2021-4-10 | 农业
乳酸菌是指一类可以发酵糖类产生乳酸的革兰氏阳性菌，可以厌氧或兼性厌氧生长，在自然界广泛分布。乳酸菌作为微生态制剂在水产的应用中有着很重要的地位。在美国食品药物管理局（FDA）1989规定允许饲喂42种微生物中有近30种是乳酸菌类[1]。目前在自然界发现的这类菌在细菌分类学上现在划分至少有23个属，这些属包括乳杆菌属(Lactobacillus)、肉食杆菌属(Carnobacterium)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、链球菌属(Streptococ-cus)、肠球菌属(Enterococcus)、乳球菌属(Lactococcus)明串珠菌属(Leuconostoc)、片球菌属(Pediococcus)、气球菌属(Aerococcus)、奇异菌属(Atopobium)、漫游球菌属(Vagococcus)、利斯特氏菌属(Listeria)、芽孢乳杆菌属(Sporolactobacillus)、芽孢杆菌属(Bacillus)中少数种、环丝菌属(Brochothir)、丹毒丝菌属(Er-ysipelothrir)、孪生菌属(Gemella)、糖球菌属(Sacchar-ococcus)、四联球菌属(Tetragenococcus)、酒球菌属(Oenococcus)、乳球形菌属(Lactosphaera)、营养缺陷菌属(Abiotrophia)和魏丝氏菌属(Weissella)[2]。其中第13个属的“芽孢乳杆菌属(Sporolactobacillus)”和第14个属的“芽孢杆菌属(Bacillus)中的少数种”是可以产生芽孢的，并且它们又属于乳酸菌可以产生乳酸，因此，把可以同时产乳酸与芽孢的细菌称之为“孢子型乳酸菌”或“芽孢乳酸菌”。乳酸菌耐酸性强，在pH值3～4.5时仍能生长[3]。芽孢是细菌的一种特殊的结构，在环境不适宜时，整个细菌体就会浓缩形成一个芽孢，一旦芽孢形成，细菌可以通过这种休眠状态来抵抗不良的因素，等到周围条件适宜时再萌芽形成细菌体。芽孢乳酸菌是一类含有芽孢的乳酸菌，它具有特殊的生理功能；芽孢乳酸菌不光可以产酸还能够抵抗高温、高压、强酸的不良环境因素。芽孢乳酸菌在饲料的制备和运输过程中能抵抗许多不良的条件，而很多益生菌在不能抵抗高温高压，在不良条件下可导致活菌数下降，降低了使用效果,而芽孢乳酸菌完全不受不良因素的影响能够最大程度上的减少衰败，更适合作为益生素添加剂使用；而且芽孢乳酸菌还是一种活菌制剂，它能够在肠道内定植抑制有害菌，而死菌不能定植。因此芽孢乳酸菌可以更好的到达胃肠道体内定植，能够更好发挥其生理功能，比死菌拥有更好的应用效果。
1生理功能
芽孢乳酸菌是一种兼性厌氧菌，芽孢乳酸菌发酵能产生大量的代谢产物，还能提供动物机体所需的必需氨基酸、维生素和一些酶等，具有很多的有益的生理作用。很多的研究表明，芽孢乳酸菌的代谢产物能够抑制肠道内有害菌群，维持正常的微生态平衡；芽孢乳酸菌能够提高对营养物质的消化吸收率；还能激活机体的免疫细胞提高动物的免疫力，从而促进水产动物的健康快速的生长。
2芽孢乳酸菌的特性
2.1耐酸性
芽孢乳酸菌的耐酸性很好，最适宜pH值在5～6，即使pH值降到3～4.5仍能生存[3]，而且芽孢乳酸菌是内生孢子的活菌，芽孢本身就具有很好的抗逆性，耐酸性，因此芽孢乳酸菌与一般的乳酸菌相比具有更好的耐酸性。
2.2具有良好的定植力
芽孢乳酸菌是鱼肠道内的正常菌群，对肠道上皮细胞有很好的粘附性，并能在肠道内定植。益生菌对肠道上皮细胞粘附能力是拮抗有害菌致病的前提条件，也是判定有害菌的重要的毒力因子[4]。芽孢乳酸菌能够在肠道上皮粘附并且定植，因此芽孢乳酸菌能够阻止致病菌在动物肠道内定植并且抑制有害菌侵害动物机体。不能在上皮细胞表面粘附的细菌称为过路菌，过路菌不能够在肠道内定植，如枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等就为过路菌，不能抑制致病菌在肠道内的定植。因而芽孢乳酸菌与其他益生菌相比具有很好的粘附力，并且能够在肠道内定植形成一道天然的保护屏障，防止致病菌对动物机体的感染与侵害。
