潘娟，李利，刘丽媛
（河北农业大学海洋学院，河北秦皇岛066003）
摘要：益生菌是在水产养殖生产中常用的微生物产品，既可以作为饲料添加剂，又可以作为水质改良剂，对于水产业的
现代化健康养殖具有非常重要的意义。从益生菌的作用及主要应用菌种两个方面阐述了其在水产养殖生产中的应用，
分析了应用中所遇到的问题，并对其今后的应用进行了展望，以期为益生菌在水产养殖生产中的应用提供理论参考。
关键词：益生菌；种类；水产养殖
随着我国经济的飞速发展，人民生活水平日益提高，人们对于水产品的需求量逐渐增加，直接促进了我国水产养殖业规模的不断发展。然而商业化的水产养殖业多以高密度、集约化养殖为主，这样的生产模式在带来巨大经济利益的同时，也产生了很多问题，如大量残饵和粪便进入水体，导致水体富营养化严重，水质恶化，疾病频发。为了防控高发病害，生产中常使用大量化学药品和抗生素类药物，这些药物虽然对疾病的暴发有一定的抑制和治疗作用，但是从长远角度看，其对水产养殖产业的健康发展极为不利主要表现在：由于这些药物会污染水体，杀害水中有益微生物，破坏水体生态环境；还会造成药物残留，使水产品降低或者丧失经济价值；抗生素类药物的大量使用，还极易造成病原体产生抗药性，在降低治疗效果的同时，会直接危害人类的健康。因此，健康友好的生态养殖模式，越来越受到现代水产养殖业的重视，利用环境或养殖生物体内有益的微生物菌群制成的益生菌，既无毒副作用和残留问题，又能促进生长、防病治病，还可改善养殖水体的环境，在生产上越来越受到重视。
随着对益生菌研究的深入，对其概念的理解也有了不断地深化。早期认为益生菌是专指生活于动物肠道中，对宿主健康有利的微生物；后期研究发现在环境中也存在有这样的微生物，它们可以改变环境使之更适合动物生活，这点对于生活于水体中的水产动物来说，作用更为明显。因此，文中所阐述的益生菌是指可以投入到水体环境或者饵料中的，可以改善养殖环境、提高养殖生物生长和抗病能力的一类微生物制品。
1益生菌的作用
最早益生菌是作为一种食品或饲料添加剂使用的，因此关于益生菌在人和陆生动物肠道中作用的研究较多。水产养殖中，益生菌既可以作为饲料添加剂，又可以作为水质改良剂，其作用更为复杂和多样，但相关研究不多。
1.1体外作用
1.1.1促进水体物质循环：在自然生态系统中，微生物作为将有机物变成无机物的分解者，对于整个生态系统的物质循环和能量流动具有非常重要的作用。养殖水体是受人类调控的小生态系统，其群落结构简单，而因为高密度的养殖和人工投饵，水体常处于有机物超负荷的状态。这样的水体环境，容易出现蓝藻等有害藻类的暴发性繁殖，不但堵塞养殖生物的呼吸器官，甚至会产生有毒物质。另外，大量的粪便和残饵，以及藻类暴发后大量死亡个体沉积池底，当其氧化分解时，消耗大量溶解氧，容易造成底栖的养殖生物缺氧死亡。当溶解氧不足时，有机物不完全氧化还会产生氨氮、亚硝酸盐和硫化氢等有毒物质，破坏水质和底质，毒害养殖生物。另外，厌氧的环境还容易孳生大量的致病菌，从而病害发生的几率随之大幅增加。
益生菌中的硝化细菌、光合细菌、硫化细菌和芽孢杆菌等净水微生物，具备了氧化、氨化、硝化、反硝化、解磷和硫化等多种作用，可以将水体和底质中过多的有机质分解为二氧化碳、硝酸盐和磷酸盐等无机营养盐，有效地降低了水中的化学需氧量和生物需氧量，加速了水体中的氨氮和硫化物等有毒物质分解，从而有效地改善了水质；并且硝酸盐和磷酸盐等无机营养盐又可以为藻类生长提供营养物质，促进藻类的繁殖。这些藻类一方面可以直接或间接作为养殖生物的饵料，另一方面其光合作用又为水体提供了更多的溶解氧，保障了养殖生物、微生物和有机物分解的需要，形成了一个良性的循环。很多研究表明，微生物对于养殖水体的水质具有明显的改善作用。
1.1.2提供饵料：益生菌可以直接或者间接地为养殖生物提供饵料。①部分益生菌本身蛋白质等营养成分含量很高，而且生长迅速，易于培养。其中，用酵母菌生产的单细胞蛋白，其蛋白质的含量和质量不亚于鱼粉，而价格却具有明显的优势，仅为鱼粉的1/3；②益生菌在其絮凝过程中，形成大颗粒的有机物絮团，也是营养物质的有利补充，在净水的同时常能达到增产的目的；③益生菌作为生态系统的分解者，把养殖生态系统中残饵和粪便等有机质分解成无机物，在降低水体富营养化的过程中，也为浮游植物提供了更多的无机盐类，从而促进了有益藻相的生长，为养殖水体补充了大量的天然饵料。
