1 微生态制剂的研究、种类及作用机理
1.1 研究历史
19世纪初，巴斯德（Pasteur,1822-1895)和梅契尼可夫（Metchnikoff,1845-1916)等开始将有益微生物用于防治疾病，大量研究发现乳杆菌产生一种抗细菌物质，可以抑制肠道内菌群的腐败产物，改善肠道环境，从而增进健康，延长寿命。1910－1945年，由于烈性传染病的大流行，迫使和吸收广大微生物学者重视并解决病原微生物的研究，因此在本世纪30年代先后人工合成抗菌药和抗生素，并大量使用。但随着这些药的广泛使用，出现许多不良后果，特别是耐药性的问题，使原来为了达到控制感染，消灭病原微物的目的，由于许多正常菌群在敌我不分的情况下受到了同程度的打击，甚至严重破坏，造成微生态失调，从而导致内源性感染或二重感染。因此，从70年代开始，微生物学者转向进行微生态制剂的研究和实际应用，从而将人们的注意力从过去较偏重于对付有害生物方面，转向保护、利用、协调和培植那些有益的生物方面，应用现代微生物的理论，实行“控制”和“利用”兼顾的方针，逐步开发有利于动植物体，有利于人类，有利于生态，有利于持续发展 的微生态制剂。
1.2 微生态制剂的种类
据美国食品药物管理局（FDA）公布可以作为“可直接饲用的微生物制品（directlied mi-crobiol products)的菌种有40多种。目前主要研究和应用的有芽胞杆菌类（如蜡样芽胞杆菌、地衣多糖芽胞杆菌、芽胞杆菌、苏云金杆菌等）、乳酸杆菌类（如乳杆菌、双岐杆菌等）、粪链球菌、酵母菌、黑曲霉和米曲霉等。由这些菌类制成的微生态制剂，除用人类食用外，用于畜牧业的有促菌生（DM423 )、促康生、增菌素，抗痢宝，畜禽灵等。用于水产的有光合细菌（PSB）、贝纳克菌剂，美菌方，Jylo（节杆菌）、Jy31（乳杆菌）、复方回春生（双歧杆菌制剂）、益菌王，EM（有效微生物菌群）等。
1.3 作用机理
目前微生态制剂的作用机理还不完全清楚，但有关微生物作用方式（优势种群说、微生物夺氧说、膜菌群屏障说等）和微生物代谢作用（产生挥发性脂肪酸和乳酸、产生H2O2、产生天然抗生素物质、防止有毒的胺和氨生成等）的研究表明其作用机理可简要概括为：①抑制有害微生物，与有害生物竞争养分和附着部位；②通过提高和降低酶活性，改善有益微生物代谢，产生有机酸，降低pH值，抑制某些致病菌，同时降低肠内氨和胺的生成；③刺激免疫系统，提高否噬细胞活性和抗体水平，提高免疫能力。
2 微生态制剂在水产中的应用
2.1 改善饲料品质，提高饲料营养成分
2.1.1 培养生物饵料 用光合细菌培养丰年虫、轮虫、水蚤等饵料生物其蛋白质和氨基酸含量显著高于不加光合细菌者（表1），具有促进其生长繁殖的作用，研究发现用酵母和光合细菌培养轮虫喂养日本油香鱼，饲用酵母培养的轮虫的油香鱼常出现夜盲症，鱼常有碰壁现象，影响正常生长，而用光合细菌培养的轮虫则可有效地预防这种疾病。
表1 用光合细菌培养的水蚤、轮虫蛋白质及氨基酸含量分析
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成 份 |
轮 虫 |
水 蚤 | |||
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加光合细菌培养 |
加光合细菌培养（A） |
未加(B) |
A／B | ||
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蛋白质（％） |
52.77 |
60.40 |
41.20 |
1.466 | |
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天门冬氨酸 苏氨酸 丝氨酸 谷氨酸 脯氨酸 甘氨酸 丙氨酸 胱氨酸 缬氨酸 蛋氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 酪氨酸 苯丙氨酸 赖氨酸 组氨酸 精氨酸 |
×10的负3次方(m/m) |
40.69 |
52.35 29.44 26.48 74.38 24.33 26.98 43.76 5.55 30.07 18.65 25.30 45.10 20.60 26.47 40.44 12.06 33.19 |
30.31 17.02 17.48 43.27 16.97 16.45 22.63 7.31 17.46 6.67 15.03 24.91 12.81 13.56 22.00 5.08 18.80 |
1.727 1.730 1.526 1.719 1.434 1.640 1.934 0.759 1.722 2.796 1.683 1.881 1.608 1.952 1.833 1.692 1.758 |
2.1.2 制作发酵饲料 将一定比例的EM原液加糖与饲料均匀混合，装入密封缸中，经各种有益微生物菌群的厌氧发酵3－4d（夏季）或7－8d（冬季），改善了原有饲料的品质结构I表2），提高营养含量，并使其带有醇香味（pH在5.0左右），适口性更好。
