水產(chǎn)健康養(yǎng)殖微生態(tài)制劑研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化

章程

摘要：作為天然環(huán)保制劑，微生態(tài)制劑具有無耐藥性、無藥物殘留、無毒副作用等優(yōu)勢，在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛，為更好滿足水產(chǎn)健康養(yǎng)殖發(fā)展需要，近年來微生態(tài)制劑相關(guān)的理論研究和實踐探索大量涌現(xiàn)。本文結(jié)合水產(chǎn)健康養(yǎng)殖需要，深入探討微生態(tài)制劑研發(fā)要點、微生態(tài)制劑產(chǎn)業(yè)化路徑，希望能夠給相關(guān)從業(yè)人員以啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：水產(chǎn)健康養(yǎng)殖;微生態(tài)制劑;產(chǎn)業(yè)化

中圖分類號：S963? ? ? ? 文獻標識碼：A

近年來微生態(tài)制劑在我國水產(chǎn)健康養(yǎng)殖領(lǐng)域的應(yīng)用范圍逐漸擴大，如作為水質(zhì)改良劑、飼料添加劑。但結(jié)合實際調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)在微生態(tài)制劑的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化方面仍存在不足，為盡可能改變現(xiàn)狀，正是本文圍繞水產(chǎn)健康養(yǎng)殖微生態(tài)制劑研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化開展具體研究的原因所在。

1? 研發(fā)要點

1.1? 篩選優(yōu)化菌種

基于水產(chǎn)健康養(yǎng)殖需要，微生態(tài)制劑研發(fā)需要從篩選、優(yōu)化菌種入手，首先關(guān)注安全性，之后考慮高效性、功能性、易培養(yǎng)、穩(wěn)定性，這一過程可結(jié)合腸道免疫保護論、微生物拮抗論等微生態(tài)制劑作用機理，如結(jié)合圖1所示的微生物與腸道黏膜免疫應(yīng)答簡略圖開展研究。一般情況下需保證微生態(tài)制劑菌種對水產(chǎn)動物本身安全，屬地化和同源性的菌種來源、菌種競爭力、低pH值環(huán)境下活力、功能明確程度、獲取難度、作用機理等方面同樣需要得到重視?；谒a(chǎn)動物本身安全考慮，需關(guān)注菌種毒副作用和病原性，做好菌株、菌種的抗性基因存在情況評價，同時關(guān)注其基因的毒力因子及是否產(chǎn)毒，如在基因識別等環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)基因存在編碼毒力因子，需針對性開展細胞毒性試驗等表型實驗，同時應(yīng)保證篩選得到的菌株、菌種不會與病原微生物雜交;基于屬地化和同源性的菌種來源考慮，應(yīng)重點選擇宿主對應(yīng)土著菌群，可以從水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境或水產(chǎn)動物腸道分離得到菌種，同時以原有性能不變?yōu)樵瓌t，避免排斥作用產(chǎn)生，在益生功能最大程度發(fā)揮的同時還需要保證微生態(tài)平衡。通過本地分離獲得菌種可保證其受到的外來干擾降到最低;基于pH值環(huán)境活力進行考慮，需保證菌種在膽汁酸、有機酸、無機酸等環(huán)境下存在較強活力，同時需設(shè)法在宿主腸道內(nèi)穩(wěn)定定植，菌種產(chǎn)生的過氧化氫、乳酸等抑制病原菌物質(zhì)能力也需要得到重視;考慮獲取難度，需保證菌種獲取難度較低且適合工業(yè)化生產(chǎn)，如能夠在飼料中穩(wěn)定存在，菌種在高溫、高濕高壓條件下加工后的存活率也需要得到保障[1]。

