微生态制剂在水产养殖中的应用研究进展(一)

时间:2014-9-24 16:34:33  作者:  来源:  浏览:人次
——摘自《水产饲料科技》

  随着人们健康环保意识的加强,消费需求角度的转变,减少在水产养殖业中使用抗生素的呼声越来越高[1]。根据世界卫生组织的号召及欧美相继对饲用抗生素采取禁用或限用的措施,我们应当减少过量和不适当使用抗生素,真正做到“防重于治”[2]。微生态制剂有抗病、促生长和净化水质的作用,并且可以解决食品的安全性、人类的健康和环境保护的问题,符合可持续发展的需要,是协调人与自然的关系、促进水产养殖业发展的安全有效途径[3]。近几年来,微生态制剂已经成为人们研究的焦点。文章对微生态制剂的发展、应用概况、发展中存在的问题及今后的发展趋势进行了简要阐述。

  1 微生态制剂
  1.1 微生态制剂的发展史

  微生态制剂是在微生态理论指导下,保持微生态平衡,调整微生态失调,提高宿主( 动物、植物和人) 健康水平或增进健康状态的益生菌( 微生物) 及其代谢产物和生长促进物质的制品。实际应用的微生态制品应包括活菌体、死菌体、菌体成分、代谢产物及活性生长促进物质[4]。
  1.2 微生态制剂的分类

  可供制作微生态制剂的菌种大约有40 种,但通常主要应用的是乳酸菌、粪链球菌、芽孢杆菌、酵母菌、放线菌、光合细菌等。如今,美国准许直接饲喂的微生物已有43种,年使用量8000t 以上;法国市场上销售的饲用微生物品种也不低于50 种;日本年使用量在1,000t 以上;我国饲用微生物的开发利用虽起步晚,但起点高,发展较快,目前我国年使用量也在1,000t 左右[17]。1999 年,我国农业部公布了可以直接饲喂动物的饲料级微生物添加剂菌种有干酪乳杆菌(Lactobacillus easei)、植物乳杆菌(L.Planetarium)、嗜酸性乳杆菌(L.Acdophilus )、粪链球菌(Straptoccus faecium)、乳链球菌(S.Lactis)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis )、纳豆芽孢杆菌(B.natto )、乳酸片球菌(Pediococcu sacidilacticii)、啤酒酵母(Sacchace vista)、产朊假丝酵母(Candidautilis)、沼泽红假单胞菌曲霉(Aspergllus) 等12种。

  1.3 适用微生态制剂的特点

  微生态制剂大都具有以下3 个基本特征[18] :体外试验中能拮抗病原菌或( 和) 快速降解有机质;能在养殖动物肠道、养殖水体中存活,有利于降低排泄物及残饵对水质环境的污染;感染试验中能提高养殖动物对病原体的抵抗力,促进动物生长[9]。

  理想微生态制剂的菌株,应该还具有如下几个特点:①能与宿主共生,不与病原微生物杂交,必须对宿主无害,无病原性、无毒副作用[19] ;②某个部位的“土著菌”,最好来自健康的水产动物肠道中;③发酵过程中能产生乳酸、过氧化氢等肠道致病菌抑制物;④在培养过程中和体内容易增殖,有很强的竞争优势;⑤易与其它菌株联合使用;⑥对低p H值的胆汁及强酸具有强耐受性,并能定殖在肠道内;⑦能进行工业化规模生产,加工处理后尚有高生存率,混合在饲料中在室温下稳定性和存活状态好[20]。

  1.4 微生态制剂的作用机理

  为了更好地了解微生态制剂,我们需要了解其作用机理。水产养殖中有关益生菌作用方式的论据往往是就具体情况而言的。下面介绍水产养殖应用中益生菌几种可能的作用方式。

  1.4.1 维持正常菌系的微生态平衡

  正常时,动物体内菌群总处于一定的动态平衡之下。当机体受到病原侵入、环境变化、饲料突变以及长期使用抗生素等各种不良因素影响,并且超过了动物的适应能力,这种平衡就会被破坏,原有的优势种群发生更替,造成水产动物机体抵抗力下降。此时,补给适当的微生态制剂,有益菌群在肠道内大量增殖,通过产生抗生物质、降低肠道pH 值及与有害菌竞争养分和附着部位,让动物恢复健康状态[21]。

  1.4.2 竞争抑制及生物夺氧

  当益生菌进入肠道内后,造成病原菌和有害菌不利的生长环境,或与有害菌竞争定居部位,或在生长过程中产生抑菌物质,例如乳酸菌产生乳酸、乳酸菌素、过氧化氢等,对病原微生物具有抑制作用[22]。抑制病原菌附着在肠细胞壁上,与病原菌发生竞争性拮抗作用,将其消灭。水产动物肠道内正常菌群以厌氧菌为主,当益生菌以孢子状态进入消化道后迅速增殖,消耗肠内氧气,造成充满二氧化碳的厌氧环境,有助于厌氧微生物的生长和恢复正常的菌群平衡,达到防病治病和促进生长的目的。

