微生态制剂在鱼类饲料中的作用机理与应用

作者：陈鹏飞[1] 伍 莉[2]摘自：             [西南农业大学（荣昌校区）[1]水产学院 [2]动物科技学院， 重庆荣昌 402460]
摘要
微生态制剂不仅能使鱼类肠道内菌群发生变化，还可以刺激肠道起局部型免疫反应，增强机体免疫功能，提高抗病力。本文阐述了鱼类发病的内在原因和微生态制剂在鱼体内的抗病助长的作用机理，以及微生态制剂在鱼类饲料中的应用状况。
关键词 微生态制剂 鱼类饲料 作用与应用
随着水产业养殖的发展，鱼虾配合饲料和饲料添加剂的应用越来越广，各种药物促长剂、化学促长剂和其他抗生素类添加剂应运而生。某些药物在促进生长、提高饵料利用率方面确有一定的作用，但也带来一些难以克服的弊端。首先是破坏了肠道微生态平衡，导致机体对病原微生物的易感性升高，抗药性的产生以及抗生素含量的蓄积，造成对人类健康的危害，已成为重大的公共卫生问题。利用不含有害物质，无毒副作用，不污染环境，并促进动植物生长，提高机体免疫力的微生态制剂，生产出安全健康的绿色食品已成为饲料工业极为重要的研究课题。
大量的研究结果表明，鱼类摄取微生态制剂，不仅可使鱼类肠道内菌群发生变化（即有害菌受到抑制，有益菌群增多），还可以刺激肠道起局部型免疫反应，提高机体抗体水平和吞噬细胞的活性，增强机体免疫功能，提高抗病力。
黄永春等在研究中表明[1]：（1）EM中的各种有效微生物不仅含有较多的优良蛋白质，具有种类众多的氨基酸组成，还有丰富的维生素等，从而改善了原有饲料品质，提高了营养成份；（2）随饲料进入鱼体内的EM改善机体的微生态环境，促进鱼类的摄食、消化和吸收，使鱼类表现出较佳的生理状态??血液指标明显改善、耗氧率下降，从而具备较高的抗逆性（如抗病、抗低氧等），并具有较快的生长速度。另外，耗氧率的降低，不仅提高了鱼类对环境的适应力，而且有利于能量的同化和合理利用，从而达到促长目的。
正是由于微生态制剂的这些优良特性，使其作为饲料添加剂已经在养殖业中得到较为广泛的应用。美国FDA批准用作直接饲喂的微生物已有43种，我国农业部1999年6月公布了干酪乳杆菌、植物乳杆菌、粪链球菌、屎链球菌、乳酸片球菌、枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、乳链球菌、啤酒酵母、产阮假丝酵母、沼泽红假单孢菌等12种为可直接饲喂动物的饲料级微生物添加剂。此外，国内外陆续有应用新菌种的报道，如环状芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、丁酸梭菌、芽孢乳杆菌、噬菌蛭弧菌等[2]。
微生态制剂的添加水平并非越多越好，当饵料中乳酸杆菌浓度超过2×l07个菌落／kg饲料时，对大菱鲆的生长反而不利[3]。
1 鱼类发病的原因
鱼类是微生态系统中最重要的成员，其遗传因子、免疫状态、生理功能和健康状况等是抗病的基础因子，对内外环境中正常微生物群的组成、结构和功能有着一定的要求和影响，对于生态环境的各类因素也有一个特定的需求，这些内外因子与鱼类保持协调一致而形成具有相对稳定的动态平衡，使养殖鱼类处于健康的生长状态。当鱼处于健康状态时，在其内外环境中存在着一个相对稳定的微生物优势种群，如淡水鱼的体表和粘液上，由假单胞菌属（Pseudomonas）、无色杆菌属（Achromobaeterium）和气单胞菌属（Aeromonas）等组成的正常微生物群，既参与宿主的“生理系统”活动，又能很好地促进有益菌的生长，抑制有害菌的增生，形成抵御致病菌的第一道防线，此种状态的“合理共存”，同时又受生态环境中诸多其他因子和致病因素的影响。在正常状态下，鱼、微生物和生态环境三者之间形成“动态平衡”，在一定范围内，此种平衡具有相对的稳定性。如由嗜水气单胞菌（Aeromonas
hydrophila）引起的暴发性出血病，在此“动态平衡”范围内，即使此种病原体的密度超常（＞l06个／m1），而用点酶法检测鱼体中嗜水气单胞菌（Aeromonas
