我们水产养殖为了应对这些疾病,各种各样的杀菌、消毒药物包括抗生素在内被大量而广泛的滥用,不仅对养殖水体造成更深层次的药物残留的污染,同时也对水产这一产业的绿色、健康、可持续发展敲响了警钟。如何能够保证养殖过程中养殖废水的可循环利用或者能够降低水资源的用量成为摆在广大水产从业人员面前的一道难题,因此国内外的众多研究学者对益生菌在养殖水环境的调节控制方面做了较多的研究,并取得了不错的应用效果。
“有益菌”的概念最早于年由Parker提出,认为其为对肠内生物有益的生物或物质。后来经过诸多学者的不断修正和补充,最终在年,世界卫生组织和联合国粮农组织将其定义为:在使用量达到一定水平时,可以对生物的生理健康产生有益作用的活的微生物,并且认为其可以通过一种或者多种方式对生物起到有利作用。有益菌已经在水产养殖实际生产中得到大规模的应用,在优化养殖环境、促进养殖动物生长、提高养殖动物抗病力等方面效果显著。当前,经常用于水产养殖中有益菌包括芽孢杆菌、EM菌.乳酸菌.丁酸梭菌等,每种益生菌由于其不同的作用特点及作用机理而在水产养殖中发挥着各自不一样的“光”和“热”。
高效复合芽孢杆菌:芽孢杆菌,细菌域,厚壁菌门,芽孢杆菌纲,芽孢杆菌目,芽孢杆菌属,G+,好氧,生长后期能产生内生孢子,是一类具有高活性消化酶系、耐高温、抗逆性强的异养菌群含有的芽孢。
作用特点:1.强抗逆性,其在环境不适时形成内生孢子,抵抗高温、高压及强酸、强碱的外部环境,因此应用范围广、使用方法多种多样,可以外用泼洒还可以拌料内服,耐唾液、胃酸及胆汁的侵蚀。2.营养特性,产生多种消化酶类,包括蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶及糖化酶等,个别芽孢杆菌如枯草芽孢杆菌及环状芽孢杆菌还可以分泌果胶酶、纤维素酶等,有助于海参对饲料进行彻底的降解、消化和吸收。3.活化后方可使用,一般市售其它公司成品中芽孢杆菌处于休眠状态,使用前需要活化(加红糖、曝气),菌小宝可以不需外部活化,入塘后可以自行活化、增殖。4.使用后注意增氧,多数芽孢杆菌为好氧菌,其在繁殖过程中利用和分解池底有机沉积物过程中需要消耗较多的氧气,一些积淤较深的池塘,塘底基本处于亚缺氧状态,初次使用芽孢杆菌时,塘底氧气被进一步消耗,极易造成养殖生物的缺氧浮头等。为了避免此类事故的发生,通常建议使用芽孢杆菌后配合使用一些增氧粒,效果会比较好些。
作用机制:1.净水机制:芽孢杆菌在繁殖过程中分泌大量的淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶,对虾残留的饵料和排泄物得以及时和有效的降解,避免塘底有机质的积累。同时,分解有机质释放出来的无机盐如氨盐、磷酸盐等是藻类生长繁殖的良好营养来源,如此一来对虾养殖水体中的氮、磷去除也得以顺利进行,水体自净能力得到大大提高。2.抑菌机制:第一,芽孢杆菌属有益菌,进入对虾体以后可在对虾的肠道内有效定植并进行繁衍,形成优势性有益菌群,竞争性的抑制肠道病原菌繁殖,提高对虾抵抗力。第二,芽孢杆菌繁殖过程中可以产生一些次级代谢产物如杆菌肽、多粘菌素等,可以有效杀灭进入肠道内的弧菌及其他有害病原体。第三,我大学李教授等研究表明,经常施用枯草芽孢杆菌的对虾底泥中细菌群落结构已经发生改变,好氧细菌数量大大增加,弧菌及发光细菌的数量则大大减少,对虾感染致病菌患病的几率得以下降,对虾的成活率及产量得到明显的提升。3.免疫机制:对虾不同于其他的水产动物,没有特定的免疫系统,主要依靠非特异性的免疫能力的提高来抵御疾病的侵袭,其中,血细胞数、溶菌酶及酚氧化酶活力是反映对虾免疫能力的一个重要指标。我大学张教授研究发现,有泼洒或者拌喂芽孢杆菌的池塘对虾的血细胞数、溶菌酶、学清酚氧化酶、血清超氧岐化酶及血清总抗氧化能力均有不同幅度的增加和提升。作用机理推测可能是因为菌体本身或者其胞内代谢产物的某种成分对对虾的非特异性免疫系统功的提升发挥了重要作用,具体原因目前仍在研究之中。
