微生態制劑（Microbiol ecological agents)是一個較為綜合的術語，指應用動物體內外正常的有益微生物經特殊工藝而制成的活菌制劑。微生態制劑亦可稱為益生菌、益生素、促生素、生菌素、增生素等，常作為餌料添加劑，廣泛應用于畜牧業，以提高餌料的品質，改善環境條件，提高動物抗病力，促進生長。目前，繼光合細菌在水產中廣泛應用后，許多的微生態制劑逐步滲透到水產業中來，并發揮其顯著的優勢，隨著“白色農業”的發展，微生態制劑必將在水產養殖中起著重要的作用。
1 微生態制劑的研究、種類及作用機理
1.1 研究歷史
19世紀初，巴斯德（Pasteur,1822-1895)和梅契尼可夫（Metchnikoff,1845-1916)等開始將有益微生物用于防治疾病，大量研究發現乳桿菌產生一種抗細菌物質，可以抑制腸道內菌群的腐敗產物，改善腸道環境，從而增進健康，延長壽命。1910－1945年，由于烈性傳染病的大流行，迫使和吸收廣大微生物學者重視并解決病原微生物的研究，因此在本世紀30年代先后人工合成抗菌藥和抗生素，并大量使用。但隨著這些藥的廣泛使用，出現許多不良后果，特別是耐藥性的問題，使原來為了達到控制感染，消滅病原微物的目的，由于許多正常菌群在敵我不分的情況下受到了同程度的打擊，甚至嚴重破壞，造成微生態失調，從而導致內源性感染或二重感染。因此，從70年代開始，微生物學者轉向進行微生態制劑的研究和實際應用，從而將人們的注意力從過去較偏重于對付有害生物方面，轉向保護、利用、協調和培植那些有益的生物方面，應用現代微生物的理論，實行“控制”和“利用”兼顧的方針，逐步開發有利于動植物體，有利于人類，有利于生態，有利于持續發展 的微生態制劑。
1.2 微生態制劑的種類
據美國食品藥物管理局（FDA）公布可以作為“可直接飼用的微生物制品（directlied mi-crobiol products)的菌種有40多種。目前主要研究和應用的有芽胞桿菌類（如蠟樣芽胞桿菌、地衣多糖芽胞桿菌、芽胞桿菌、蘇云金桿菌等）、乳酸桿菌類（如乳桿菌、雙岐桿菌等）、糞鏈球菌、酵母菌、黑曲霉和米曲霉等。由這些菌類制成的微生態制劑，除用人類食用外，用于畜牧業的有促菌生（DM423 )、促康生、增菌素，抗痢寶，畜禽靈等。用于水產的有光合細菌（PSB）、貝納克菌劑，美菌方，Jylo（節桿菌）、Jy31（乳桿菌）、復方回春生（雙歧桿菌制劑）、益菌王，EM（有效微生物菌群）等。
1.3 作用機理
目前微生態制劑的作用機理還不完全清楚，但有關微生物作用方式（優勢種群說、微生物奪氧說、膜菌群屏障說等）和微生物代謝作用（產生揮發性脂肪酸和乳酸、產生H2O2、產生天然抗生素物質、防止有毒的胺和氨生成等）的研究表明其作用機理可簡要概括為：①抑制有害微生物，與有害生物競爭養分和附著部位；②通過提高和降低酶活性，改善有益微生物代謝，產生有機酸，降低pH值，抑制某些致病菌，同時降低腸內氨和胺的生成；③刺激免疫系統，提高否噬細胞活性和抗體水平，提高免疫能力。
2 微生態制劑在水產中的應用
2.1 改善飼料品質，提高飼料營養成分
2.1.1 培養生物餌料 用光合細菌培養豐年蟲、輪蟲、水蚤等餌料生物其蛋白質和氨基酸含量顯著高于不加光合細菌者（表1），具有促進其生長繁殖的作用，研究發現用酵母和光合細菌培養輪蟲喂養日本油香魚，飼用酵母培養的輪蟲的油香魚常出現夜盲癥，魚常有碰壁現象，影響正常生長，而用光合細菌培養的輪蟲則可有效地預防這種疾病。
