益生菌在水产养殖中的研究进展

益生菌在水产养殖中的研究进展内容摘要：

海 第３５卷第３期 ２０１３年０８月 渔业 洋 Ｍ出 Ｆ＇幽ｒｉｅ，ｓ Ｖ０１．３５，Ｎｏ．３ Ａｕｇ．，２０１３ 文章编号：１００４—２４９０（２０１３）０３—０３６４—０９ ・综述・ 益生菌在水产养殖中的研究进展 高权新，施兆鸿，彭士明 （中国水产科学研究院东海水产研究所，农业部东海与远洋渔业资源开发利用重点实验室，上海２０００９０） 摘要：益生菌已被广泛地应用于水产养殖领域，并得到了普遍的认可。作为新型饲料添加剂，益生菌提高 了水产品的产量，带来了巨大的经济效益。本文从益生机理、对仔鱼的益生作用、选择和应用要点、安全性以 及在海水养殖领域的研究和应用进展五个方面进行了较为详细的综述，以期为益生菌在水产养殖生产中的 应用提供全面的理论知识与应用信息。 关键词：益生菌；水产养殖；益生机理；应用 中图分类号：Ｓ ９６５．９ 文献标识码：Ａ 当今的水产养殖业成为世界上发展最迅速 的发育，提供营养成分，强化肠道粘膜屏障等¨１。 的食物供给领域，自１９７０年以来，其年平均增长 益生菌是促进人类健康的“多功能食品”，在畜牧 率达到了８．９％，而同时期的捕捞业和畜牧业年 业、渔业领域亦是预防和治疗疾病、促进动物生 增长率仅有２．８％和１．２％。世界上４０％的水产 产性能的“多功能饲料添加剂”。近几年，益生菌 品来自水产养殖领域，价值千亿美金。水产养殖 被广泛用于促进水生动物的生产性能及预防和 中疾病的感染和传播是目前限制产业发展的一 治疗疾病，已成为水产养殖业的研究和应用焦 个主要因素，比如由病原菌（弧菌、气单胞菌等） 点。益生菌的推广应用解决了抗生素及其它药 引发的疾病具有很高的致死率，造成巨大的经济 物的滥用带来的问题，并通过提高水生动物的生 损失。为预防和控制鱼类疾病，养殖户大量使用 产性能和控制疾病等途径显著提高了水产品的 抗生素药物，致使抗生素对养殖业以至人类的危 产量。本文从益生菌的作用机理、对仔鱼的益生 害日益凸现，如致病菌产生药物耐药性、水产品 作用、选择与应用要点、安全性和在海水养殖领 药物残留等成为医药和食用安全的重要社会问 域的研究和应用进展等５个方面作了综述，以期 题。虽然抗生素可治疗疾病，但同时亦能破坏或 为益生菌在水产养殖生产中的应用提供全面的 理论知识和应用信息。 降低动物的免疫功能，使致病菌产生耐药性，致 使动物再次感染后，需要更多的抗生素，从而陷 入一种恶性循环。 益生菌作为抗生素的替代品，被广泛的应用 １ 益生机理 １．１优化菌群结构 于畜牧养殖、水产养殖、医药等领域，取得了良好 为了全面的理解益生菌的潜在益生特性，可 的效果。益生菌在动物的胃肠内具有强大的益 将消化道作为一个相对独立的生态系统。水生 生功能，能够抑制有害菌的生长，促进免疫系统 动物的消化道是一个开放的系统，时刻与外界环 收稿日期：２０１２—１１—１１ 基金项目：国家自然科学基金（３１２０２００９）；国家科技支撑项目（２０１１ＢＡＤｌ３８０１） 作者简介：高权新（１９８２一），男，山东淄博人，助理研究员，主要从事海水鱼类养殖研究。Ｅ．ｍａｉｌ ｇａｏｑｘ２００８＠１６３．ｃｏｍ 通讯作者：施兆鸿，研究员。Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｈｉｚｈｈ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ 第３期 高权新等：益生菌在水产养殖中的研究进展 境进行物质交换。