2.3耐热性
芽孢乳酸菌能耐受饲料制备和运输过程中的高温环境，然而很多益生菌抵抗高温的能力很差，在饲料运输制备的过程中容易受到环境温度的破坏，影响益生菌的使用功效，而芽孢乳酸菌不受高温的影响，能更好保存，能够发挥其优质的应用功效。实验表明，芽孢乳酸菌能耐受45℃的高温[5]，因此，芽孢乳酸菌有很好的耐热性。
2.4稳定性高
芽孢乳酸菌是内生孢子的乳酸菌，它在不良环境中以孢子的形式存在，因为孢子具有很好的抗逆性、抗压性，能够抵御肠道内强酸和饲料制粒过程中的高压高温多种因素的影响，因此芽孢乳酸菌类益生菌能够在运输环境中以孢子的形式更好的运输储存，饲喂动物消化吸收后以孢子的形式到达动物肠道内，在环境适宜时孢子萌发，以乳酸菌体的形式在肠道内来发挥作用，提高饵料的消化吸收率。因此，芽孢乳酸菌具有很好的稳定性。2.5防霉去毒饵料中的霉菌毒素严重阻碍了水产养殖业的发展，一旦动物食用了发霉变质的饲料，会严重危害水产动物的健康，造成动物的大量死亡，严重威胁了水产养殖的正常生产。在发霉的饵料中污染最严重的毒素主要是黄曲霉毒素。而芽孢乳酸菌对黄曲霉毒素有很好的去除作用，因此饵料中通过添加芽孢乳酸菌类益生菌来减少霉毒素对动物机体造成的危害。Ahokas和Ei-Nezami[6]等研究了乳杆菌对黄曲霉毒素的抑制作用，结果表明添加乳杆菌组与对照组相比，添加乳杆菌组的黄曲霉毒素的生长和形成明显有抑制作用。同时Collier-Ascah和Idziak[7]等研究表明添加乳酸球菌和黄曲霉的培养基，几乎没有黄曲霉毒素产生。因此饲料中添加芽孢乳酸菌会有更好的防霉去毒功效[8]。2.6广盐性芽孢乳酸菌具有广盐性，在盐度为0～30%的培养基中都可以生长，因此，芽孢乳酸菌可以在海水养殖中能够很好的发挥益生作用。
3在水产养殖中的作用及其机制
3.1抑制有害菌的生长，维持肠内的生态平衡
芽孢乳酸菌可发酵产生大量的代谢产物，主要有乳酸、乙酸等有机酸、过氧化氢、细菌素等。乳酸菌分泌的过氧化氢能够激活过氧化氢酶体系，过氧化氢酶体系是一种抗菌体系，此体系可以抑制许多致病菌如大肠杆菌类和沙门氏菌属等[9]。芽孢乳酸菌还能分泌乳酸、乙酸等大量的酸性物质，能显著降低周围环境的pH和Eh，因而可对一些不耐酸的有害菌具有拮抗作用，从而抑制有害菌的生长，改善肠道内的微生态环境。芽孢乳酸菌还可分泌一些细菌素类物质，细菌素能够对机体内外的致病菌均具有抑制作用。细菌素的种类很多，其中我们研究比较多的是乳链菌肽（Nisin），它具有很好的杀菌活性。细菌素主要是通过破坏有害菌的细胞膜，引起膜电位变化，改善细胞膜的通透性，导致细胞膜内的大量ATP和大量离子的流失，从而造成有害菌体死亡。同时乳酸菌产生的细菌素的抗菌谱非常的广泛，因此，细菌素具有很好的杀菌作用。研究表明细菌素对亲缘较近的菌株具有很好的抑制效果[10]。因此芽孢乳酸菌对致病菌具有很好的抑制作用。Shahani等(1997)研究乳酸杆菌产生的代谢产物对有害菌有抑制作用中，研究表明细菌素在抑菌作用中起主要作用[11]。另外，芽孢乳酸菌还可通过生物夺氧来达到抑菌效果，芽孢乳酸菌是兼性厌氧型菌，进入肠道后开始先进行有氧繁殖，降低肠道内氧浓度，从而抑制肠道内需氧的有害菌如大肠杆菌、沙门氏菌等，芽孢乳酸菌通过在肠道内与致病菌争夺氧气的方式抑制致病菌，维持肠道内的动态平衡。芽孢乳酸菌是鱼类肠道内的正常菌群，芽孢乳酸菌在动物肠道内可迅速粘附定植，并且大量繁殖然后在肠道内成为优势菌群，与有害菌争夺空间和环境中的养分[12]，使致病菌得不到足够的养分和足够的空间进行生长繁殖，从而抑制肠道内的有害菌，维持肠道内的微生态平衡。芽孢乳酸菌是通过代谢产物、与有害菌夺氧气空间和养分等的方式来抑制有害菌的生长，从而能更好的维持肠道内的生态平衡。