酵母菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

何 楊

（西南大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，重慶 榮昌 402460）

酵母菌是一類形態(tài)結(jié)構(gòu)簡單的真菌，根據(jù)其產(chǎn)生孢子的能力，可分成3類：形成孢子株系的子囊菌和擔(dān)子菌，不形成孢子但主要通過芽殖來繁殖的稱為不完全真菌。在真菌分類系統(tǒng)中分別屬于子囊菌綱、擔(dān)子菌綱和半知菌類[1]。酵母菌體中富含蛋白質(zhì)、維生素、生長因子等多種營養(yǎng)物質(zhì)，并且可以生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白，因此可以用做生物餌料。酵母菌處理技術(shù)是一種由日本興起新型有機(jī)廢水處理技術(shù)。酵母菌對處理有機(jī)廢水有著獨(dú)特的功效和價(jià)值。另外，酵母菌也有制備疫苗和除腥等作用。文章就酵母菌的多種功能進(jìn)行了概括和總結(jié)。

1 酵母菌在水質(zhì)凈化中的應(yīng)用

研究表明，酵母菌具有生長繁殖快、代謝旺盛、耐酸和耐高滲透壓等特性，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于處理味精廢水、啤酒廢水、蔗糖廢水等[2]。另外，其作為微生態(tài)制劑的一部分，在水中以各種有機(jī)因子為營養(yǎng)，降低了水中有機(jī)物的含量，降低了溶解氧的消耗，從而改善了池塘水質(zhì)，更有利于魚類的健康生長?；谝陨咸攸c(diǎn)，酵母菌在高濃度有機(jī)廢水、含重金屬離子廢水、有毒有害廢水、生活廢水等方面都有一定的應(yīng)用，除此之外，其在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中也起到了相當(dāng)大的作用。

1.1 酵母菌對水華的抑制作用

目前已經(jīng)有研究表明，有效微生物群（EM菌）能夠改善葉綠素A含量和水體透明度，在一定程度上可有效抑制藻類的生長，防止水華的發(fā)生。研究表明，該菌群中的酵母菌可通過分泌胞外分泌物破壞葉綠素從而達(dá)到抑藻作用[3]。

1.2 酵母菌在廢水處理中的應(yīng)用

1.2.1 酵母菌用于廢水處理的優(yōu)勢

20世紀(jì)90年代，日本最先利用酵母菌進(jìn)行廢水處理，并且效果較好，篩選的酵母菌株對有機(jī)物（特別是油脂等）展現(xiàn)出較好的降解能力。隨后，此項(xiàng)技術(shù)被迅速運(yùn)用到水產(chǎn)品加工廢水處理中。

酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，具有細(xì)胞大、生長快、代謝旺盛等特點(diǎn)，容易在水體中形成優(yōu)勢菌群并且作用效果迅速。經(jīng)過長期的自然選擇，酵母菌能夠適應(yīng)惡劣的生長環(huán)境，較其他菌株來說，其更具有生存的可能性。酵母菌耐酸性強(qiáng)，能在pH 3.0～7.5環(huán)境中生長，還能夠耐高溫。當(dāng)pH＜2.0時(shí)，酵母菌仍然能夠通過吸附作用對活性黑KN-B進(jìn)行脫色，以上特性保證了酵母菌能夠在酸性污水中生長繁殖和代謝發(fā)酵。另外，酵母菌對高糖、高碳（如石油等）和高滲透壓環(huán)境等也具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，加之其對水體中的有毒有害物質(zhì)的降解及吸附作用，例如，酵母菌可降解三硝基甲苯、高濃度的苯、重金屬（鋅、銅、鎳等），還可吸附具有毒性的鉻等，由此，其能在廢水處理中發(fā)揮重要作用[2,4]。

