一、益生菌的概念
益生菌(probiotics),是微生態(tài)制劑的一個(gè)類別,在國內(nèi)又譯成益生素、益生劑、生菌素、促生素、生菌劑、益菌劑等。而它的現(xiàn)代定義則最早在1965年被Lilly和Stillwell闡述為“由一種微生物分泌刺激另一種微生物生長的物質(zhì)?！?。Parker在1974年將其表述為“能促進(jìn)腸道平衡的有機(jī)生命及其相關(guān)物質(zhì)?！盕uller在1989年又提出益生菌是“添加于飼料中,通過改善動(dòng)物腸道微生物平衡而對其發(fā)揮有利影響的微生物活體”。1997年,Tannock又提出“作為飼料添加劑以促進(jìn)動(dòng)物健康的活體微生物”。
二、益生菌研究的理論基礎(chǔ)
益生菌被攝入動(dòng)物體腸道后,在復(fù)雜的微生態(tài)環(huán)境中與近400種正常菌群匯合, 顯現(xiàn)出棲生、偏生、競爭或吞噬等復(fù)雜的關(guān)系,改變生物體內(nèi)的微生物群落,促進(jìn)宿主動(dòng)物的健康。但是，與抗生素相比益生菌的作用機(jī)理在理論上進(jìn)展還很小,目前主要有3種學(xué)說:優(yōu)勢種群學(xué)說，菌群屏障學(xué)說，微生物奪氧學(xué)說。
2.1益生菌研究現(xiàn)狀
目前,益生菌已在很多國家進(jìn)入商品化生產(chǎn)。在我國,益生菌研究也得到了蓬勃發(fā)展。但是,國內(nèi)外目前的益生菌研究,大部分都集中在畜禽業(yè)方面,有相當(dāng)多的資料文獻(xiàn)對畜禽的益生菌作了深入的報(bào)告。而與畜禽業(yè)相比,水產(chǎn)動(dòng)物益生菌的研究就少得多,無論是在數(shù)量還是在研究層次上都與畜禽業(yè)方面的益生菌研究有較大的差距,并且,其真正意義上的商業(yè)產(chǎn)品的實(shí)踐應(yīng)用也只是1986年的事。因此,可以說,水產(chǎn)動(dòng)物益生菌的研究尚處于起步階段。
2.2水產(chǎn)動(dòng)物益生菌基礎(chǔ)研究
水產(chǎn)動(dòng)物益生菌研究的特點(diǎn)：大多數(shù)魚蝦貝類的幼苗孵化后便直接暴露于水環(huán)境中,立即與水環(huán)境中的微生物發(fā)生關(guān)系,并且在它們的成長過程中,消化管一直與外界直接相通,沒有一個(gè)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境,并遭受著水的沖刷與外界微生物群的直接侵襲,因此,水生動(dòng)物消化道內(nèi)的菌群的更替和定植,與陸生動(dòng)物是很不相同的。另外,水生動(dòng)物體內(nèi)的益生菌群組成與陸生動(dòng)物益生菌組成也不盡相同。在陸生動(dòng)物的消化道中,往往有占優(yōu)勢的革蘭陽性菌存在，而在魚類貝類消化道中,則往往能發(fā)現(xiàn)大量的革蘭陰性菌，而且,即使是同一菌群,在水生動(dòng)物和陸生動(dòng)物之間也不盡相同。所以,與陸生動(dòng)物相比,水生動(dòng)物益生菌群在組成、變化甚至選擇難度上都有著自身的特點(diǎn),這也是水生動(dòng)物益生菌研究滯后于陸生動(dòng)物益生菌研究的重要原因。
益生菌的特征：無病原性、無毒性、無毒副作用、不與病原微生物產(chǎn)生雜交種體內(nèi)外繁殖速度快,具有很強(qiáng)的競爭優(yōu)勢，能在低pH值的無機(jī)酸、有機(jī)酸及膽酸存在的情況下存活并定植在胃腸道內(nèi)。加工后存活率高,混入飼料后室溫下穩(wěn)定性好，能促進(jìn)動(dòng)物的生長發(fā)育。
益生菌的組成：適合用于生產(chǎn)的益生菌的菌種較少,主要是乳酸桿菌、 糞鏈球菌、芽胞桿菌、雙歧桿菌、仙人山屬菌、優(yōu)桿菌以及酵母菌等。而在水產(chǎn)動(dòng)物益生菌的研究中,主要使用的益生菌有弧菌、假單胞桿菌、芽胞桿菌和一些乳酸菌。
