這不僅僅可運用于水生動物，經進一步的篩選開發，確認其安全有效性，在不久將來也可應用于人體;（6）微生態制劑因其質量極微，投放于水體后，可能會由于水流作用被帶到非作用點導致制劑浪費，所以研究微生物固定技術也是當務之急。當前存在如下幾個丞待解決的難題：①開發允許各種微生物共同生長繁殖的固定化載體;②當前微生物固定化方法主要有吸附法、交聯法和包埋法3種，其中以包埋法最為常用，但是存在機械強度低，對微生物細胞的損害較大等問題[53]，探索更好的包埋方式也是解決問題的一個方向;③高效固定化微生物體系的研究;④固定化微生物反應器的開發研究等;（7）安全問題是首要且最重要的問題，安全體系的建立才能保證微生態制劑穩定發展。從益生菌的分離、篩選到最終應用后的調查，無論過程多么繁瑣，都應建立安全評估體系[14，54-55]。總之，微生態制劑具有廣闊的應用前景，在水產養殖業中的發展必將突發猛進，最終能夠緩解抗生素導致的生態壓力也是水產工作者和研究人員翹首以盼的未來。

參考文獻

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（責編：張宏民）