試驗(yàn)表明，4株海洋酵母菌（圓丘假絲酵母菌DY11-1、畢赤酵母DY11-6、近平滑假絲酵母DY07-1、粘紅酵母DY02-3）對水產(chǎn)養(yǎng)殖的有機(jī)污染物（如COD等）、總氮、總磷有一定的降解能力，特別是DY11-1，該菌株能產(chǎn)3種酶，分別為淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶，其酶活力也較高，故對飼料浸出液有機(jī)物降解效果最好，因此其具有開發(fā)成水處理有機(jī)污染物生物制劑的潛在價(jià)值[5]。黑亮等對酵母菌處理味精廢水的研究表明，高濃度的氨氮和硫酸鹽環(huán)境對酵母菌混合菌群的活性沒有顯著影響，并且在處理后可獲得大量單細(xì)胞蛋白質(zhì)，可回收作飼料添加劑[6]。另有試驗(yàn)表明，主要是由于其污水在厭氧過程中會(huì)產(chǎn)生大量的HS，從而抑止了厭氧菌的生長[7]。黑亮等也從味精廠廢水篩選出了兩株酵母菌種，試驗(yàn)結(jié)果表明，兩株菌株混合培養(yǎng)后不僅可以有效去除廢水中的COD，還可以去除還原糖，且效率較高[6]。李靜等根據(jù)粘紅酵母CICC3122的好氧反硝化特性，試驗(yàn)中選用的紅酵母菌DN9和CN6能有效去除水體中的亞硝態(tài)氮以及降解水中的COD，試驗(yàn)表明，這兩種菌株可修復(fù)亞硝態(tài)氮和有機(jī)質(zhì)含量高的養(yǎng)殖水體[8]。另外，可產(chǎn)生纖維素酶的酵母菌可轉(zhuǎn)化秸稈中的纖維素生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白，轉(zhuǎn)化造紙廠的纖維廢水以達(dá)到凈化污水的目的[9]。目前在陸地酵母菌中僅發(fā)現(xiàn)普魯蘭類酵母可以產(chǎn)生纖維素酶，而且這些酵母菌來自熱帶植物中的果實(shí)、葉子和花[10]。

1.2.2 酵母菌用于廢水處理的缺陷

酵母菌處理有機(jī)廢水的溫度大致在20～35℃，隨著溫度的升高，其處理效果下降。當(dāng)溫度＜15℃時(shí)，酵母菌降解廢水中有機(jī)物的能力明顯下降[11]。

加氮量對酵母菌的處理效果也有一定影響，其主要是影響污泥濃度（MLSS）和有機(jī)質(zhì)的去除率，當(dāng)加氮量過大時(shí)，MLSS下降，有機(jī)質(zhì)的去除率也低[12]。如果可以利用的有機(jī)物較少，酵母菌會(huì)出現(xiàn)自溶現(xiàn)象，若不及時(shí)回收，便會(huì)造成二次污染。

1.2.3 酵母菌用于廢水處理的經(jīng)濟(jì)價(jià)值

廢水中還含有多種營養(yǎng)元素，其對于一些微生物的生長具有重要意義。利用酵母菌處理廢水，可以使得污水得到初步處理；還能回收單細(xì)胞蛋白。因此，不僅對環(huán)境有良好的改善效應(yīng)，還產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益。李素玉等研究表明，酵母菌可高效凈化玉米淀粉工業(yè)廢水，廢水COD去除率＞90%，凈化后的廢水還可用于淀粉生產(chǎn)的玉米浸泡、洗米等多項(xiàng)工序[13]。也有試驗(yàn)表明，產(chǎn)朊酵母菌能利用烤鰻蒲燒廢水發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞作為飼料蛋白，且25℃是其最佳產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的溫度[14]。

2 酵母菌在水產(chǎn)餌料生產(chǎn)中的應(yīng)用

酵母菌菌體中富含蛋白質(zhì)、維生素、生長因子等營養(yǎng)物質(zhì)，適口性好，并且大部分酵母菌無毒，可以食用。另外，海洋酵母菌可以產(chǎn)纖維素酶、堿性蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、植酸酶等各種活性胞外酶和嗜殺因子，可應(yīng)用于飼料添加劑。酵母菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖上主要作為餌料添加劑，生產(chǎn)的飼料酵母可部分替代魚粉[15]。近年來，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，很多酵母菌被廣泛用于水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料中，以解決飼料蛋白源缺乏的問題，其中假絲酵母屬的酵母菌得到了比較多的研究。

2.1 酵母菌作為水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物餌料的應(yīng)用

2.1.1 促進(jìn)生長

研究表明，在羅氏沼蝦的養(yǎng)殖飼料中添加法夫酵母，可使其增重率提高14.48%，該結(jié)果也提高了研究者對法夫酵母的關(guān)注度[16]。另有試驗(yàn)表明，采用來自海參腸道的3株酵母菌（HS-J6、HSJ8和HS-J9）經(jīng)發(fā)酵所產(chǎn)胞外多糖進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)飼料中添加多糖有助于提高海參腸道消化酶的活力，促進(jìn)海參生長，且HS-J9的作用效果突出，這為后續(xù)研究海洋酵母菌HS-J9在水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料添加方面的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)[17]。