乳酸菌:
厚壁菌门,芽孢杆菌纲,乳杆菌目,乳杆菌科,乳杆菌属,G+,异养厌氧菌,有长杆状或短杆状及圆形,不形成芽孢,多不会运动,是一类可利用碳水化合物发酵产生大量乳酸的细菌的统称。乳酸菌的应用历史最早可以追溯到公元前年的唐朝,相传那时已有文成公主进藏时利用高原牦牛奶酿制“酸奶”治病的佳话。当然,近代有关人类发现并研究乳酸菌的历史则要追溯到19世纪中叶,法国人巴斯德在查找葡萄酒酿造过程中变酸的原因时发现了它。此后,英国的lister,俄国的kem及法国的tissier分别在年、年和年先后发现了乳链球菌、乳杆菌和双歧杆菌,此后有关乳酸发酵制品风靡全球。在人类使用和研究它的过程中,有关它的更多功能和用途被连续不断的挖掘出来,并逐渐引用到了水产养殖尤其是对虾养殖过程中来。目前,根据乳酸菌的来源对象,大体上可以把乳酸菌分为两大类:一类是动物源乳酸菌,一类是植物源乳酸菌。相比动物源乳酸菌,植物源乳酸菌更加稳定、不易出现动物蛋白排斥反应(过敏反应)、活力也更强、肠道定植能力也更好。
显微镜下革兰氏染色的乳酸杆菌
作用特点:1.发酵产酸乳酸菌是为数不多的可以发酵产生乳酸的一类有益菌,在实践生产中通常还会拿产酸力作为衡量一种乳酸菌生产性能高低的一个重要指标。乳酸菌发酵按照产物类型可以分为两类:一类是同型发酵,其发酵过程中只产生乳酸(8成以上),常见菌群有链杆菌、链球菌、德氏杆菌、保加利亚杆菌、酪乳杆菌等。具体发酵过程为葡萄糖经双磷酸己糖途径,2次磷酸化得到1-6二磷酸果糖,醛缩酶分解后得到2个三碳化合物,脱氢氧化成为二分子丙酮酸,丙酮酸接受氢离子还原成为乳酸。另一类为异型发酵,这类乳酸菌在发酵过程中除了产生乳酸外,还能生成微量乙酸、琥珀酸、富马酸、丙酮酸等有机酸以及乙醇、二氧化碳等。这类菌群包括有肠膜状明珠菌、短乳杆菌、番茄乳杆菌、甘露乳杆菌等。此类菌群利用葡萄糖途径为葡萄糖经单磷酸己糖途径形成6-磷酸葡萄糖酸,脱羧形成5-磷酸木酮糖,再裂解成为3-磷酸甘油醛和乙酰磷酸;3-磷酸甘油醛经丙酮酸转化为乳酸,而乙酰磷酸接受氢还原成为乙醇。2.异养兼性厌氧利用有机物在不耗氧情况进行厌氧发酵代谢,释放乳酸或其他有机酸,这对于生活在池塘底部的对虾来说绝对是个好消息,所以在使用乳酸菌的时候不必担心用量过大造成养殖生物缺氧的问题出现。
作用机理:1.拮抗其他有害菌①形成优势种群抑制其他微生物生长、繁殖。在一个特定的微生态系统中,对整个微生物种群起决定作用取决于哪种微生物能够成为优势种群。②根据大学李教授的研究发现,乳酸菌能够在海参的肠道内定植并且形成优势种群。③此外,乳酸菌在代谢过程中还会产生大量的酸性物质、二氧化碳、过氧化氢或者细菌素等物质,可以显著降低对虾消化道内pH值和氧化还原电位,抑制其他有害菌的滋生和繁殖。2.提供营养物质,促进对虾肠道发育对虾肠道中定植下来的乳酸菌可以利用饲料物质合成B组维生素和短链脂肪酸,某些必需氨基酸,部分乳酸菌甚至可以提高对虾肠道矿物元素的生物活性,促进对虾肠道上皮细胞的生长和发育,使海对虾肠道看起来更加“粗壮”。3.改善对虾免疫力由于对虾缺乏像高等动物类似的由免疫球蛋白主导的特异性免疫,但是学者Smith,Roddriguez等发现,对虾的血细胞在海参非特异性免疫反应中具有决定性的作用,结合已有的相关研究表明,对虾健康状况如何可以采用血细胞总数作为评价指标。中国海洋大学张博士()从对虾肠道分离得到的一株乳酸菌,然后通过拌喂饲料投喂对虾一段时间后发现,添加乳酸菌组海参血细胞数得以显著提升。
EM菌:EM菌为一种混合菌一般包括光合菌、酵母菌、乳酸菌等等有益菌类。是一种复合型菌种水质改良制剂。