  1.4.3 屏障作用

  正常微生物群构成机体防御屏障( 包括化学屏障和生物屏障两部分),微生物的代谢产物如乙酸、丙酸、乳酸、抗生素和其他活性物质如酶等共同组成化学屏障微生物群有序的定殖于黏膜、皮肤等表面或细胞之间形成生物膜,即为生物屏障,这些屏障可以阻止病原微生物的定植。通过微生态制剂补给适当的有益微生物,可以使有益菌在数量和作用强度上占有绝对优势,并占据肠壁上的靶细胞,形成生物保护屏障,抑制致病菌群的生长繁殖,从而保持菌群的正平衡,使微生态环境及时得到修补。

  1.4.4 促进生长作用

  许多的微生态制剂本身就含有大量的营养物质,同时随着它们在动物消化道内的繁衍、代谢,可产生多种动物生长所需的消化酶、有机酸、蛋白质、未知生长因子等营养物质并合成多种维生素( 叶酸、维生素B1、维生素B2 等),依靠这些能结合成许多生物活性物质,其中大多数物质被吸收,参与能量和维生素代谢,协助动物消化饵料,提高饵料转化率[9]。如芽孢杆菌在动物肠道内生长繁殖,可产生维生素、氨基酸、有机酸等参与机体新陈代谢,为机体提供营养物质。饲料酵母富含动物必需的多种维生素和微量元素,已成为鱼虾贝类等人工配合饲料的重要添加剂。有的微生态制剂还可产生消化酶类,提高消化酶活性,协助动物消化饵料,促进动物对营养物质的消化吸收,提高饵料转化率,从而促进生长。
  1.4.5 增强机体免疫力

  微生态制剂可成为良好的免疫激活剂和非特异性免疫调节因子,能促进淋巴细胞( 如T、B 淋巴细胞) 的发育,有效提高干扰素和巨噬细胞的活性,通过产生非特异性免疫调节因子等激发机体免疫功能,增强机体免疫力和抗病力,此外还可抑制腐败微生物的过度生长和毒性物质产生,降解肠道内的有毒物质( 如氨、酚、内毒素等),促进肠蠕动,维持黏膜结构完整,及时杀灭侵入体内的致病菌,防止疾病的发生,从而保证了微生态系统中基因流、能量流和物质流的正常运转。

  1.4.6 生物降解作用

  水产动物肠道内大肠杆菌等有害微生物活动增强时,会导致蛋白质转化为氨、胺和其它有害物质,由于微生态制剂能明显降低肠道中大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌的数量,从而减少氨及其它腐败物质的过多生长,使粪便臭气减少。另外,有益微生物经水产动物排泄到体外水环境中,能利用水环境中过多的有机物合成菌体物质,从而降低环境中氨氮、亚硝酸氮、硫化氢等有害物质含量,净化养殖水环境。在水产养殖中应用微生态制剂改善水质,进行生物降解的研究多有报道,所涉及的微生物种类以芽孢杆菌为主,还有光合细菌、硝化细菌等复合微生物[23,24]。光合细菌具有独特的光合作用,能直接消耗利用水中有机物、氨态氮,还可利用硫化氢,并可通过反硝化作用除去水中的亚硝态氮,从而改善水质。益生菌进入养殖池后,可以参加水体最基础的物质循环,把有机物降解为硝酸盐、磷酸盐和二氧化碳等,为单细胞藻类生长繁殖提供营养;而单胞藻的光合作用又为有机物的氧化分解、微生物及养殖动物的呼吸提供溶解氧,构成一个良性生态循环。有益菌产生的细菌素、有机酸等物质可抑制肠道内大肠杆菌等腐败细菌的生长,分解病原菌产生的内毒素,减少虾、蟹、鱼肝细胞损害,同时降低脲酶的活性,进而使肠内氨的浓度降低,并减少向外界的排泄量,改善水体环境污染。

  1.4.7 食物链理论

  微生态制剂中的各种有益微生物形成一条复杂有序的食物链,它们之间和睦共处、相互依赖,组成一个高效、存活能力强的微生态系统。

  1.5 微生态制剂的使用方法
  1.6 微生态制剂使用的注意事项
  2 微生态制剂在水产养殖中的应用
  2.1 鱼类养殖中的应用
  2.2 对虾养殖中的应用
  2.3 蟹类养殖中的应用
  2.4 饵料生物养殖中的应用
  3 微生态制剂存在的问题
  4 微生态制剂发展的趋势

  (待续。。。)

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