216 Old Herman Heep Building, Dept. Wildlife and Fisheries Sciences Texas A & M University, College Station, TX, USA Tel: 001-979-847-9330 (office) Fax: 001-979-845-4096 2) 細(xì)胞機(jī)制: 趨化性, 吞噬作用, 胞飲作用, 依賴和非依賴氧的吞噬細(xì)胞（巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞）的殺傷作用及 細(xì)胞毒性細(xì)胞（NK細(xì)胞）的胞外殺傷作用 3)體液成分: 轉(zhuǎn)鐵蛋白 (鐵螯合物); 干擾素 (誘導(dǎo) Mx和其它的反病毒蛋白); α2-巨球蛋白 (致病蛋白酶的體膠囊); 溶菌酶 (引起細(xì)菌溶解); 甲殼酶 (防御細(xì)菌和真菌); 補(bǔ)體系統(tǒng) (溶血活力); 凝集素和沉淀素(特異性結(jié)合到不同的碳水化合物如甘露糖, Ca離子存在下的N-乙酰(基)
葡糖胺或海藻糖. 這些糖結(jié)合蛋白的交互作用以及糖類引起的調(diào)理作用，吞噬作用和補(bǔ)體系統(tǒng)的激活作用);正五聚蛋白 (C反應(yīng)性蛋白, 激活補(bǔ)體途徑及在識(shí)別和清除凋亡細(xì)胞中的作用); 天然抗體(在無免疫應(yīng)答的清除凋亡細(xì)胞和腫瘤防御中保持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)); 細(xì)胞因子和化學(xué)增活素(免疫調(diào)節(jié)) ，抗微生物肽(抑制微生物的感染) 1) 胞內(nèi)機(jī)制: 細(xì)胞毒(性)T淋巴細(xì)胞活性 2. 蝦類的免疫 (Smith 等 2003; 陳 等. 2004) b. 顆粒血細(xì)胞和半顆粒血細(xì)胞（或稱為大顆粒血細(xì)胞和小顆粒血細(xì)胞）: 脫粒后, 酚鹽原, 抗微生物肽 和黏著蛋白被釋放出來。接著是黏著，調(diào)理和膠囊化。活性氧簇給釋放出來。 c. β-1, 3-結(jié)合蛋白: 識(shí)別 d. 被動(dòng)免疫調(diào)節(jié)劑, 例如雞蛋的免疫球蛋白Y, e. 消化道菌群的改造成分:
益生菌，益生素和生物合成物 II.
魚胃腸道微生物生態(tài)學(xué)的概述
(20 min) 1. 需氧型胃腸道菌群(Burr 等. 2005) 脊椎動(dòng)物何謂脊椎動(dòng)物的胃腸道微生物的不同生態(tài)系統(tǒng)提供了棲息場所。這些微生物在宿主的健康和營養(yǎng)方面起了重要的作用。脊椎動(dòng)物的胃腸道是厭氧環(huán)境，但是魚胃腸道的菌群，特別是厭氧菌群卻極少被了解和研究。魚類菌群的特征性研究大多集中在需氧型上(reviewed in Cahill 1990; Ringø 1993; Spanggaard et al. 2000; and Huber et al.2004), 這決定了優(yōu)勢菌群是間性厭氧菌而不是嚴(yán)格的厭氧菌。用需氧的方法培養(yǎng)細(xì)菌使一些研究者們得出厭氧菌在魚胃腸道起著微小作用的結(jié)論。Spanggaard 等. (2000)總結(jié)：厭氧菌群在虹鱒大麻哈魚的胃腸道菌群中是微不足道的一部分，因?yàn)槠桨逵?jì)數(shù)和直接計(jì)數(shù)的評估結(jié)果是相對一致的。盡管用顯微鏡直接觀察來斷定菌群種類是不可取的，盡管結(jié)果是相似的，但是種類計(jì)數(shù)和培養(yǎng)也可能不同。一些人嘗試著從魚胃腸道中分離和特征化厭氧菌，首先被報(bào)道的是Trust 等. (1979).他們從草魚，金魚，鮒魚和虹鱒的胃腸道內(nèi)分離細(xì)菌。細(xì)菌的種類幾乎未知，其群體結(jié)構(gòu)，發(fā)酵能力及與宿主間的互做關(guān)系也不清楚。厭氧菌群接著從不同淡水魚種的腸道里被分離出來(Sakata et al.1980). 此研究只是比較這些魚種里胃腸道需氧和厭氧菌的數(shù)量，而不能作為分離細(xì)菌種鑒定的依據(jù)。