表1 用光合細菌培養的水蚤、輪蟲蛋白質及氨基酸含量分析
2.1.2 制作發酵飼料 將一定比例的EM原液加糖與飼料均勻混合，裝入密封缸中，經各種有益微生物菌群的厭氧發酵3－4d（夏季）或7－8d（冬季），改善了原有飼料的品質結構I表2），提高營養含量，并使其帶有醇香味（pH在5.0左右），適口性更好。
表2 EM發酵飼料氨基酸含量
2.2 提高消化酶活性，增強對飼料的吸收利用，促進魚類生長
在基礎飼料中添加微生態制劑，通過魚類的攝食，進入腸道內的微生態制劑形成優勢菌群，恢復和加強腸道微生態系統，各類有益微生物在良好的條件下，經一系列生理生化反應產生具有生理活性的物質，從而促進消化道分解酶活性的提高，促進了對飼料的消化吸收和魚類的生長（表3）。桂明遠從正常健康鯉的腸道中分離，篩選出無毒無害正常菌群Jy10,Jy31制成生態制品，作為鯉魚的飼料添加劑飼養鯉魚，結果表明，實驗組的增重率，能量同化率，生態生長效率，組織生長效率均高于對照組。楊健康等在飼料中添加光合細菌喂養歐洲鰻三類苗發現：實驗組成活率、增重率、飼料效率分別比對照組提高11.5%、9.48%、20.09％。
2.3 凈化水質，改善水中生態環境
水質條件的好壞是養殖成敗的關鍵，在養殖過程中各種殘餌和排泄物影響水質，引起動物大批死亡。使用微生態制劑，利用有益微生物菌群的各種生理生化作用，分解、合成或轉化水中的有害物質，從而調節和凈化水質；另外，隨餌料進入腸道中的微生態制劑，在消化道內定植，并競爭性地排斥或抑制原腸道內的腐敗菌群，阻止外來有害菌的侵襲，減少腸道蛋白質向氨和胺轉化，減輕水中NH3 和有機質的污染。如美國學者（1994）研制的ALKEN CLEARELO（美菌方）：以枯草桿菌、地衣桿菌、多粘桿菌、假單胞菌等制成系列制劑，用于水產廢物分解，獲得良好的效果。薛恒平等研制的益生菌王用于對蝦池凈化，每周一次，每次1×10（v/v)的使用量，使試驗池水質良好，實驗組對蝦病毒病暴發時間延遲10d，產量增加40％。另外，光合細菌在水質凈化上也有明顯的效果。黃永春等將EM添加于飼料喂養建鯉對水質的影響結果，也證實了有益微生物可對水環境進行微生態調控，凈化水質。
2.4 改善機體微生態系統，提高機體免疫力和抗病力
吳根等利用微生態制劑（Jy10、Jy31)添加在基礎飼料中低于溫條件下飼養雜交鯉，結果發現，實驗組死亡率明顯低于對照組，血清總蛋白、r-球蛋白、血糖量、血脂量、紅細胞脆性、白細胞吞噬功能等優于對照組。研究表明，微生態制劑能夠調節機體微生態平衡，促進新陳代謝，改善紅細胞組成成份和膜的流動性，使膜的胞下降，在低溫下不易破裂造成溶血，而起到保護作用，提高該品種的越冬能力。黃永春等利用EM作為飼料添加劑飼養建鯉發現：實驗組建鯉的紅細胞、血紅蛋白含量均高于對照組，而耗氧率低于對照組（表4，5），血液指標明顯改善，耗氧率下降，使魚類具有較高的抗逆性。桂明遠等在生態制品（Jy10、Jy31復合制劑）飼料添加劑對提高鯉抗病力的研究及復方回春生對鯉暴發性肝炎治療的效果的初步研究報告表明：生態制劑可以調整腸道內菌群的微生態平衡，刺激魚類細胞系統（如T細胞系統），從而形成高效價的特異性抗體，增加魚類免疫力，減少死亡率。