在篩選水產(chǎn)健康養(yǎng)殖微生態(tài)制劑菌種的過程中，需要首先進行相關(guān)研究背景資料收集，獲得菌株后評估其安全性和致病性、有效性和功能性，同時需要評估其抑制外源致病菌株的能力，明確菌株發(fā)酵特性和商業(yè)價值，最終建立產(chǎn)品質(zhì)量標準。菌種篩選需要重點關(guān)注風險評價與安全性分析，菌種與宿主腸道環(huán)境的適應(yīng)性也能夠得到重視，考慮胰蛋白酶、膽鹽等因素影響。對于加工過程中涉及的干燥、運輸處理來說，需考慮加工過程中的水產(chǎn)微生態(tài)制劑死亡情況。通過篩選、優(yōu)化菌種可以確定，水產(chǎn)養(yǎng)殖動物患疾預(yù)防適合選擇產(chǎn)乳酸類細菌，如片球菌、乳桿菌、雙歧桿菌，水產(chǎn)動物飼料利用率及生長速率提升適合選擇酵母菌、芽孢桿菌。在具體實踐中，有益菌菌株、菌種不僅可以從水產(chǎn)動物及水體環(huán)境中培養(yǎng)和分離，還可以考慮對微生物中有害或無益基因通過生物學手段剔除，或在微生物基因中插入整合抗酸、耐高溫等功能基因，新的菌株、菌種可由此獲得，這對宿主體內(nèi)的菌株、菌種存活及飼養(yǎng)過程中各類負面影響抵御能夠帶來積極影響。值得注意的是，菌種的基因改造或突變存在一定風險，因此需要嚴格開展檢測和控制工作[2]。

1.2? 復(fù)合菌種搭配

為實現(xiàn)更有效水產(chǎn)健康養(yǎng)殖微生態(tài)制劑研發(fā)，還需要關(guān)注復(fù)合菌種搭配，這是由于缺乏協(xié)同互補多種有益菌的單一菌種微生態(tài)制劑往往在使用效果方面存在不足，在不同環(huán)境下的應(yīng)用效果差異顯著情況也較為常見。復(fù)合菌劑在適應(yīng)不同宿主和環(huán)境方面表現(xiàn)突出，在提高食物轉(zhuǎn)化率、促進生長方面也具備更突出表現(xiàn)，同時能夠更好服務(wù)于疾病預(yù)防。水產(chǎn)健康養(yǎng)殖微生態(tài)制劑研發(fā)中的復(fù)合菌種搭配需要充分結(jié)合水產(chǎn)動物腸道菌群狀態(tài)、生理狀態(tài)、年齡階段、具體種類，由此優(yōu)選配方組合，保證不同益生菌作用的優(yōu)勢互補、充分發(fā)揮，一般需要做到兼性厭氧菌和厭氧菌共存。復(fù)合菌劑組合優(yōu)化需得到配伍試驗支持，具體涉及制備種子菌液、初篩、配伍篩選等環(huán)節(jié)，具體篩選需首先確定一種物質(zhì)含量和一種菌種，以此開展配伍試驗，保證復(fù)合菌種搭配效果。

1.3? 發(fā)酵工藝應(yīng)用

微生態(tài)制劑研發(fā)還需要科學應(yīng)用發(fā)酵工藝，包括固體發(fā)酵、液體深層發(fā)酵等工藝。圍繞固體發(fā)酵進行分析可以發(fā)現(xiàn)，該工藝存在菌量大、酶系豐富等優(yōu)勢，但同時存在機械化程度不高、發(fā)酵不均勻、生產(chǎn)周期長等缺點，因此該工藝應(yīng)用需要聚焦檢測手段及設(shè)備的升級。圍繞液體深層發(fā)酵進行分析可以發(fā)現(xiàn)，該工藝在完成菌體發(fā)酵后可直接進行微生態(tài)制劑生產(chǎn)，也可以進一步開展干燥、吸附、濃縮等加工。對于多數(shù)微生物來說，該工藝能夠提供最適宜的液體懸浮狀態(tài)，這對運輸、控制、檢測、優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品產(chǎn)出均能夠帶來積極影響，但同時存在的菌株芽孢活力低等缺陷不容忽視。相較于固體發(fā)酵工藝，液體深層發(fā)酵工藝的技術(shù)更成熟、應(yīng)用更廣泛，為進一步優(yōu)化該工藝可從菌株處理保護手段及發(fā)酵條件入手。考慮到上述兩種發(fā)酵工藝均存在一定優(yōu)缺點，因此可考慮結(jié)合兩種工藝，如大量菌體由液體深層發(fā)酵生產(chǎn)，固體發(fā)酵罐負責開展固體發(fā)酵，這種工藝能夠在一定程度上兼顧固體發(fā)酵和液體深層發(fā)酵優(yōu)點，但由于轉(zhuǎn)移過程容易染菌且菌體生長容易受到狀態(tài)過渡影響，因此必須謹慎選擇不同發(fā)酵工藝研發(fā)水產(chǎn)健康養(yǎng)殖微生態(tài)制劑[3]。

