浅析微生态制剂在养殖中的应用

中国水产门户网报道       本文就微生态制剂的分类、生产工艺、作用机理、使用方法、注意事项和发展前景进行概述，为科学应用微生态制剂提供参考。
　　
　　文/ 通威水产研究所 王武刚 孙瑞健 米海峰 冯硕恒 王用黎
     
　　微生态制剂又称益生菌，是在微生物理论指导下，对已知的有益微生物通过分离、复壮、浓缩等特殊工艺加工而成。近二十年来水产养殖业迅猛发展，集约化高密度养殖规模日益扩大，与此同时，未经处理的养殖废水和工业、生活污水的排放使水体受到严重污染，养殖生态环境遭到破坏，导致病原微生物种类增多和传播速度加快，养殖生物病害日趋严重，给水产养殖业造成严重损失。据不完全统计，每年全国发生中等程度以上的养殖病害面积占养殖总面积的15-20％，产量损失超过100万吨。
　　
　　目前，养殖业主要通过常规药物进行疾病防控，使用渔药可对水产动物病害进行不同程度的控制，但是药物防治存在的弊端越来越明显，比如过度使用抗生素药物不仅使细菌耐药性增加，破坏和干扰养殖环境的正常微生物区系，导致微生物的生态失调，产生二重感染，还使抗生素在生物体内残留、富集，最终将会对人体构成危害。
　　
　　根据可持续发展的观点，建立清洁养殖模式，是保持水产养殖健康、稳定发展的重要手段，其中微生态制剂无毒、无副作用，无残留污染，不产生抗性，能有效改善养殖生态环境，提高养殖动物的免疫能力，减少疾病的发生，增进健康、促进生长，维持养殖生态平衡。
　　
　　一、分类
　　
　　微生态制剂大都具有以下三个基本特征：体外实验中能拮抗病原菌或快速降解有机质；能在养殖动物肠道、养殖水体中存活；感染实验中能提高养殖动物对病原体的抵抗力，促进动物生长。
　　
　　1、按使用目的，有生长促进剂、免疫促进剂、治疗剂、水质改良剂等；
　　
　　2、按菌种多少，有单一菌种制剂、复合菌种制剂；
　　
　　3、按菌种不同，有芽孢杆菌制剂、乳酸菌制剂、酵母菌制剂、蛭弧菌、光合细菌、硝化细菌等；
　　
　　（1）乳酸菌类。厌氧或兼性厌氧生长，能分解糖类产生乳酸；在动物体内通过生物拮抗降低pH，阻止和抑制病原菌的侵入和定植，维持肠道微生态平衡。
　　
　　（2）芽孢杆菌。主要有枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌等，芽孢杆菌具有耐酸、耐盐、耐高温（100℃）的优点，能使空肠内的pH下降，促进淀粉、纤维素等分解。
　　
　　（3）酵母菌。喜生长于偏酸环境的需氧菌，可在肠道内大量繁殖。酵母菌富含动物所必需的多种营养成分，是维生素和蛋白质的来源，可以增加消化酶的活性，并能增加非特异性免疫系统的活性。
　　
　　（4）光合细菌。可进行光合作用的异养微生物。它主要利用小分子有机物来合成自身生长繁殖所需的养分，厌氧条件下可以把硫化氢转化为无害物质。它不仅是安全的能量来源，而且可以产生抗病毒因子等生物活性物质。
　　
　　（5）蛭弧菌。革兰氏染色阴性，短杆状，具有极长的单鞭毛，其个体很小。其主要生物学特点是寄生在某些细菌上并能导致其裂解，对大多数革兰氏阴性细菌如志贺氏菌属、沙门氏菌属、埃希氏菌属、弧菌属、假单胞菌属、钩端螺旋体等微生物均有较强的裂解活性；初步认为蛭弧菌对细菌形成噬斑的适宜pH为7-8，在液体中生长繁殖的温度范围是20-30℃，在50℃时30分钟即失活。
　　
　　（6）硝化细菌。广义上讲，凡能使土壤或水域中的氨氮氧化成亚硝酸盐和硝酸盐的细菌都可称为硝化细菌；但严格的是指利用氨或亚硝酸盐作为主要能源以及能利用二氧化碳作为主要碳源的细菌。因此，硝化细菌可分为亚硝化细菌和硝化细菌两大类群。狭义上的硝化细菌在氮的循环中将亚硝酸盐转化为硝酸盐而被藻类利用，从而起到净化水质的作用。硝化细菌广泛存在，但因其繁殖时间长（一个繁殖周期约20小时）而限制了亚硝酸盐的降解。 硝化宝和硝化素是一种纯硝化细菌制剂，是一种以硝酸盐为营养来自身繁殖的有益微生物制剂，可促进藻类的生长和水质净化，缓解和治疗亚硝酸盐中毒。
　　
　　二、生产工艺
　　
　　目前微生态制剂的生产工艺主要有两种：固体表面发酵和大罐液体发酵。无论是哪种发酵工艺，其过程都需要在无菌的环境下操作，每个环节的卫生条件都要求十分严格。
　　
　　1、固体表面发酵法
　　
　　该法是把固体表面培养的菌泥与载体按比例混合，经干燥制成，此法产量低，劳动强度大，易受杂菌污染，不适于工业化生产，但投资少。
　　
　　2、 大罐液体发酵法