EM菌(EffectiveMicroorganisms)是由大约80种微生物组成,EM菌由日本琉球大学的比嘉照夫教授年研究成功,于80年代投入市场。EM菌是以光合细菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌为主的10个属80余个微生物复合而成的一种微生物菌制剂。作用机理是形成EM菌和病原微生物争夺营养的竞争,由于em菌在土壤中极易生存繁殖,所以能较快而稳定地占据土壤中的生态地位,形成有益的微生物菌的优势群落,从而控制病原微生物的繁殖和对作物的侵袭。是生态农业的发展方向,更有利于农业的可持续发展。80年代末90年代初,EM菌已被日本、泰国、巴西、美国、印度尼西亚、斯里兰卡等国广泛应用于农业、养殖、种植、环保等领域,取得了明显的经济效益和生态效益。
作用特点:EM菌渗入水体后,其群体作用能杀死或抑制病原微生物和有害物质,调整养殖生态环境,增加水中溶氧量(氧气),促进养殖生态系中的正常菌群和有益藻类活化生长,保持养殖水体的生太平衡;拌入饵料投喂,直接增对虾的吸收功能和防病抗逆能力,促进健壮生长。浓缩EM菌中的光合菌还能利用水中的硫化氢、有机酸、氨及氨基酸兼有反硝化作用中去除水中的亚硝酸铵,因而能使养殖池中的排泄物和残饵污染得到净化,改善水质,减少对虾疾病。
主要作用:1、减少病原微生物和不良藻类、明显增强养殖对象的免疫力和抗病性,降低发病率,提高成活率。用户反映,EM菌可使对虾成活率提高近一倍,成活率由原来的30%提高到70%以上。2、增加有益微生物数量。水面浮游动物、有益藻类增多,特别是红虫不断增多至布满水面。3、稳定和改善水质,水体颜色清爽,不臭不腐,无硫化氢、氨气等异味,能见度在25-50cm的时间长且较稳定,换水时间可延长2倍以上。4、海参粪、池底杂质和下脚料不会变成淤泥而呈散沙状。
丁酸梭菌:丁酸梭菌,又名酪酸菌,丁酸梭状芽孢杆菌,丁酸菌。
酪酸菌是年由日本千叶医科大学宫入近治博士首先发现并报告的,因此又名宫入菌。分类归属于梭菌属,为革兰氏阳性厌氧杆菌。
年,俄罗斯微生物研究所Kingimiyairi博士从人的粪便和土壤中分离出丁酸梭菌,随后发现其厌氧培养的过滤物中含有较少的脂肪酸,具有极强的整肠作用,它可抑制肠道中的致病菌,促进肠道中有益菌如双歧杆菌和乳杆菌的生长,年黑龙江省科学院微生物研究所在俄罗斯微生物研究所引进丁酸梭菌,并在中国定植,为中国微生物有益菌起到重大贡献。
主要特点:1.耐低pH,可在pH=2的酸性环境中2h活菌数仍保持稳定活菌数。
2.耐高温,80℃处理30min,存活率%;95℃处理10min仍有75%的存活率。
3.产抗菌肽(丁酸梭菌素),有效抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌等致病菌群。
4.降低肠道pH值,有效增加水产动物肠道中短链脂肪酸(SCFAs)的含量,尤其显著性增加丁酸含量。
5.增强机体免疫,能有效促进机体IL-1β、TGF-β等促炎因子的表达,降低抑炎因子IL-10的表达水平。
6.稳定性好,丁酸梭菌为内生芽孢,不受胃酸、胆汁酸的影响,对多种饲用抗生素有较强的耐受性,可配伍使用,提高疗效。
主要功能:1、防控肠炎、白便:调整肠道菌群平衡,促进肠道有益菌群增殖。本品能促进水产养殖动物肠道有益菌群的增殖和发育,抑制肠道内有害菌和腐败菌的生长、繁殖,纠正肠道菌群紊乱,减少肠炎、白便的发生,对海参化皮症状有显著效果;
2、减少空肠空胃:增强免疫功能,促进生长发育。本品在水产养殖动物肠道内能产生B族维生素、维生素K、淀粉酶、蛋白酶、糖苷酶等物质,增强水产养殖动物对脂肪和蛋白质的消化吸收,强化胃肠功能,促进水产养殖动物生长发育,明显减少海参空肠空胃的发生;
3、转肝抗应激:修复肠道上皮组织,保护肝细胞。丁酸梭菌的代谢产物丁酸是肠道上皮组织细胞再生、修复必要的营养物质,本品能促进肠道上皮组织的修复,调节胃肠代谢功能,提高饲料利用率,增强体质,提高抗应激能力。