hydrophila）的HEC毒素时，仍显阴性，鱼并不发病[4]。当环境（如水文、残饵、气候、污染源）不良引起水质变化，导致氨、硫化氢等有害物质大量出现，鱼类体表粘膜上的正常微生物群遭到损害时，环境条件适宜于嗜水气单胞菌的生长，病原便突破首道“防线”而入侵鱼体，使微生态系统的平衡遭到破坏。同时，因大量有机物的分解，厌氧菌活动的加剧而造成亚硝酸氮值增高、氨氮值上升。在这些因素的诱导下，致病菌的内毒素分泌活动便增强，处于“静态”的致病菌便被“激活”而大量分泌内毒素，导致暴发性出血病的发生。使鱼的原有生态平衡失调，微生物的种群结构由原来的正常多样性转变为有利于某些致病菌群的生长繁殖，导致鱼类机体出现一系列病理性变化而发病。
因此，用合理的人为影响来维持和稳定这种“动态平衡”已成为现代鱼病防治的关键技术。
2 微生态制剂对鱼类机体的作用
2.1 抑制有害微生物生长、减少和预防疾病
正常情况下，水产动物胃肠道内的大量有益菌群作为一个统一体存在，并且彼此之间相互依存、相互制约、优势互补，既起着消化、营养的生理作用，也能抑制病原菌等有害菌的侵入和繁殖，从而发挥其预防感染的保健作用。当动物受到饲料更换、断奶、运输、疾病以及抗菌药物长期大量使用等应激作用时，会引起消化道内这些有益菌群平衡的破坏而成为病态[2]。当微生态制剂随饲料进入消化道后，在鱼类消化道内会产生有益菌群，与致病菌间对营养物质和肠道细胞表面附着位点展开竞争，从而抑制致病菌群的生存、繁殖、定居以及附着。在机体内，有益菌群与宿主粘膜上皮紧密结合生成致密性菌膜，形成微生物屏障起保护作用；有益菌群附着于动物的消化道、呼吸道及皮肤上，在代谢过程中产生挥发性脂肪酸和乳酸，可降低生境中的pH值等，使环境有利于该菌群繁殖而形成优势菌群，产生过氧化氢，抑制病原菌的发生；有的细菌产生抗生素和细菌素，可杀死病原菌
[5]。
2.2 改善机体代谢水平、补充机体营养成分、促进机体生长发育
许多益生菌本身就含有大量的营养物质，如光和细菌（PSB）富含蛋白质（粗蛋白含量65％），还含有多种维生素、钙、磷和多种微量元素及辅酶Q等，同时随着它们在动物消化道内的繁殖和代谢，又可产生氨基酸、维生素等营养物质及生长素之类的生理活性物质[6]。
微生态制剂作饲料添加剂，会随食物进入机体消化道，在消化道内生长繁衍，由此产生的有益菌如枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、酵母菌等可产生蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维素分解酶、果胶菌、植酸酶等，和胃肠道固有的酶一起共同促进饲料的消化吸收，能极大地提高饲料的利用率，营造动物生长发育所必需的良好的消化道内环境，减少肠道感染，促进消化吸收和动物生长发育；并合成维生素B族、维生素K、类胡萝卜素、氨基酸、生物活性物质辅酶Q以及某些未知因子而参与物质代谢，促进动物生长。乳酸菌、双岐杆菌产生乳酸，使肠道的pH值降低，促进维生素D、钙、磷、铁等矿物质微量元素的吸收[2]。且有些有益菌本身能产生多种有益物质如氨基酸、维生素等，甚至菌体本身就是养殖对象的良好适口饵料[5]。
微生态制剂中的微生物除参与机体蛋白质、碳水化合物、脂肪代谢及维生素的合成外，还参与胆汁代谢、胆固醇代谢及激素转化过程。如双岐杆菌、乳酸杆菌产酸，改善胃酸环境，促进VD、Ca2＋及Fe2＋的吸收，同时，可以合成多种B族维生素，从而增强动物体内营养代谢作用[7]。
微生态制剂中发酵物（腐植酸、黄腐酸）对胃肠道局部血液循环有明确的促进及抗血栓形成作用，可以明显地改善循环、提高营养物质吸收利用的能力。投喂微生态制剂后的杂交鲤在低温条件下的死亡率明显低于对照组[8]，特别经感染后死亡率较对照组低，说明杂交鲤在建立了有益的微生态平衡后，提高了在低温条件下的抗寒性和抗病力。该研究显示，微生态制剂能够调节机体微生态平衡，促进新陈代谢，改善红细胞膜的组成成分和膜的流动性，使膜的脆性下降，在低温下不易破裂出现溶血，而起到一种保护作用。其次投喂生态制剂后杂交鲤的血糖水平、血脂水平在低温感染情况下的变化幅度也明显低于对照组，这说明微生态制剂在维持机体正常代谢水平及正常生理功能，特别是在低温条件下使其代谢过程有较大的适应性是有明显作用的。