并且在此研究中，厭氧罐用作分離厭氧菌，但此方法不能夠分離到嚴(yán)格的厭氧菌，因?yàn)閰捬豕揲_始有氧，花了幾個(gè)小時(shí)才使它完全厭氧。集約化養(yǎng)殖的溝鯰的腸道微生物被檢測(VanVuren 1998).優(yōu)勢菌群的種類沒有詳細(xì)描述，但其能夠分解纖維素有利于宿主消化植物餌料。 2.胃腸道厭氧菌群 (Burr et al. 2005) 魚胃腸道厭氧的研究對于特征化宿主菌群和評估配方設(shè)計(jì)對有益菌群的積累是必要的。不使用嚴(yán)格的厭氧技術(shù)而特征化厭氧菌群的不足導(dǎo)致了錯(cuò)誤的結(jié)論。例如, Weinstein et al.(1982)在鯛的腸道發(fā)現(xiàn)了纖維素酶的活性存在，但卻不能培養(yǎng)出纖維素酶產(chǎn)物的細(xì)菌，因此得出結(jié)論：纖維素酶的活性可能只存在于鯛體內(nèi)。盡管他們的腸道菌群采樣過程使腸內(nèi)容物在轉(zhuǎn)移導(dǎo)厭氧袋前暴露于氧氣中，從而嚴(yán)格厭氧菌可能會(huì)被殺死。而且，樣品被放置到干冰中 (-20°C)連續(xù)96 h,這對于大多數(shù)微生物來說也是致命的。(Atlas and Bartha 1993). Weinstein et al. (1982) 觀察到腸組織似乎是纖維素酶的來源，一旦有纖維素酶的活性腸內(nèi)容物就會(huì)變得很少。盡管如此，甚至用水清洗完胃腸道組織后，分解纖維素的細(xì)菌仍然附著在腸腔內(nèi)壁上并表現(xiàn)出纖維素酶的活性。Luczkovich and Stellwag (1993) ，隨后Stellwag et al. (1995) 發(fā)現(xiàn)掉的腸道中分解纖維素的細(xì)菌是專性厭氧菌。檢測到魚胃腸道分離出的厭氧菌的酶活是有限的。1997年，淀粉酶在五種魚（Ayu Plecoglossus altivelis, 鯉 Cyprius carpio,溝鯰,日本鰻鱺 Angullia japonica 和羅非Oreochromis niloticus）體內(nèi)被檢測到(Sugita et al. 1997). 他們發(fā)現(xiàn)淀粉酶的活性在分離出的厭氧菌中占較高的比例 (68.4%), 而需氧菌只有20%. 這就證明了胃腸道中的厭氧菌在宿主的消化功能上發(fā)揮重要作用。 Ramirez and Dixon (2003) 從星麗魚 Astronotus ocellatus, 藍(lán)刺蝶魚 Pterophyllum scalare ， 南鲆 Paralichtys lethostigma
并且發(fā)現(xiàn)大多細(xì)菌可分類為Clostridum, Bacteriodes, Porphorymonas, and 梭菌. 細(xì)菌的酶活改變很大，一些菌群的酶活隊(duì)與宿主來說是非內(nèi)原性的。盡管這些研究者沒有察看特定的微生物過程，諸如發(fā)酵，病原體抑制或宿主種類對消化能力的影響 (Ramirez and Dixon 2003). 頑固性的分子 (如纖維)伴隨著內(nèi)源性微生物的酶扶助，就成為了單胃動(dòng)物的能源。厭氧的 carboxymethylcellulase-producing細(xì)菌已被從鯛的腸道中分離出來 (Luzckovich and Stellwag 1993)，據(jù)顯示游離的纖維素在鯛的腸道被降解 (Burr 1999).這就證明了微生物酶有輔助宿主從魚食糧不可消化成分中汲取能量的潛能，類似于植食性單胃動(dòng)物的器官。
1 定義
益生素是一種活得微生物添加劑，這種添加劑可以有效的改善食用動(dòng)物腸道的微生態(tài)平衡(fuller,1989)此定義于 1992年被Havenaar和 Huisine Veld發(fā)展為，一種可以改善人或動(dòng)物原有的微生物群落的單一的或混合的微生物，最近，又被精確的定義為，一種被攝取很少量就可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過固有營養(yǎng)作用的微生物。(Guarner and Schaafsman 1998).
