馬良驍,趙述淼
(1.武漢天辰生物科技有限公司,湖北 武漢 430070;2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院農(nóng)業(yè)微生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢 430070)
水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的飛速發(fā)展,導(dǎo)致規(guī)?;⒓s化程度越來越高,也導(dǎo)致了養(yǎng)殖過程中病原微生物的種類不斷增加,傳播速度也在加快,養(yǎng)殖生態(tài)平衡遭到破壞,致使病害頻發(fā),直接影響整個(gè)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)[1]。微生態(tài)制劑無毒、無殘留、無污染、無副作用,不產(chǎn)生抗藥性,可以有效改善水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境,提高水產(chǎn)動物免疫能力,同時(shí)減少疾病的發(fā)生,增進(jìn)水產(chǎn)動物健康和生長,維持水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)平衡。
工廠化養(yǎng)蝦具有“產(chǎn)量高、效率高、效益高”等優(yōu)勢,但近幾年養(yǎng)殖狀況不容樂觀,成功率并不高。相比外塘、地膜池、高位池,工廠化養(yǎng)蝦模式環(huán)境的承載力較差,養(yǎng)殖期間管理不當(dāng),易引起對蝦體質(zhì)變?nèi)?、機(jī)體免疫力下降、缺氧、軟殼、應(yīng)激大、蛻殼不遂、雙層殼、肌肉白濁、長不大、肝腸疾病、偷死等病癥。目前,丁酸梭菌制劑已被廣泛用于人類和畜禽腸道疾病的預(yù)防[2-4],而丁酸梭菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用并不是太多,復(fù)合丁酸梭菌制劑的應(yīng)用則更少。
丁酸梭菌,又名丁酸梭狀芽孢桿菌,酪酸菌,由日本千葉醫(yī)科大學(xué)宮入近治博士于1933 年最早發(fā)現(xiàn),因此又名宮入菌[5]。丁酸梭菌為梭菌屬,嚴(yán)格厭氧的革蘭氏陽性桿菌,同時(shí)也是腸道的益生菌,一定程度上對體內(nèi)致病菌有抑制作用[6],同時(shí)能夠促進(jìn)益生菌的增殖[7]。另外,丁酸梭菌可產(chǎn)生淀粉酶等多種胞外酶,且能夠合成煙酸、葉酸等維生素類化合物[8],代謝產(chǎn)生丁酸、乙酸,而丁酸是腸道上皮組織細(xì)胞再生和修復(fù)的主要能源物質(zhì),具有修復(fù)腸道黏膜并降低腸黏膜通透性的功能[9]。該菌主要從天然酸奶、奶酪、動物和人的糞便以及土壤等自然環(huán)境中分離提取。
乳酸菌是一類能利用可發(fā)酵碳水化合物(主要指葡萄糖)產(chǎn)生大量乳酸的革蘭氏陽性細(xì)菌的統(tǒng)稱,在厭氧或微好氧、礦物質(zhì)和有機(jī)營養(yǎng)豐富的環(huán)境中生長繁殖。在pH 值為3.0~4.5 時(shí)仍可生長,并能適應(yīng)胃的酸性環(huán)境。在機(jī)體內(nèi)可調(diào)節(jié)胃腸道正常菌群,維持微生態(tài)平衡,改善胃腸功能;同時(shí)提高生物效價(jià)和食物轉(zhuǎn)化率,促進(jìn)動物生長;降低血清膽固醇,控制內(nèi)毒素;提高機(jī)體免疫力,抑制腸道內(nèi)腐敗菌生長等[10-11]。目前在細(xì)菌分類學(xué)上已發(fā)現(xiàn)的主要有乳酸桿菌屬、雙歧桿菌屬、片球菌屬、鏈球菌屬、芽孢乳桿菌屬等,我國允許使用的安全微生態(tài)菌種包括嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌、乳鏈球菌、乳酸片球菌、糞腸球菌、屎腸球菌、沼澤紅假單胞菌、啤酒酵母、枯草芽孢桿菌等[12]。