2.3 免疫作用
微生物制剂可以作为外源性抗原或辅剂起到一定的机体免疫作用。具体表现在：幼鱼出生后免疫器官还未完全成熟，使其提早接触良性微生物以促进免疫器官的发育成熟。乳酸杆菌以某种免疫调节因子刺激肠道某种局部型免疫反应，以提高机体抗体水平或巨噬细胞活性，增强其免疫力；芽孢杆菌能促进肠道相关淋巴组织，使之处于高度反应的“准备状态”，与此同时可以加速幼鱼免疫器官的发育促进其尽早尽快成熟，T、B淋巴细胞的数量增多，使水生动物的体液免疫和细胞免疫水平提高，从而增强机体的免疫力和抗病力[2]。
作为宿主终生的抗原库，微生态制剂中的微生物长期寄居与宿主达成一种共生关系，又可促进机体产生能抵抗同类病原菌的抗体及一些有抑制作用的产物。比如，大肠杆菌产生的大肠毒素可抑制痢疾杆菌的产生[7]；从鲑鱼肠道中分离的乳酸菌，可抑制病菌（如产气单胞杆菌和嗜水气单胞杆菌）；大菱鲆摄食添加乳酸菌的轮虫，可增强其对弧菌的抵抗力[3]。微生态制剂中的活性因子可以以某种免疫调节因子的形式起作用，刺激肠道中的免疫反应，促进免疫球蛋白含量升高，增强免疫功能
[7]。
3 微生态制剂在鱼类饲料中的应用
作者利用EM对大口鲶进行饲养，测试鱼体血液指标发现，试验组血红蛋白含量和红细胞数量都比对照组高，试验组大口鲶耐低氧能力和忍受不良环境能力明显强于对照组（论文待发表）。
陈勇等[9]用喷涂了微生态制剂的饲料喂养鲤鱼，其结果表明，试验组鲤鱼肠道内外来菌群（芽孢杆菌、乳酸杆菌）得到了定植；肠道有益菌群（欧文氏茵、节细菌、变形菌、不动细菌等）得到了增殖；有害菌群（志贺氏菌、气单胞菌、弧菌、沙门氏菌等）的数量得到了抑制，鱼体免疫力得到增强，净增重和净增长差异均极显著（P＜0.01），平均增重率提高了10.5%，平均增长率提高了15%。该试验表明，在鲤鱼饲料中添加一定量的微生态制剂，可以促进有益菌群在肠道的定植，选择性地刺激消化道有益菌群的增殖，抑制有害菌的繁殖，形成最佳的微生态区系，对于减少消化道疾病，提高鲤鱼的消化率，促进鲤鱼生长有积极的意义。
孙舰军等[10]把光合细菌（PSB）拌入饵料投喂中国对虾22天后，发现虾体PO、SOD、溶菌和抗菌活力分别比对照组高102.2%、22.1%。、53.4%和14.0%，血细胞数目高出67.2%。
使用微生态制剂能减少抗生素的使用，改善养殖动物的肉质与体色，提高其耐受力与应激力。张庆等[11]以芽孢杆菌为主导菌的复合制剂投喂斑节对虾，对虾肉质和体质得到改善，虾体水分降低，粗蛋白和氨基酸含量明显升高，在NH4＋1.8～2.0mg／L、N02－0.4～0.5mg／L和DO
0.29～0.32mg／L条件下，试验组半致死时间分别比对照组延长2.1h和3h。黄永春等[5]用微生态制剂EM饲喂建鲤发现：试验组建鲤的红细胞、血红蛋白均高于对照组，耗氧率低于对照组，这使其具有较高的抗逆性。
聂实践[12]等利用“三种微生态制剂对鲤鱼生长及抗应激效果的研究”表明，饲料中添加0.1%的加酶益生素可有效地提高饲料利用率；同样，添加0.2%加酶益生素和0.2%抗应激剂也可以提高饲料利用率，降低饲料系数。
微生态制剂作为添加剂在鱼类饲料中的运用已经表明，微生态制剂作为绿色添加剂具有促进鱼类健康生长、降低饲料系数、提高鱼体免疫力和抗应激能力，改善水产品品质等多种功效，是值得大力推广运用的优质添加剂。
由于微生态制剂的开发和广泛应用，使原来以植物、动物为资源组成的二维结构的农业使命即将结束，代之而起的将是植物、动物、微生物为资源的三维结构农业。凡是能使用微生态制剂的种植业和养殖业，如果都能研制出所适用的微生态产品，那就能明显地改善环境，显著地节约能源，再加上其它环境保护措施的实施，那我们所处的环境就将会是一个真正的绿色环境，使微生态制剂这种绿色环保产品真正成为人们所预言的那样：光辉的抗生素时代之后，将是一个崭新的微生态时代。
参考文献：
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