1.1.3降低水体病原微生物侵害：益生菌进入养殖水体后，迅速繁殖成为水体或者养殖生物体表的优势种群，使病原微生物处于竞争上的劣势，从而降低了养殖生物发病几率。
并且，由于益生菌对水体有害物质如硫化氢、氨氮等的分解作用，减少了这些有害物质对养殖生物的损伤，提高了养殖生物的抗病能力。
1.2体内作用
1.2.1抑制肠道致病菌：在水产养殖生物的肠道中都生活着很多微生物，这些微生物既有对生物体有益的，也有对生物体有害的，当对生物体有害的微生物占优势时，常常会导致疾病的发生。益生菌或是配入饲料或是投入养殖水体被养殖生物所摄食，进入肠道后，可增加肠道有益微生物的数量，在竞争中占取优势，减少了疾病的发生。另外，还发现许多益生菌有抑制寄生虫的作用，主要是这些益生菌能分泌裂解寄生虫细胞壁的酶，从而减少寄生虫的危害。
根据目前的研究表明，益生菌取得竞争优势的机理主要有3点：①竞争结合位点。因为微生物在肠道生活都需要黏附到肠黏膜上皮细胞上，当益生菌数量较多时，可占据更多的结合位点，从而减少了致病菌的定植；②竞争营养物质。肠道微生物的营养需求都是相近似的，有碳源（能源）、氮源、生长因子、无机盐和水，另外还有对氧气、二氧化碳等气体的需求。而肠道中这些物质的数量是有限的，当益生菌数量增加后，必然会减少致病菌的吸收，从而抑制其生长；③分泌抑菌物质。益生菌能够分泌多种抑菌物质，并能有效抑制致病菌的生长。
1.2.2增加机体免疫力：益生菌除了可以通过抑制致病菌减少疾病的发生，还可以通过提高养殖生物的免疫力，增强其对病毒、细菌、真菌和寄生虫等病原微生物的抵抗能力。
水产养殖生物多为分类地位较低的无脊椎动物，如虾蟹、贝类以及低等的脊椎动物鱼类，其自身的免疫系统多不完善，因而要依靠非特异性免疫提高其对病原微生物的抵抗能力。益生菌不但能够刺激胸腺等免疫器官的发育，还能刺激动物产生干扰素，并能提高巨噬细胞的活性，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。
1.2.3产生有益代谢产物：益生菌进入养殖生物体内，除了菌体本身可以抑制有害微生物和提高宿主免疫力，所产生的部分代谢产物也有利于宿主的健康和生长。这些有益代谢产物按其作用主要分为3类：①抗菌抑菌物质，其主要作用如前所述，是抑制肠道中的致病菌生长，调节养殖生物体内的微生态平衡；②酶类物质，主要是各类消化酶，有利于饲料中蛋白质、脂肪和纤维素等物质的分解，可以提高饲料的消化率，降低饲料系数。还有部分酶类如好氧菌会产生超氧化物歧化酶、氨基氧化酶和分解硫化物的酶类，可以降低体内氨、吲哚等有毒物质的含量，维护养殖生物健康；③营养物质，除益生菌菌体本身含有丰富的糖类、蛋白质和脂肪等营养物质外，在生长过程中，还会分泌多种维生素等营养物质，促进了养殖生物的生长。
2常用的益生菌种类
生产上常用的益生菌产品一般为多个菌种的混合制品，这样可以同时利用多种益生菌的共生效应，提高其作用效果。很多研究表明，复合的益生菌制品比单一菌种制品在调节水质，增强养殖生物生长性能等方面有明显的优势。
2.1光合细菌光合细菌是目前在水产养殖生产中应用最为广泛的益生菌，这是一类能够产生光合作用但不产生氧气的原核微生物的统称。其主要作用是可以利用水体中的无机物或有机物，通过不产氧的光合作用，合成菌体自身物质，从而有效降低水体中有毒无机物如硫化氢和氨氮等的含量，并改善由于残饵和粪便等有机质造成的水体富营养化现象。而菌体本身又含有多种的营养成分是养殖生物良好的天然活体饵料。熊晖等研究表明，光合细菌能有效去除水体亚硝态氮和硝态氮，还能有效地增加养殖水体中微生物群落的丰富度。目前主要使用的光合细菌有着色杆菌、外硫红螺菌、紫色非硫细菌和绿色硫细菌等。