　　
　　大罐液体发酵法一般生产工艺流程为：菌种接种掊养→种子罐培养→生产罐培养（如是芽孢杆菌类，应检验待80%以上繁殖体转变为空形芽孢时停止通气和搅拌）→排放培养液加入适量载体→干燥→粉碎→过筛→质量检验→益生菌产品。此法适于工业化生产，便于无菌操作，但投资大。
　　
　　三、作用机理
　　
　　1、 抑制有害微生物，与有害生物竞争养分和附着部位
　　
　　微生态制剂在动物消化道内产生有益菌群，与致病菌就生存和繁殖的空间、时间、定居部位以及营养素等展开竞争，抑制致病菌的生存、繁殖、定居。附着于动物的消化道、呼吸道及皮肤上的有益菌，在代谢过程中产生挥发性脂肪酸和乳酸，降低肠道内pH值，产生过氧化氢，抑制病原菌。
　　
　　2、刺激机体免疫系统，增强机体免疫能力
　　
　　很多微生态制剂中的有益菌是良好的免疫激活剂，能有效提高干扰素和巨噬细胞的活性，通过产生非特异性免疫调节因子等激发机体免疫，增强机体免疫力和抗病力。
　　
　　3、改善机体代谢，补充机体营养成分，促进生长
　　
　　有益细菌和真菌可作饵料添加剂，随着它们在动物消化道内的繁衍，产生动物生长过程中必需的营养物质，如氨基酸、维生素等。许多肠道有益菌具有较强的淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素分解酶、果酸酶等，可促进饲料的消化吸收，提高饲料转化率，促进动物生长。
　　
　　4、参与生物降解，消除有机污染物，净化环境
　　
　　微生态制剂中的有益菌如枯草芽孢杆菌、硝化细菌等，能发挥氧化、氨化、硝化、反硝化、解硫、硫化、固氮等作用，将动物的排泄物、残存饵料、浮游生物残体、化学药物等迅速分解为二氧化碳、硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐等，为单胞藻类生长繁殖提供营养，而单胞藻类的光合作用又为有机物的氧化分解及养殖生物的呼吸提供了溶解氧，构成一个良性的生态循环，维持和营造了良好的水质条件。
　　
　　四、使用方法
　　
　　1、注射或浸浴生物体
　　
　　将微生态制剂直接与动物接触，能在较短时间内刺激动物免疫系统产生反应。这种方法适合于大的动物，而对体型小的动物剂量不好掌握，同时注射造成的损伤会使病原菌有机可乘。此法应注意使用剂量和浓度，剂量适宜才能最大限度刺激动物的免疫机制。
　　
　　2、作为饲料添加剂
　　
　　作为饲料添加剂，随同饲料一起进入机体内发生作用。这一方法目前应用较多，其优点是操作简单、劳动强度小、效果显著。但作为添加剂的微生态制剂，其成分必须具有较好的稳定性和耐受性，要求在饲料制粒过程中不影响其活性。
　　
　　3、直接加入水环境
　　
　　将微生态制剂直接加入养殖池时要注意环境是否适合有益菌的生存和繁殖，如水体中的抗生素等物质会降低微生态制剂的作用效果。微生态制剂的加入量要求使有益菌成为优势菌，在养殖水体才能发挥最大的作用，因此如果中间换水和使用消毒剂，应在几天后补加首次使用的剂量。
　　
　　五、注意事项
　　
　　1、适“时”使用
　　
　　温度条件：光合细菌、芽孢杆菌、EM菌宜在20℃以上的水温条件下使用；
　　
　　光照条件：光合细菌、EM菌要求有光照。
　　
　　2、适“水”使用
　　
　　水质肥瘦：藻相、有机物浓度等也影响微生物制剂的使用效果，比如水瘦时不宜使用光合细菌，否则更瘦；
　　
　　水体pH：光合细菌、芽孢杆菌等要求微碱性条件，而酵母菌则适宜在偏酸水体中生长。
　　
　　3、适“当”保存
　　
　　室温、干燥保存，光合细菌每天最好光照2h以上，以保持其活力。
　　
　　4、适“况”使用
　　
　　在养殖动物发病的情况下，应先用消毒剂治疗，待情况稳定后再使用微生态制剂。同时使用前应注意生产日期，细菌活力失效变质应禁止使用，尤其是内服型的。
　　
　　六、在水产养殖业的发展方向
　　
　　对于水产养殖动物而言，药物防治疾病只是暂时性的手段，而且存在水产品食用安全等问题。因此，要加强对微生物群的作用特点和优化养殖水域生态结构的研究，合理应用微生态制剂，使养殖活动得到良性发展。长期合理地应用微生态制剂必定会使养殖水域形成有益微生物菌群的生态优势。
　　
　　随着分子生物学、代谢工程学和微生物工程技术的发展，在细胞水平研究微生物之间的相互作用已成为可能，这将有利于建立特定微生物物种降解具体污染的资料库，以用于指导具体水产养殖者针对具体养殖水域和水体情况，选择适宜的微生态制剂产品。