復(fù)合丁酸梭菌制劑是由丁酸梭菌、多株乳酸菌等優(yōu)勢菌株,科學(xué)配比,采用混合發(fā)酵制成,是芽孢類與乳酸菌類的科學(xué)復(fù)配,因?yàn)閺?fù)合了昂貴的丁酸梭菌,所以比單純?nèi)樗峋邇?yōu)勢。
1.3.1 腸道定植能力更強(qiáng) 水產(chǎn)動物腸黏膜比較短而簡單,腸體也遠(yuǎn)小于陸生動物,且附著性較弱,但丁酸梭菌的粘附能力卻較強(qiáng),腸道定植時(shí)間長達(dá)72 h,而乳酸菌僅有6~8 h。所以復(fù)合丁酸梭菌制劑比單純?nèi)樗峋苿┰谡{(diào)理水產(chǎn)動物腸道方面更具優(yōu)勢。
1.3.2 腸道存活時(shí)間更長 丁酸梭菌特殊的芽孢結(jié)構(gòu),使其在以芽孢形式存在時(shí),具有耐酸堿、耐高溫、耐輻射和耐化學(xué)藥品的特性。pH 值為1.0 時(shí)仍能存活,pH 值為4.6~10.6 時(shí)均可生長,最適生長pH 值為5.0~7.0。在胃腸道內(nèi)可以適應(yīng)酸性環(huán)境,不受胃酸、膽汁酸等的影響,存活時(shí)間更長。所以復(fù)合丁酸梭菌制劑比單純?nèi)樗峋苿└鼙Wo(hù)胃腸道。
1.3.3 能夠修復(fù)腸道黏膜 丁酸梭菌的主要代謝產(chǎn)物丁酸,為腸道上皮細(xì)胞的前體物質(zhì),能夠修復(fù)腸黏膜,鞏固腸黏膜生物屏障,有效減輕飼料抗原、病菌病毒和霉菌毒素對動物及其腸道的侵害作用,復(fù)合丁酸梭菌制劑可配合用于魚蝦蟹腸炎,腸黏膜病變造成的對蝦白便等,腸道修復(fù)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單純?nèi)樗峋苿13]。
1.3.4 調(diào)理腸道菌群平衡能力更強(qiáng) 丁酸梭菌芽孢的萌發(fā)以及擴(kuò)增速率很快,能夠產(chǎn)生短鏈脂肪酸,包括丁酸、乳酸、乙酸等可有效抗菌防腐,并能在腸道內(nèi)有效抑制病原菌和腐敗菌的異常增殖[14],而且復(fù)合丁酸梭菌制劑中菌種之一乳酸桿菌也能從簡單的碳水化合物中產(chǎn)生大量乳酸,降低腸道內(nèi)pH 值,使之不利于有害菌的生長;同時(shí)能產(chǎn)生促雙歧桿菌生長因子,顯著促進(jìn)有益菌的生長,與雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、糞鏈球菌等形成共生關(guān)系[15]。趙熙等[16]發(fā)現(xiàn),酪酸菌制劑可增加腸道內(nèi)的雙歧桿菌、乳酸桿菌的數(shù)量。因此復(fù)合丁酸梭菌制劑的雙重作用相比單純?nèi)樗峋苿苡行У恼{(diào)節(jié)腸道菌群平衡,更快改善腸道微生態(tài)環(huán)境,更有效的降低腸道疾病發(fā)生率。
1.3.5 調(diào)節(jié)凈化水質(zhì) 復(fù)合丁酸梭菌制劑,具備芽孢桿菌和乳酸菌的雙重效果,能利用其不同功能與微生物共棲,兼有不同代謝機(jī)制的特性,在底部厭氧繁殖,抑制細(xì)菌和寄生蟲繁殖,迅速而徹底地降解進(jìn)入養(yǎng)殖水體的淤泥、殘餌、糞便和動植物尸體等有機(jī)物,減少有機(jī)物在池底的沉積,消除底臭,降低水體化學(xué)需氧量,避免有毒有害因子的積累,改善各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo),凈化水質(zhì)作用優(yōu)于單純?nèi)樗峋苿?/p>
1.3.6 促長防病效果更明顯 復(fù)合丁酸梭菌制劑因復(fù)合了丁酸梭菌,比單純?nèi)樗峋苿?,更能提高黏膜免疫活性、提高免疫物質(zhì)如自然殺傷細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等的活性,增強(qiáng)機(jī)體免疫力和抵抗力,達(dá)到防治疾病、提高成活率的目的[17];拌料飼喂該制劑,隨食物進(jìn)入養(yǎng)殖動物腸道后,可以促進(jìn)消化酶的分泌,提高食物轉(zhuǎn)化率,促進(jìn)生長效果更明顯[18]。