表2 EM发酵饲料氨基酸含量
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氨基酸 |
处理后A（％） |
处理前B（％） |
A／B |
氨基酸 |
处理后A（％） |
处理前B（％） |
A／B |
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天门冬氨酸 |
2.94 1.25 1.88 6.17 1.74 1.71 0.45 1.17 0.63 0.97 |
2.48 1.05 1.63 3.60 1.39 1.37 0.42 1.01 0.48 0.78 |
1.19 1.19 1.15 1.71 1.25 1.25 1.07 1.16 1.31 1.24 |
亮氨酸 酪氨酸 苯丙氨酸 赖氨酸 组氨酸 精氨酸 脯氨酸 色氨酸 氨 |
2.16 0.93 1.38 1.02 0.72 1.89 3.96 - 0.77 |
1.81 |
1.19 1.09 1.19 1.21 1.26 1.13 1.25 - 1.54 |
|
合计 |
30.97 |
24.28 |
1.28 |
2.2 提高消化酶活性，增强对饲料的吸收利用，促进鱼类生长
在基础饲料中添加微生态制剂，通过鱼类的摄食，进入肠道内的微生态制剂形成优势菌群，恢复和加强肠道微生态系统，各类有益微生物在良好的条件下，经一系列生理生化反应产生具有生理活性的物质，从而促进消化道分解酶活性的提高，促进了对饲料的消化吸收和鱼类的生长（表3）。桂明远从正常健康鲤的肠道中分离，筛选出无毒无害正常菌群Jy10,Jy31制成生态制品，作为鲤鱼的饲料添加剂饲养鲤鱼，结果表明，实验组的增重率，能量同化率，生态生长效率，组织生长效率均高于对照组。杨健康等在饲料中添加光合细菌喂养欧洲鳗三类苗发现：实验组成活率、增重率、饲料效率分别比对照组提高11.5%、9.48%、20.09％。
2.3 净化水质，改善水中生态环境
水质条件的好坏是养殖成败的关键，在养殖过程中各种残饵和排泄物影响水质，引起动物大批死亡。使用微生态制剂，利用有益微生物菌群的各种生理生化作用，分解、合成或转化水中的有害物质，从而调节和净化水质；另外，随饵料进入肠道中的微生态制剂，在消化道内定植，并竞争性地排斥或抑制原肠道内的腐败菌群，阻止外来有害菌的侵袭，减少肠道蛋白质向氨和胺转化，减轻水中NH3 和有机质的污染。如美国学者（1994）研制的ALKEN CLEARELO（美菌方）：以枯草杆菌、地衣杆菌、多粘杆菌、假单胞菌等制成系列制剂，用于水产废物分解，获得良好的效果。薛恒平等研制的益生菌王用于对虾池净化，每周一次，每次1×10（v/v)的使用量，使试验池水质良好，实验组对虾病毒病暴发时间延迟10d，产量增加40％。另外，光合细菌在水质净化上也有明显的效果。黄永春等将EM添加于饲料喂养建鲤对水质的影响结果，也证实了有益微生物可对水环境进行微生态调控，净化水质。
2.4 改善机体微生态系统，提高机体免疫力和抗病力
吴根等利用微生态制剂（Jy10、Jy31)添加在基础饲料中低于温条件下饲养杂交鲤，结果发现，实验组死亡率明显低于对照组，血清总蛋白、r-球蛋白、血糖量、血脂量、红细胞脆性、白细胞吞噬功能等优于对照组。研究表明，微生态制剂能够调节机体微生态平衡，促进新陈代谢，改善红细胞组成成份和膜的流动性，使膜的胞下降，在低温下不易破裂造成溶血，而起到保护作用，提高该品种的越冬能力。黄永春等利用EM作为饲料添加剂饲养建鲤发现：实验组建鲤的红细胞、血红蛋白含量均高于对照组，而耗氧率低于对照组（表4，5），血液指标明显改善，耗氧率下降，使鱼类具有较高的抗逆性。桂明远等在生态制品（Jy10、Jy31复合制剂）饲料添加剂对提高鲤抗病力的研究及复方回春生对鲤暴发性肝炎治疗的效果的初步研究报告表明：生态制剂可以调整肠道内菌群的微生态平衡，刺激鱼类细胞系统（如T细胞系统），从而形成高效价的特异性抗体，增加鱼类免疫力，减少死亡率。
众所周知，使用化学药品，除会造成病原体产生抗药性和污染水域环境外，还会杀害水中有益微生物，造成微生态失调。因此，郑天凌（1994）指出：对鱼虾疾病用药物防治是暂时性手段，生态防治才是解决问题的一条出路。笔者认为，在病害防治中，如能将有益微生物的生态因素考虑进去，进行微生态调控，可以少用或不用化学药品，这样即可防治鱼虾疾病，降低生产成本，又可以生产健康的绿色食品。
3 结语
目前，关于微生态制剂在水产养殖中的应用，国内外学者进行了一些尝试，并取得较为理想的效果，但较之在医学和畜牧方面的研究和应用，尚有较大差距，仍处在较低水平。鉴于水产养殖的特殊环境，以及随着生物科学的纵深发展，在光辉的抗生素时代之后，必将是一个新的微生态制剂时代，其在水产养殖上的应用必将有着更为广泛的前景。
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