2.1.2 提高水產(chǎn)飼料的利用率

酵母菌能提高水產(chǎn)動(dòng)物消化酶的活力，從而提高對水產(chǎn)飼料的利用率。酵母菌能提高魚類淀粉酶與胃、腸蛋白酶的活性以及提高肝胰臟淀粉酶的活性，但在一定程度上降低了肝胰臟蛋白酶的活性。陳章寶等研究在淡水白鯧飼料中添加酵母菌和光合細(xì)菌驗(yàn)證了以上結(jié)論[18]。

2.1.3 增強(qiáng)水產(chǎn)動(dòng)物的免疫力、抗病力

Brattgjerd等用來源于酵母細(xì)胞壁的葡萄糖注射大西洋鮭，結(jié)果表明，其能提高大西洋鮭血清溶菌酶活力和非特異性免疫能力[19]。Sajeevan等用來源于海洋酵母菌的葡聚糖投喂印度白對蝦21d后，用WSSV進(jìn)行攻毒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，0.2%葡聚糖組取得最大成活率，其酶活力也得到了相應(yīng)的提高。兩項(xiàng)研究表明酵母多糖發(fā)揮著顯著的作用[20]。施惠娟等經(jīng)過研究表明，將高SOD活性的酵母應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖可以提高養(yǎng)殖動(dòng)物的免疫能力[21]。

酵母細(xì)胞壁中含的免疫多糖對提高水產(chǎn)動(dòng)物的抗病能力具有重要作用。研究表明，用高活性干酵母投喂中華絨螯蟹，可提高其抗病能力[22]。通過在餌料中添加海洋Ⅰ號紅酵母可提高對蝦幼體的成活率，增強(qiáng)其對環(huán)境因子的耐受力[23]。中國海洋生物工程中心試驗(yàn)室證實(shí)了奇異畢赤酵母產(chǎn)生的嗜殺因子對梭子蟹乳化病的病原殺傷力最強(qiáng)[24]。

蝦青素可增強(qiáng)水產(chǎn)動(dòng)物對高氨和低氧的耐受性，清除自由基，抑制脂質(zhì)過氧化，提高抗病能力。試驗(yàn)表明，法夫酵母中的蝦青素可抑制腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵酶——鳥氨酸脫羧酶的活性，從而降低水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)多胺水平，防止腫瘤細(xì)胞的形成[25]。庫德里阿茲威畢赤酵母具有多種胞外酶和單寧酶活性，對水生動(dòng)物具有較好的益生效果。研究表明，庫德里阿茲威畢赤酵母RY55菌株合成的殺傷毒素對多種病原菌有顯著抗菌作用，有較大的研究前景，可以作為一種新型生物防治菌株[26]。

2.1.4 作為飼料蛋白質(zhì)

酵母菌自身含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)并可以通過發(fā)酵過程產(chǎn)生多種營養(yǎng)活性物質(zhì)，如β-葡聚糖、甘露聚糖、有機(jī)酸等。酵母菌蛋白質(zhì)含量高，一般為細(xì)胞干重的40%，且容易被消化。目前產(chǎn)植酸酶的陸地酵母菌受到了許多研究者的關(guān)注，其能分解飼料中的植酸從而釋放出無機(jī)磷酸，這樣可以減少動(dòng)物飼料中無機(jī)磷的添加量，也減少了向環(huán)境中排放的含磷化合物，在保護(hù)環(huán)境方面有積極作用。這些酵母菌種類主要有許旺酵母、奇異畢赤酵母、多型漢遜酵母、紅酵母等。

2.1.5 提高水產(chǎn)品觀賞、食用價(jià)值

研究表明，酵母菌有增加水產(chǎn)品觀賞價(jià)值與食用價(jià)值的作用。動(dòng)物攝食富含蝦青素的紅酵母、紅法夫酵母后可直接吸收貯存沉積于組織中，進(jìn)而增加養(yǎng)殖動(dòng)物的體色，提高觀賞動(dòng)物的觀賞價(jià)值[27]。陳曉明等研究表明，在餌料中添加富含蝦青素的法夫酵母再飼喂中華金魚，蝦青素在其體內(nèi)以酯化形式沉積，魚體各部位色素含量均有所提高。其也可使一些魚類，如大小黃魚、大馬哈魚，以及蝦、蟹類水產(chǎn)品具有特別鮮艷的體色和獨(dú)到的風(fēng)味[28]。