1.3.7 對抗生素有較強(qiáng)的抗性 除了萬古霉素、新生霉素、先鋒霉素和四環(huán)素等少數(shù)幾種抗生素外,丁酸梭菌對大多數(shù)抗生素有較強(qiáng)的抗性,與某些抗生素同時(shí)使用時(shí),不干擾其他細(xì)菌感染的治療。所以,復(fù)合丁酸梭菌制劑可以聯(lián)抗使用治療水產(chǎn)動物腸道疾病,相比單純?nèi)樗峋苿└邇?yōu)勢。
工廠化養(yǎng)蝦極易出現(xiàn)如前后盲囊發(fā)白、腸道發(fā)紅、腸道斷節(jié)、水腸、空腸、拖便、糞便粘連、打團(tuán)等腸道問題,肝臟發(fā)紅、發(fā)黑、積水、腫大、模糊、萎縮等肝臟問題,且很難處理,所以一定要重點(diǎn)關(guān)注腸肝軸養(yǎng)護(hù),健腸護(hù)肝。對蝦腸道有問題時(shí),還要看肝臟有沒有問題,如若肝臟沒事,就重點(diǎn)調(diào)理腸道,如若肝臟有問題,就必須先調(diào)理肝臟,調(diào)理好了肝臟,腸道的負(fù)擔(dān)隨之降低,腸道問題就更容易調(diào)理。
南美白對蝦消化系統(tǒng)非常簡單,容易形成腸道生物屏障,復(fù)合丁酸梭菌制劑中丁酸梭菌和嗜酸乳桿菌屬腸道原籍菌,在腸道更容易定植,而且二者優(yōu)勢互補(bǔ)、相互促進(jìn),協(xié)作維護(hù)腸道菌群平衡。丁酸梭菌代謝產(chǎn)生的丁酸、乳酸等短鏈脂肪酸作為南美白對蝦腸道上皮細(xì)胞的能量來源,能夠充分保障對蝦腸道細(xì)胞活力,鞏固上皮細(xì)胞的緊密連接程度,促進(jìn)粘蛋白和防御素分泌,快速修復(fù)腸道,恢復(fù)生理機(jī)能,提高攝食,進(jìn)而減少腸炎、水腸、拖便、糞便打團(tuán)不成形等的發(fā)生機(jī)率,可大幅度降低空腸空胃的發(fā)生。此外,丁酸和乳酸也是對蝦腸道最大優(yōu)勢益生菌群--雙歧桿菌的益生元,不僅能促進(jìn)雙歧桿菌在南美白對蝦體內(nèi)的快速增殖,幫助穩(wěn)定腸道微生態(tài)環(huán)境,而且能夠降低氧化還原電勢,清除超氧化物,創(chuàng)造腸道酸性環(huán)境,從而抑制腸道弧菌繁殖,減少腸炎發(fā)生。
對蝦腸道是重要的消化及免疫器官,腸道出現(xiàn)問題極易導(dǎo)致其消化吸收能力減弱,造成吃料減慢甚至不吃料,嚴(yán)重影響生長速度,導(dǎo)致疾病的發(fā)生。對蝦肝臟又稱肝胰腺,是重要的解毒及免疫器官,主要分解體內(nèi)代謝毒素,腸道中的氨、吲哚等各種內(nèi)毒素都需要肝臟去清除,如若腸道健康了就很好降低肝臟的解毒負(fù)荷,因此通過養(yǎng)護(hù)腸道,減輕腸炎發(fā)生,能夠有效保護(hù)肝臟的解毒酶系統(tǒng)不被腸道毒素破壞。另外系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上對蝦中腸腺由中腸和肝胰腺構(gòu)成,許多腸道疾病往往也是肝臟病變引起的,我們只需針對性的調(diào)理肝臟,也能很好的達(dá)到控制腸道疾病的目的。
調(diào)腸是為了保肝,保肝也是為了健腸,定期使用復(fù)合丁酸梭菌制劑可消除高蛋白飼料給對蝦帶來的腸道、肝膽負(fù)擔(dān),疏肝利膽,改善對蝦轉(zhuǎn)肝期、養(yǎng)殖中后期易出現(xiàn)的肝臟問題,起到保肝、護(hù)肝、養(yǎng)肝的作用。
定期使用復(fù)合丁酸梭菌制劑,可以通過對腸黏膜的修復(fù),來加固腸黏膜生物屏障,從而使腸道變得更為粗壯,維護(hù)腸道健康,促進(jìn)攝食。