眾所周知，使用化學藥品，除會造成病原體產生抗藥性和污染水域環境外，還會殺害水中有益微生物，造成微生態失調。因此，鄭天凌（1994）指出：對魚蝦疾病用藥物防治是暫時性手段，生態防治才是解決問題的一條出路。筆者認為，在病害防治中，如能將有益微生物的生態因素考慮進去，進行微生態調控，可以少用或不用化學藥品，這樣即可防治魚蝦疾病，降低生產成本，又可以生產健康的綠色食品。
3 結語
目前，關于微生態制劑在水產養殖中的應用，國內外學者進行了一些嘗試，并取得較為理想的效果，但較之在醫學和畜牧方面的研究和應用，尚有較大差距，仍處在較低水平。鑒于水產養殖的特殊環境，以及隨著生物科學的縱深發展，在光輝的抗生素時代之后，必將是一個新的微生態制劑時代，其在水產養殖上的應用必將有著更為廣泛的前景。
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1 微生態制劑的研究、種類及作用機理
1.1 研究歷史
19世紀初，巴斯德（Pasteur,1822-1895)和梅契尼可夫（Metchnikoff,1845-1916)等開始將有益微生物用于防治疾病，大量研究發現乳桿菌產生一種抗細菌物質，可以抑制腸道內菌群的腐敗產物，改善腸道環境，從而增進健康，延長壽命。1910－1945年，由于烈性傳染病的大流行，迫使和吸收廣大微生物學者重視并解決病原微生物的研究，因此在本世紀30年代先后人工合成抗菌藥和抗生素，并大量使用。但隨著這些藥的廣泛使用，出現許多不良后果，特別是耐藥性的問題，使原來為了達到控制感染，消滅病原微物的目的，由于許多正常菌群在敵我不分的情況下受到了同程度的打擊，甚至嚴重破壞，造成微生態失調，從而導致內源性感染或二重感染。因此，從70年代開始，微生物學者轉向進行微生態制劑的研究和實際應用，從而將人們的注意力從過去較偏重于對付有害生物方面，轉向保護、利用、協調和培植那些有益的生物方面，應用現代微生物的理論，實行“控制”和“利用”兼顧的方針，逐步開發有利于動植物體，有利于人類，有利于生態，有利于持續發展 的微生態制劑。
1.2 微生態制劑的種類
據美國食品藥物管理局（FDA）公布可以作為“可直接飼用的微生物制品（directlied mi-crobiol products)的菌種有40多種。目前主要研究和應用的有芽胞桿菌類（如蠟樣芽胞桿菌、地衣多糖芽胞桿菌、芽胞桿菌、蘇云金桿菌等）、乳酸桿菌類（如乳桿菌、雙岐桿菌等）、糞鏈球菌、酵母菌、黑曲霉和米曲霉等。由這些菌類制成的微生態制劑，除用人類食用外，用于畜牧業的有促菌生（DM423 )、促康生、增菌素，抗痢寶，畜禽靈等。用于水產的有光合細菌（PSB）、貝納克菌劑，美菌方，Jylo（節桿菌）、Jy31（乳桿菌）、復方回春生（雙歧桿菌制劑）、益菌王，EM（有效微生物菌群）等。
1.3 作用機理
目前微生態制劑的作用機理還不完全清楚，但有關微生物作用方式（優勢種群說、微生物奪氧說、膜菌群屏障說等）和微生物代謝作用（產生揮發性脂肪酸和乳酸、產生H2O2、產生天然抗生素物質、防止有毒的胺和氨生成等）的研究表明其作用機理可簡要概括為：①抑制有害微生物，與有害生物競爭養分和附著部位；②通過提高和降低酶活性，改善有益微生物代謝，產生有機酸，降低pH值，抑制某些致病菌，同時降低腸內氨和胺的生成；③刺激免疫系統，提高否噬細胞活性和抗體水平，提高免疫能力。
2 微生態制劑在水產中的應用