2? 產(chǎn)業(yè)化路徑

2.1? 建立菌種篩選、生產(chǎn)規(guī)范

為更好研發(fā)水產(chǎn)健康養(yǎng)殖微生態(tài)制劑并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，需關(guān)注菌種篩選、生產(chǎn)規(guī)范的建設(shè)，在科學規(guī)劃的產(chǎn)品標準支持下，產(chǎn)品質(zhì)量能夠得到保障，產(chǎn)業(yè)化面臨的難關(guān)可由此更好打破。菌種屬于微生態(tài)制劑的核心，其產(chǎn)品質(zhì)量直接受到菌種篩選成果影響，因此必須結(jié)合菌種篩選需要，完成標準篩選過程建立，這一過程不僅需要考慮菌種安全，菌種的抗逆性、穩(wěn)定性、種屬、來源也需要設(shè)法規(guī)范。微生態(tài)制劑對研發(fā)和生產(chǎn)存在較高要求，這使得很多企業(yè)在高質(zhì)量微生態(tài)制劑研發(fā)和生產(chǎn)方面存在能力欠缺，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定情況較為常見。因此水產(chǎn)健康養(yǎng)殖微生態(tài)制劑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展應(yīng)聚焦政府與市場的合作，通過出臺產(chǎn)品標準及生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范，實現(xiàn)對微生態(tài)制劑市場的規(guī)范，微生態(tài)制劑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展基礎(chǔ)可同時夯實。

2.2? 編制生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程

為更好實現(xiàn)水產(chǎn)健康養(yǎng)殖微生態(tài)制劑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，還需要關(guān)注生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程的編制。在生產(chǎn)加工微生態(tài)制劑的過程中，高壓、高溫、高濕等因素往往會大量導(dǎo)致益生菌類死亡，這一技術(shù)難題必須在微生態(tài)制劑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中解決，否則微生態(tài)制劑在具體應(yīng)用中將出現(xiàn)效價不明、效果差問題。為應(yīng)對生產(chǎn)加工過程的高壓、高溫、高濕因素，近年來相關(guān)理論研究和實踐探索大量涌現(xiàn)，低溫膨化技術(shù)、微膠囊包埋技術(shù)、噴涂工藝、耐高溫高濕菌株篩選等均屬于其中代表，這類工藝或方法在成本、技術(shù)難度、作用效果方面的差異明顯。因此，必須聚焦微生態(tài)制劑生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程編制，為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供依據(jù)，保證微生態(tài)制劑更好服務(wù)于水產(chǎn)健康養(yǎng)殖。

2.3? 構(gòu)建效果評價技術(shù)體系

對比抗生素等化學藥品和微生態(tài)制劑可以發(fā)現(xiàn)，本文研究的微生態(tài)制劑在環(huán)境友好方面表現(xiàn)突出，且存在防重于治特點，但這些特點對微生態(tài)制劑產(chǎn)業(yè)化帶來的一系列影響必須得到重視。由于水產(chǎn)健康養(yǎng)殖中的“防”無法體現(xiàn)立竿見影效果，本身屬于持續(xù)過程，考慮到顯著效果無法在短時間內(nèi)獲取，必須設(shè)法解決微生態(tài)制劑的促進水產(chǎn)養(yǎng)殖作用評價問題。結(jié)合實際調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段部分企業(yè)在微生態(tài)制劑生產(chǎn)中存在通過死菌數(shù)冒充活菌數(shù)、缺乏產(chǎn)品評價資質(zhì)等問題，這使得微生態(tài)制劑的供給側(cè)缺乏可靠、有效數(shù)據(jù)支持，很多水產(chǎn)養(yǎng)殖戶受此影響質(zhì)疑微生態(tài)制劑的應(yīng)用效果。為更好實現(xiàn)微生態(tài)制劑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，解決上述問題，相關(guān)企業(yè)的改革升級極為關(guān)鍵，考慮到現(xiàn)階段統(tǒng)一標準的缺乏，企業(yè)需要聚焦自身生產(chǎn)技術(shù)提升和品牌形象打造，這關(guān)系著產(chǎn)品的市場競爭力和自身可持續(xù)發(fā)展。政府、企業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖戶還應(yīng)共同開展水產(chǎn)微生態(tài)制劑使用效果評價體系建設(shè)，以此為微生態(tài)制劑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展、行業(yè)發(fā)展提供支持[4]。