相对于水生环境，消化道内拥 是随着养殖技术的进步以及益生菌的开发利用， 有丰富的营养物质，所以更容易滋生细菌。益生 菌在预防和控制水生动物传染性疾病方面担当 益生菌必定会在防治水生动物病毒感染方面担 当重要的角色。 着重要角色。益生菌通过在肠道粘膜上粘附、定 １．５调节水质 植、繁殖，与致病菌竞争粘附位点和营养物质，从 益生菌在水产业的应用价值要高于陆生动 而达到抑制致病菌的效果。大多益生菌可产生 物，因为在水产养殖领域，益生菌除了能够促进 酸性物质，这些物质可以抑制致病菌的生长，使 营养物质的消化、吸收以及控制疾病外，还可作 其不能成为消化道内的优势菌落口１。现在益生 为改良水质的添加剂。益生菌可分解水中的有 菌主要用于抑制有害菌，优化菌群结构，使消化 机物质，减少氮、磷含量，调节氨、亚硝酸盐以及 道内的微生态动态平衡，利于水生动物的健康。 硫化氢在水中的含量ｕ１｜。ＤＡＬＭＩＮ等¨２ ｏ发现益 １．２促进营养物质的消化和吸收 生菌可通过优化水质、减少水生环境的致病菌， 消化道内的益生菌可产生很多活性物质和 营养成分，如酶类、氨基酸和维生素等，这些物质 可作为饲料的补充，满足动物的营养需要。 提高水生动物的成活率和生产性能。 ２对仔鱼的益生作用 ＢＡＩＲＡＧＩ等旧１从鱼的肠道内提取、培养了９种不 孵化期的海洋卵黄囊仔鱼的肠道是直的，肠 同的细菌，发现这些细菌可产生多种消化酶类， 道内部呈无菌状态，肠道上皮纤毛细胞开始成 这些消化酶可以促进饲料的消化和利用。 形。在这个时期，鱼的嘴部一般是不能张开的， １．３强化免疫系统的功能 比如金赤鲷（ｓｐｏＭ ａｔｔｒａｔｃｔ）、塞内加尔鳎（舶梳 益生菌具有调控寄主免疫系统的功能，这是 ｓｅｎｅｇａｌｅｎｓｉｓ）、舌齿鲈（Ｄｉｃｅｎｔｒａｒｃｈｕｓ ｌａｂｒａｘ）等 益生菌最重要的益生特性。早期的研究主要集 ¨３。。在鱼类的嘴张开后，肠道成了与外部环境联 中在提高鱼的生产性能及控制疾病方面，现在则 系的最重要的场所，是致病菌侵入的主要途径。 转移到探究益生菌的免疫调节能力。体外试验 在这个时期，仔鱼的免疫系统尚未发育完全，只 及活体动物试验，皆发现益生菌具有免疫调控功 能依靠先天性免疫系统进行有限的调节。但是 能（包括全身免疫和局部免疫），避免发生严重的 益生菌可进入肠道，形成第一道对抗有害菌入侵 炎症反应。益生菌可作用于鱼体肠道的单核细 的屏障。益生菌可通过竞争营养成分、粘附位点 胞、吞噬细胞、粒细胞、ＮＫ细胞，强化鱼体免疫系 以及改善仔鱼的免疫耐受力等为寄主提供有效 统的功能。饲喂益生菌可提高鱼的红细胞、粒细 的保护¨４｜。很多特定的微生物种系比如乳酸菌 胞、巨噬细胞、淋巴细胞、Ｔ细胞以及免疫球蛋白 可通过产生代谢物质（如乳酸、过氧化氢、二氧化 的数量，从而增强免疫能力，提高鱼体免疫耐受 碳、抗菌膨蛋白、有机酸、氨气、二乙酰等）抑制 力［４－６ ３。益生菌还能够提高鱼的肠道粘膜溶菌 致病菌。不仅如此，益生菌和鱼类寄主可通过协 酶、噬菌细胞以及白细胞的活力¨１。此外，益生 同作用，促使形成健康而稳定的微生物群系，并 菌能够促进鱼体免疫器官的生长发育。所以益 合力维持这个微生物群系的动态平衡，使这个群 生菌可作为免疫激活剂投入使用。 系能够发挥出强大的益生作用。在仔鱼早期，肠 １．４抗病毒作用 道内的益生菌可诱导免疫系统的发育，激活寄主 益生菌有抗病毒的作用。