2.1 改善飼料品質，提高飼料營養成分
2.1.1 培養生物餌料 用光合細菌培養豐年蟲、輪蟲、水蚤等餌料生物其蛋白質和氨基酸含量顯著高于不加光合細菌者（表1），具有促進其生長繁殖的作用，研究發現用酵母和光合細菌培養輪蟲喂養日本油香魚，飼用酵母培養的輪蟲的油香魚常出現夜盲癥，魚常有碰壁現象，影響正常生長，而用光合細菌培養的輪蟲則可有效地預防這種疾病。
表1 用光合細菌培養的水蚤、輪蟲蛋白質及氨基酸含量分析
|
成 份 |
輪 蟲 |
水 蚤 | |||
|
加光合細菌培養 |
加光合細菌培養（A） |
未加(B) |
A／B | ||
|
蛋白質（％） |
52.77 |
60.40 |
41.20 |
1.466 | |
|
天門冬氨酸 蘇氨酸 絲氨酸 谷氨酸 脯氨酸 甘氨酸 丙氨酸 胱氨酸 纈氨酸 蛋氨酸 異亮氨酸 亮氨酸 酪氨酸 苯丙氨酸 賴氨酸 組氨酸 精氨酸 |
×10的負3次方(m/m) |
40.69 |
52.35 29.44 26.48 74.38 24.33 26.98 43.76 5.55 30.07 18.65 25.30 45.10 20.60 26.47 40.44 12.06 33.19 |
30.31 17.02 17.48 43.27 16.97 16.45 22.63 7.31 17.46 6.67 15.03 24.91 12.81 13.56 22.00 5.08 18.80 |
1.727 1.730 1.526 1.719 1.434 1.640 1.934 0.759 1.722 2.796 1.683 1.881 1.608 1.952 1.833 1.692 1.758 |
2.1.2 制作發酵飼料 將一定比例的EM原液加糖與飼料均勻混合，裝入密封缸中，經各種有益微生物菌群的厭氧發酵3－4d（夏季）或7－8d（冬季），改善了原有飼料的品質結構I表2），提高營養含量，并使其帶有醇香味（pH在5.0左右），適口性更好。
表2 EM發酵飼料氨基酸含量
|
氨基酸 |
處理后A（％） |
處理前B（％） |
A／B |
氨基酸 |
處理后A（％） |
處理前B（％） |
A／B |
|
天門冬氨酸 |
2.94 1.25 1.88 6.17 1.74 1.71 0.45 1.17 0.63 0.97 |
2.48 1.05 1.63 3.60 1.39 1.37 0.42 1.01 0.48 0.78 |
1.19 1.19 1.15 1.71 1.25 1.25 1.07 1.16 1.31 1.24 |
亮氨酸 酪氨酸 苯丙氨酸 賴氨酸 組氨酸 精氨酸 脯氨酸 色氨酸 氨 |
2.16 0.93 1.38 1.02 0.72 1.89 3.96 - 0.77 |
1.81 |
1.19 1.09 1.19 1.21 1.26 1.13 1.25 - 1.54 |
|
合計 |
30.97 |
24.28 |
1.28 |
2.2 提高消化酶活性，增強對飼料的吸收利用，促進魚類生長