2.4? 聚焦生產(chǎn)加工技術(shù)升級

在水產(chǎn)健康養(yǎng)殖微生態(tài)制劑的生產(chǎn)加工過程中，涉及的技術(shù)較為多樣，常用技術(shù)包括低溫膨化技術(shù)、微膠囊包埋技術(shù)、后噴涂工藝等。為實現(xiàn)微生態(tài)制劑加工過程中菌株及熱敏物質(zhì)損失的控制，耐高溫菌劑、微囊化處理等方法近年來的受關(guān)注程度不斷提升，但同時帶來的成本提高問題也開始引起業(yè)界重視，這使得在成本方面具備優(yōu)勢的真空后噴涂技術(shù)更多應(yīng)用于微生態(tài)制劑生產(chǎn)加工。基于壓力差，真空后噴涂技術(shù)可通過表面抽真空處理成型飼料，同時在飼料表面通過壓力差實現(xiàn)微生態(tài)制劑噴涂。真空后噴涂技術(shù)可保證飼料顆粒內(nèi)部滲入微生態(tài)制劑，配方失真等問題能夠有效解決，技術(shù)應(yīng)用實現(xiàn)的飼料顆粒內(nèi)部空氣抽出也使得微生態(tài)制劑效果更好發(fā)揮。通過在微膠囊中包裹微生態(tài)制劑，微囊化包囊技術(shù)可實現(xiàn)活菌存活時間延長及活力保持，該技術(shù)同樣能夠為微生態(tài)制劑作用發(fā)揮提供支持，這使得該技術(shù)屬于最有效、最實用的益生菌活力保持技術(shù)，在水產(chǎn)健康養(yǎng)殖微生態(tài)制劑生產(chǎn)加工技術(shù)升級領(lǐng)域的應(yīng)用價值極高，理應(yīng)得到業(yè)內(nèi)人士重視。

3? 結(jié)論

綜上所述，水產(chǎn)健康養(yǎng)殖微生態(tài)制劑具備廣闊發(fā)展前景。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的編制生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程、構(gòu)建效果評價技術(shù)體系、聚焦生產(chǎn)技術(shù)加工升級等內(nèi)容，則提供了可行性較高的微生態(tài)制劑研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化路徑。為更好滿足水產(chǎn)健康養(yǎng)殖需要，科學使用技術(shù)規(guī)范的針對性編制、基因工程技術(shù)的科學應(yīng)用等方面同樣需要得到重視。

參考文獻

[1]李順，劉寧，張玉玲. 微生態(tài)制劑在加州鱸養(yǎng)殖中的應(yīng)用[J]. 水產(chǎn)養(yǎng)殖，2021，42（09）：54-55+58.

[2]肖艷. 微生態(tài)制劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用及存在的問題[J]. 漁業(yè)致富指南，2021（14）：12-18.

[3]嚴正凜，劉瑞義，陳珍賜，等. 海水池塘養(yǎng)殖水質(zhì)的微生態(tài)制劑調(diào)控技術(shù)[J]. 黑龍江水產(chǎn)，2021，40（03）：49-50.

[4]植石全，李曉陽. 含滅活嗜酸乳桿菌和枯草芽孢桿菌的微生態(tài)制劑對羅曼粉蛋雞生產(chǎn)性能及糞便含水率的影響[J]. 飼料博覽，2021（03）：8-11.