在医疗方面，益生 的免疫活力，提高仔鱼对微生物的免疫耐受 菌能够治疗人的病毒性感冒、轮状病毒腹泻甚至 力¨５｜。早期形成的稳定的微生物群系，对仔鱼肠 艾滋病及其并发病等旧１；在水产养殖方面，益生 道的组织分化和发育、防治肠道疾病等方面具有 菌能够增强鱼体对抗彩虹病毒的能力－９一…。益 十分重要的意义。 生菌对抗病毒的机制尚不明确，根据现有的报道 有两种可能的机制：第一，通过特异和非特异机 制干扰病毒周期；第二，通过结合肠道细胞表面 ３选择与应用要点 ３．１益生菌应用的基本要求 的病毒受体抑制病毒的粘附。目前在水产养殖 具备益生特性的细菌可用于制备新型、有 领域，有关益生菌治疗病毒感染的报道较少，但 效、安全的微生态制剂，但是这些细菌必须具备 海洋渔业 某些特性¨引，这些特性包括：对寄主没有任何危 出更强的益生作用。在水产养殖领域，应用最多 害；易被寄主“接纳”，通过动物采食进入肠道内， 的益生菌是乳酸菌、枯草杆菌、双歧杆菌。这些 与寄主建立“互利共生”的关系；能够到达肠道特 益生菌的益生机理存在差异，分别具有不同的益 定的位点，并发挥有效的益生作用；不具有抗毒 生特性。益生菌的功能差异，与菌体成分的结构 基因。 特点及生物活性有关。选择具有不同特性的益 ３．２益生菌的选择 生菌制备复合菌，可以发挥这些益生菌的协同作 益生菌的选择是非常重要的，因为不合适的 用，具有更好的益生效果。ＳＡＵＮＡＳ等忙ｕ发现， “益生菌”会在动物的肠道内对寄主造成意想不 复合菌（枯草杆菌和德式乳杆菌）可增加金赤鲷 到的损害。作为益生菌，不管源于何地，都必须 的肠道粘膜的免疫球蛋白Ｍ细胞和ＡＧ细胞的 在动物的肠道内定植，这是首要条件。现在大部 数量，但是单独使用这两种菌却没有这种效果。 分用于水产养殖中的益生菌，最初是用于陆生动 但是复合菌并不是几种细菌的随意组合。 物养殖的。许多商用的益生菌在水产养殖方面 这些益生菌的益生作用必须存在互补，而且最好 的益生效果较差，可能是由于这些益生菌不是源 没有相同的粘附位点。益生菌的来源以及这些 于水生动物或者不适应水生动物的肠道，在肠道 益生菌的亲缘关系，皆影响到复合菌的使用效 内不能维持菌群的规模所致。从成熟的水生动 果。Ｃｈｏｉ等ｍ１发现使用同属于弧菌科的复合菌 物的肠道内分离培养的益生菌，用于未成熟的水 （Ｐｄｐ和５１Ｍ６），与单独使用这两种益生菌的效 生动物，益生效果却极其显著。这是由于益生菌 果相同；但是使用属于不同家族的复合菌（乳酸 在其“源地”，可以更好的对抗致病菌，进入动物 菌和枯草杆菌），却能够发挥出单一菌无法发挥 肠道后可以迅速的成为优势菌群，并长期定居肠 出的益生效果。 道。ＣＡＲＮＥＶＡＬＩ等Ⅲ１发现从金赤鲷肠道内提取 ３．５灭活茵的使用 的乳酸菌可以提高鱼苗的成活率。另外寄主肠 现在的益生菌一般都是活菌制剂，需要生活 道细胞不会因为这些“土著细菌”的人住，而发生 在肠道而发挥作用。但是许多益生菌被灭活后 不良反应。 仍具有与活菌相似的益生功能。这些灭活后的 ３．３生态因子的调节 细菌不仅能够粘附到动物的肠道细胞上，而且能 生态因子对于微生物的生长是非常重要的， 够调节寄主的免疫反应。体内和体外试验皆发 能够影响水生动物肠道的菌群结构和饲料的利 现，灭活菌能够调节鱼的免疫反应，强化免疫功 用率¨８Ｉ。水的品质、硬度、溶解氧、温度、ｐＨ、渗 透压以及机械性摩擦等皆会影响益生菌在水生 能，预防各种疾病。灭活菌主要是因为其菌体成 动物肠道内的定植、繁殖。另外，鱼类致病菌，如 这些菌体成分可刺激肠道粘膜上皮细胞，强化寄 嗜