在基礎飼料中添加微生態制劑，通過魚類的攝食，進入腸道內的微生態制劑形成優勢菌群，恢復和加強腸道微生態系統，各類有益微生物在良好的條件下，經一系列生理生化反應產生具有生理活性的物質，從而促進消化道分解酶活性的提高，促進了對飼料的消化吸收和魚類的生長（表3）。桂明遠從正常健康鯉的腸道中分離，篩選出無毒無害正常菌群Jy10,Jy31制成生態制品，作為鯉魚的飼料添加劑飼養鯉魚，結果表明，實驗組的增重率，能量同化率，生態生長效率，組織生長效率均高于對照組。楊健康等在飼料中添加光合細菌喂養歐洲鰻三類苗發現：實驗組成活率、增重率、飼料效率分別比對照組提高11.5%、9.48%、20.09％。
2.3 凈化水質，改善水中生態環境
水質條件的好壞是養殖成敗的關鍵，在養殖過程中各種殘餌和排泄物影響水質，引起動物大批死亡。使用微生態制劑，利用有益微生物菌群的各種生理生化作用，分解、合成或轉化水中的有害物質，從而調節和凈化水質；另外，隨餌料進入腸道中的微生態制劑，在消化道內定植，并競爭性地排斥或抑制原腸道內的腐敗菌群，阻止外來有害菌的侵襲，減少腸道蛋白質向氨和胺轉化，減輕水中NH3 和有機質的污染。如美國學者（1994）研制的ALKEN CLEARELO（美菌方）：以枯草桿菌、地衣桿菌、多粘桿菌、假單胞菌等制成系列制劑，用于水產廢物分解，獲得良好的效果。薛恒平等研制的益生菌王用于對蝦池凈化，每周一次，每次1×10（v/v)的使用量，使試驗池水質良好，實驗組對蝦病毒病暴發時間延遲10d，產量增加40％。另外，光合細菌在水質凈化上也有明顯的效果。黃永春等將EM添加于飼料喂養建鯉對水質的影響結果，也證實了有益微生物可對水環境進行微生態調控，凈化水質。
2.4 改善機體微生態系統，提高機體免疫力和抗病力
吳根等利用微生態制劑（Jy10、Jy31)添加在基礎飼料中低于溫條件下飼養雜交鯉，結果發現，實驗組死亡率明顯低于對照組，血清總蛋白、r-球蛋白、血糖量、血脂量、紅細胞脆性、白細胞吞噬功能等優于對照組。研究表明，微生態制劑能夠調節機體微生態平衡，促進新陳代謝，改善紅細胞組成成份和膜的流動性，使膜的胞下降，在低溫下不易破裂造成溶血，而起到保護作用，提高該品種的越冬能力。黃永春等利用EM作為飼料添加劑飼養建鯉發現：實驗組建鯉的紅細胞、血紅蛋白含量均高于對照組，而耗氧率低于對照組（表4，5），血液指標明顯改善，耗氧率下降，使魚類具有較高的抗逆性。桂明遠等在生態制品（Jy10、Jy31復合制劑）飼料添加劑對提高鯉抗病力的研究及復方回春生對鯉暴發性肝炎治療的效果的初步研究報告表明：生態制劑可以調整腸道內菌群的微生態平衡，刺激魚類細胞系統（如T細胞系統），從而形成高效價的特異性抗體，增加魚類免疫力，減少死亡率。
眾所周知，使用化學藥品，除會造成病原體產生抗藥性和污染水域環境外，還會殺害水中有益微生物，造成微生態失調。因此，鄭天凌（1994）指出：對魚蝦疾病用藥物防治是暫時性手段，生態防治才是解決問題的一條出路。筆者認為，在病害防治中，如能將有益微生物的生態因素考慮進去，進行微生態調控，可以少用或不用化學藥品，這樣即可防治魚蝦疾病，降低生產成本，又可以生產健康的綠色食品。
3 結語
目前，關于微生態制劑在水產養殖中的應用，國內外學者進行了一些嘗試，并取得較為理想的效果，但較之在醫學和畜牧方面的研究和應用，尚有較大差距，仍處在較低水平。鑒于水產養殖的特殊環境，以及隨著生物科學的縱深發展，在光輝的抗生素時代之后，必將是一個新的微生態制劑時代，其在水產養殖上的應用必將有著更為廣泛的前景。
中國飼料工業協會信息中心制作
中國飼料工業協會信息中心版權所有
技術支持電話：010－68975815