2.2 酵母菌作為餌料的缺陷

某些酵母菌（海洋紅酵母等）缺少水產(chǎn)動(dòng)物生長所必需的多不飽和脂肪酸EPA和DHA，在用作水產(chǎn)動(dòng)物單細(xì)胞蛋白質(zhì)時(shí)，需要添加富含多不飽和脂肪酸的藻類作為補(bǔ)充。另外，一些甲殼類動(dòng)物可以把短鏈脂肪酸轉(zhuǎn)化成EPA和DHA，但是這種合成能力較弱，不足以供給自身的生長需要[29]。

雖然酵母菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的成功應(yīng)用受到許多研究者的關(guān)注，但大多研究集中在其應(yīng)用效果的評價(jià)上，而對其營養(yǎng)成分分析報(bào)道較少，在認(rèn)識(shí)上還有一定的局限性。

3 其 他

試驗(yàn)表明，以酒精酵母為載體的活疫苗可在一定程度上起到對相應(yīng)病原體的免疫保護(hù)作用。岳禮溪等研究表明，向海洋魚類接種含有哈維氏弧菌溶血素蛋白的酒精酵母菌，發(fā)現(xiàn)可以產(chǎn)生特異抗體，但該技術(shù)尚不成熟，需要進(jìn)一步研究[30]。研究表明，酵母菌與乳酸菌的協(xié)同作用可產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)——酯類，起呈味作用。也有試驗(yàn)結(jié)果表明，米酒酵母菌的除腥效果較好，其最佳除腥接種量為25%。除腥后的魚塊同時(shí)具有魚的香味以及米酒的清香味，口味更加鮮美，這給水產(chǎn)品的加工提供了新的方向[31]。

4 酵母菌的危害及應(yīng)用前景

隨著近年來水產(chǎn)品的大規(guī)模養(yǎng)殖，由酵母菌引起的疾病較多，在治療技術(shù)方面，也還有很大的空缺。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年由酵母菌感染引起的死亡率占整個(gè)侵染性疾病總死亡率的40%。又由于酵母菌是一類形態(tài)結(jié)構(gòu)簡單的真菌，其細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能與人類和動(dòng)物類似，因此其防治存在著很嚴(yán)峻的問題。研究發(fā)現(xiàn)，某些海洋酵母菌也可以引起海洋動(dòng)物疾病，并給海水養(yǎng)殖業(yè)造成較大經(jīng)濟(jì)損失[32]。2003年浙江舟山市出現(xiàn)了爆發(fā)性的梭子蟹乳化病，許文軍等發(fā)現(xiàn)這種乳化病是由嗜油假絲酵母引起[33]。孫玉華等研究表明，越冬的羅氏沼蝦因感染莫格球擬酵母而發(fā)生暴發(fā)性疾病[34]。

由于酵母菌處理廢水的效果可觀，因此有越來越多的技術(shù)手段被應(yīng)用。目前，大多采用混合菌群進(jìn)行污水處理，利用不同菌種的酶系來進(jìn)行降解，有效去除廢水中的有機(jī)物。研究表明，長時(shí)間投喂單一菌種可能會(huì)破壞水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物腸道內(nèi)正常的微生態(tài)平衡，從而引起相關(guān)疾病，甚至破壞養(yǎng)殖水體的生態(tài)平衡，引起水質(zhì)惡化，因而多種益生菌混搭已成為今后微生物生態(tài)制劑的發(fā)展趨勢之一，將來在這方面將有更加深入的研究。

5 小結(jié)

酵母菌處理廢水是一種新型的廢水技術(shù)，在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)具有廣闊發(fā)展前景，必將受到越來越多的關(guān)注。酵母生物源飼料在生態(tài)養(yǎng)殖模式下發(fā)揮著日益重要的作用。另外，隨著對酵母認(rèn)識(shí)的逐步系統(tǒng)和深化，酵母在制作疫苗和除腥等方面的研究也會(huì)越來越多。

雖然酵母菌有著多種功效，但其危害性也不容忽視，因此，在利用酵母菌時(shí)應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎，防止其對水產(chǎn)生物造成不必要的傷害。