2.2硝化细菌和反硝化细菌硝化细菌和反硝化细菌是2类代谢类型特殊的原核微生物，可以将水体中的有毒含氮化合物形成无毒的含氮化合物。硝化细菌可以将水体中的对水产养殖生物毒性较大的氨氮和亚硝态氮还原形成无毒的硝态氮，在降低水体有毒物质的同时，为藻类生长提供了可利用的氮源，促进有益藻相产生，为养殖生物直接或间接地提供天然饵料。反硝化细菌则是可以将水体中的亚硝态氮和硝态氮还原形成单质的氮气，彻底去除水体中的多余氮，减轻水体有机物负担。周鑫等将含有硝化细菌和反硝化细菌的混合微生态制剂对海水养殖废水处理5d，其中氨态氮的去除率可达77.5%。
2.3芽胞杆菌芽胞杆菌是最早应用于水产养殖生产中的益生菌，这是一类好气或兼性厌氧的原核微生物，可以在环境不良的情况下形成抗逆性极强的休眠体——芽胞，因此其制成的益生菌制剂具有稳定性高、耐加工、易保存等优点。其主要作用体现在2方面：①在水体环境氧气充足的条件下，可以迅速分解水体中的残饵和粪便等有机质，明显降低养殖水体的富营养化程度，净化水质，减少疾病发生。
孙露等研究发现，在南美白对虾虾池中投放侧芽胞杆菌，水体中化学需氧量、氨氮和亚硝酸态氮分别比对照组降低了30.41%、59.61%和86.7%，水质明显改善；②在肠道中，芽胞杆菌可以分泌多种有益代谢产物，如发酵产生蛋白酶、淀粉酶等多种酶类提高饲料利用率，并能分解饲料中某些有毒物质；合成维生素、氨基酸等多种营养物质，促进养殖生物生长；另外还可以分泌嗜酸菌素、枯草菌素、杆菌抗霉素等物质，抑制了肠道中致病菌的生长，减少了疾病的发生。
刘晓勇等用枯草芽胞杆菌的粉剂添加到饲料中饲喂杂交鲟幼鱼，发现可有效提高杂交鲟幼鱼的生长性能、肠道的消化酶活性和血清非特异性免疫能力。目前，比较常用的有地衣芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌等。
2.4乳酸菌乳酸菌是动物肠道中常见的有益菌，可以分解糖类合成乳酸抑制肠道的有害菌，并能促进VD和多种矿物质的吸收，是较早应用于食品和饲料中的益生菌。在水产养殖生产中，主要是在饲料中添加，高凤祥等研究发现，饲料中添加嗜酸乳酸杆菌和双歧杆菌，使大菱鲆幼鱼的存活率、生长率和肠道淀粉酶活性都有了明显的提高。
2.5酵母菌酵母菌是对可以发酵糖类的单细胞真核微生物的俗称，该类微生物本身含有丰富的蛋白质，是新一代的蛋白源。而且酵母菌可以促进消化，提高饲料的转化率，并能抑制肠道内致病菌的生长。华雪铭等用添加了硒酵母的饲料饲喂异育银鲫，结果表明硒酵母可促进异育银鲫的生长，其相对增重率比对照组增加16%~31%，并提高了异育银鲫对嗜水气单胞菌的抵抗能力。另外，酵母菌在有氧和无氧的条件下都可以将糖类物质分解，有效地降低了水体中有机物含量。吴伟等研究结果表明，假丝酵母能够在复杂的养殖水环境中有效地去除亚硝态氮。
3展望
在水产养殖生产中，益生菌既可以净化水体，减少疾病暴发，又可以为养殖生物提供高营养的鲜活饵料，并提高其抗病能力，而且没有任何的残留和毒副作用，因此是现代化养殖生产中广泛使用的生物制品。但是，由于其在水产生产中应用较晚，相关研究起步也较晚，故对于益生菌的具体作用机理还尚不清楚，所以对其添加量、添加剂型以及配伍药品等研究也非常有限。由于很多应用菌种源自于畜禽生产中的常用菌种，而不是水体环境或水产动物体内特有菌培育出的菌种，因此作用效果有时并不是很理想。此外，由于益生菌的作用多数需要活体菌才能实现，所以其制品中菌体的活性和稳定性尤为重要，直接影响其作用效果。这就对益生菌产品的生产、加工、运输和保存提出了更高的要求，但由于各种外在原因导致该类产品效果并不理想，从而限制了益生菌产品的广泛使用。
尽管益生菌在应用中遇到诸多问题，但是随着人们对食品安全和食品品质的要求日益提高，益生菌作为天然无污染、无残留的新一代净水和防病产品，仍有很大的发展前景。在今后的研究中，首先要针对水产养殖生产需要筛选专用菌种，并对应用菌种的作用机理进行更深一步地研究；其次要对益生菌制品生产加工和保存工艺进行改进与完善，以生产出易保存、效果稳定的产品，便于广泛使用。