益生菌的來源與定植：水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)的菌群主要是由魚吞咽水與進(jìn)食時(shí)所帶入,進(jìn)入體內(nèi)的各種菌種相互作用競爭,最后達(dá)到生態(tài)平衡,從而形成水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)的正常菌群,起到保護(hù)作用。菌群在腸道內(nèi)定植是通過細(xì)菌的粘附作用來實(shí)現(xiàn)的,乳酸桿菌、雙歧桿菌等進(jìn)入腸道能否粘附于宿主某段腸道粘膜上皮細(xì)胞表面,形成穩(wěn)定的優(yōu)勢菌群,是決定這種益生菌實(shí)際效果的重要問題,而且,益生菌對宿主的粘附作用還有種屬特異性,細(xì)菌的屬種株不同,其粘附性也有差異。目前,對益生菌在水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)定植問題的研究,一般分為活體實(shí)驗(yàn)和體外研究。相關(guān)研究表明,在魚類整個(gè)消化管包括從食管到大腸,都有益生菌的存在。但是由于胃中的低pH值環(huán)境、幽門部膽汁環(huán)境等不適于大多數(shù)益生菌生存,所以在這些部位定植的益生菌很少,而絕大部分益生菌都定植于腸道之中,并且真正起作用的益生菌,大部分也是腸道益生菌群。因此,水生動(dòng)物腸道菌群的情況,可以反映整個(gè)動(dòng)物體內(nèi)微生態(tài)平衡的情況。
益生菌群的影響因子：食物，環(huán)境因子，脅迫因子，特殊物質(zhì)對水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)正常菌群的影響等。
三、益生菌作用機(jī)制研究
3.1益生菌分泌物的研究：很多在活體與體外條件下所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了益生菌良好的作用效果,但是目前對于益生菌作用機(jī)理的基礎(chǔ)研究還不是很多,在不少問題上也存在著不一致的看法,其中,益生菌分泌物的研究是一個(gè)很熱門的研究方向。很多研究表明,大部分益生菌能夠分泌某些物質(zhì),以抑制或殺死周圍其他異種有害菌群,人們把這些物質(zhì)統(tǒng)稱為細(xì)菌素。目前,對細(xì)菌素組份的學(xué)說甚多,一般認(rèn)為,他可以是益生菌為與其他菌種競爭而釋放的抑菌物質(zhì),也可能是其本身的代謝物質(zhì),抑或二者兼而有之。細(xì)菌素并不都是這些物質(zhì),除此之外還有生物表面活性劑，、羊毛硫抗生素、鐵載體(siderophores),甚至各種短肽,如乳酸鏈球菌肽、肽聚糖等。
3.2競爭抑制：競爭抑制是益生菌的重要作用機(jī)制,也是微生態(tài)理論的主要觀點(diǎn)。在水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi),益生菌對病害菌的競爭性抑制,大致可分為占位抑制與營養(yǎng)抑制。
3.3益生菌對水產(chǎn)動(dòng)物免疫系統(tǒng)的影響：益生菌除了通過與腸道病原菌進(jìn)行競爭這一途徑之外,也通過體液和激素的水平增強(qiáng)機(jī)體免疫力來起到抗病防病的作用。
益生菌的鑒別與篩選：對于益生菌的鑒定,往往通過采集大量不同菌株,然后在體外進(jìn)行選擇性培養(yǎng)或進(jìn)行抗菌實(shí)驗(yàn)。近幾年來,由于分子生物學(xué)和各種新技術(shù)方法的興起,在水產(chǎn)動(dòng)物益生菌的鑒別與篩選研究中,也出現(xiàn)了各種新的技術(shù)方法和手段:全序列的ARLP指紋圖譜分析、傳統(tǒng)的平板培養(yǎng)篩選法與16SrRNA測序法、檢測菌株脂肪酸組成為基礎(chǔ)的自動(dòng)鑒定系統(tǒng)。
3.4益生菌與益生元的關(guān)系：益生元(prebiotics),是一種能夠促進(jìn)益生菌生長繁殖的物質(zhì)。其通過有選擇性的促進(jìn)宿主腸道內(nèi)一定數(shù)量的菌群的生長,提高其活力而達(dá)到增進(jìn)宿主健康的不可消化的食物成份。