定期使用復(fù)合丁酸梭菌制劑,可以刺激黏膜免疫活性,提高非特異性免疫。制劑中的丁酸梭菌和乳酸菌在對蝦腸道會產(chǎn)生多種消化酶,這些消化酶能幫助降解飼料中的蛋白質(zhì)、脂肪以及復(fù)雜的碳水化合物,提高飼料利用率。復(fù)合制劑中的許多菌體本身也含有大量的營養(yǎng)物質(zhì),可以直接被對蝦攝取利用,促進(jìn)對蝦生長。Sumon 等[19]研究發(fā)現(xiàn),飼喂含有丁酸梭菌飼料的羅氏沼蝦,其胃腸道蛋白酶活性和淀粉酶含量均得到提高,機(jī)體免疫力增強(qiáng),同時(shí)也抑制了養(yǎng)殖過程中致病菌哈維氏弧菌的生長;段亞飛等[13]添加丁酸梭菌到凡納濱對蝦配合飼料中進(jìn)行投飼試驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn)丁酸梭菌可增加凡納濱對蝦腸道短鏈脂肪酸、蝦體粗蛋白含量,來調(diào)節(jié)腸道消化能力,并且能提高氨脅迫條件下的腸道免疫機(jī)能,進(jìn)而促進(jìn)凡納濱對蝦的生長。
工廠化養(yǎng)蝦投苗多,特別到養(yǎng)殖中后期因投喂多,易造成殘餌、糞便等有機(jī)質(zhì)過多,污染物過多,引起氨氮、亞鹽過高,復(fù)合丁酸梭菌制劑可隨著殘餌及糞便的形式釋放到養(yǎng)殖水體,降低糞便對池水的污染程度,控制池底發(fā)臭發(fā)滑,防止氨氮、亞硝酸鹽等有害物質(zhì)產(chǎn)生,起到改善水質(zhì)作用。另外代謝產(chǎn)物丁酸、乳酸等混合有機(jī)酸,能很好的起到穩(wěn)定水體和降低水體堿度的作用。
工廠化養(yǎng)蝦養(yǎng)殖密度高,自然對營養(yǎng)需求也高。復(fù)合丁酸梭菌制劑所產(chǎn)生的營養(yǎng)物質(zhì),對蝦體具有保健作用,高效修復(fù)蝦腸道上皮組織,并幫助維持腸粘膜上皮細(xì)胞正常形態(tài),修復(fù)腸粘膜;還可在腸道內(nèi)產(chǎn)生B 族維生素、維生素K、維生素E 等[20],供給對蝦生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)物質(zhì),加快飼料營養(yǎng)消化,以此提高飼料轉(zhuǎn)化率,促進(jìn)對蝦早上市。
水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展,人們物質(zhì)生活水平的提高,也對水產(chǎn)品提出了更高的需求,食品安全、環(huán)保問題日益凸顯,新冠疫情后環(huán)境、健康問題也越來越得到人們的重視,水產(chǎn)養(yǎng)殖需加速推進(jìn)綠色生產(chǎn)發(fā)展方式,更加注重生態(tài)技術(shù),更加注重疾病的預(yù)防性,水產(chǎn)“禁抗、限抗、減抗”也已是趨勢,在抗生素替代產(chǎn)品中主要有酸化劑、抗菌肽、酶制劑、植物精油、中草藥、益生菌等幾類,而丁酸梭菌被認(rèn)為是取代抗生素最具潛力的發(fā)展方向之一。丁酸梭菌綠色環(huán)保、無毒副、無殘留、無耐藥性,可以改善水產(chǎn)動物腸道微生態(tài)環(huán)境,提高機(jī)體免疫力,促進(jìn)水產(chǎn)動物生長,健腸護(hù)肝,可以聯(lián)抗使用防控腸炎,具有非常廣闊的應(yīng)用前景。但由于丁酸梭菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用近幾年才逐步增加研究,在生產(chǎn)和使用過程中也必然存在一些問題:1)菌株來源不同,發(fā)酵水平不同,也導(dǎo)致了發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量的參差不齊;2)目前尚不明確丁酸梭菌在水產(chǎn)動物體內(nèi)的代謝機(jī)制;3)大量研究證明丁酸梭菌與其他益生菌如雙歧桿菌、乳桿菌復(fù)配使用效果更佳,但復(fù)配使用的比例及對應(yīng)的培養(yǎng)基、培養(yǎng)條件、其它協(xié)同作用的菌株仍需進(jìn)一步探究等等??傊S著丁酸梭菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖中應(yīng)用和研究的深入,復(fù)合丁酸梭菌制劑產(chǎn)品也會應(yīng)用于更多的水產(chǎn)養(yǎng)殖品種、養(yǎng)殖領(lǐng)域、養(yǎng)殖階段、養(yǎng)殖模式等,進(jìn)而促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。