益生素已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有一下幾種功能：1）干擾，排除，對抗病菌，2）免疫刺激和免疫調(diào)節(jié)3）抗癌 ，抗誘變，4）緩和乳糖不耐癥，5)維持管道器官的健康，6）降低高血壓患者的血壓，7）減少痢疾的持續(xù)時(shí)間和影響范圍，8）維護(hù)粘膜完整性。
盡管經(jīng)歷了數(shù)十年的工作，由于以下的幾個(gè)原因，關(guān)于益生素的概念一直都很模糊，1）太多的益生素變種，2）由于這些變種而得出的錯(cuò)誤結(jié)論，3)許多不可知的性質(zhì)導(dǎo)致了用量和臨床試驗(yàn)的失誤，4）一個(gè)單一的變種有可能對一個(gè)試驗(yàn)人有很大的好處，5）由于臨床試驗(yàn)的高消費(fèi)，迫使人們考慮通過一對一的試驗(yàn)，用有限的試驗(yàn)人群得出一個(gè)最簡單有效地益生素的概念。
在過去幾十年中，隨著微生物學(xué)，遺傳學(xué)與分子分類學(xué)的發(fā)展，人們已經(jīng)將關(guān)于變種的說法排除掉，在提高益生素品質(zhì)上也有很大的進(jìn)展，益生素的生存能力都得到提高，因而更加適應(yīng)于臨床試驗(yàn)研究，因此，下一步的工作就是很好的設(shè)計(jì)一下臨床試驗(yàn)研究，同時(shí)，由于這種益生素對食用動(dòng)物的健康作用，許多人對發(fā)展益生素食物的巨大市場潛力很感興趣，因此，在過去的幾年中，隨著益生素研究的深入和產(chǎn)權(quán)聲明，用于益生素的臨床試驗(yàn)的經(jīng)費(fèi)不斷增加，國際組織也開始通過各種途徑來引導(dǎo)臨床試驗(yàn)研究，以便更好的了解益生素對人類健康的作用，更為重要的是，這些研究正在努力得出一個(gè)關(guān)于益生素的完整而簡潔 的定義，這些工作由Dairy Managemen資助，由National Dairy Foods Research Center Program主辦。
眾所周知，微生物對魚類生活起很重要得作用，例如，將zebrafish置于 微生物環(huán)境中，有212個(gè)基因低于或高于標(biāo)準(zhǔn)水平，然而這些基因的多數(shù)都直接作用于魚的免疫和營養(yǎng)功能，在過去兩年中，將益生素用作水產(chǎn)飼料來影響魚類的生長素率和健康是水產(chǎn)營養(yǎng)研究中最火爆的一個(gè)課題，關(guān)于益生素的營養(yǎng)機(jī)制的猜測有多種多樣，例如，通過產(chǎn)生抑制性復(fù)合物，競爭性的抑制病原菌，競爭營養(yǎng)和能量，競爭黏附過程，改善水質(zhì)，增強(qiáng)食用動(dòng)物的免疫應(yīng)答，通過增加消化酶來改善食用動(dòng)物的營養(yǎng)狀況以及與浮游植物的交互作用。 許多研究已經(jīng)通過可能存在得商業(yè)化實(shí)體和幾個(gè)功能組成得到了證實(shí)。因此，在許多鼓舞人心得報(bào)道之后很難譯解這門學(xué)科。許多關(guān)于水產(chǎn)飼料的益生素研究只是估測了生長性能，免疫應(yīng)答反應(yīng)和疾病的激發(fā)。胃腸道中微生物的動(dòng)力學(xué)還沒有研究。傳統(tǒng)上，這個(gè)信息已經(jīng)通過有或者沒有厭氧培養(yǎng)室的胃腸道細(xì)菌種類的培養(yǎng)中而獲得?，F(xiàn)在，通過分子技術(shù)，這個(gè)研究已經(jīng)變得簡單而明確。試驗(yàn)設(shè)計(jì)包括胃腸道中微生物DNA的提取，用普通的細(xì)菌引物如16SrDNA引物來技能型PCR擴(kuò)增，變性梯度凝膠電泳，然后亞克隆放大的DNA到載體中，并且測序。
4、芽孢桿菌種類
芽孢桿菌種類如枯草桿菌，地衣芽孢桿菌是有芽孢的細(xì)菌。像飼料中的益生素一樣，許多國家包括歐盟已經(jīng)贊成將其運(yùn)用到陸棲動(dòng)物上。這些種類都存在天然水中。芽孢能夠在干燥脫水的環(huán)境中生存很長時(shí)間。他們能夠在制粒過程中（不高于60℃）幸存，因此，他們很有希望作為飼料補(bǔ)充料的。應(yīng)該提及的是，有些研究者認(rèn)為芽孢桿菌的芽孢在擠出，膨脹和干燥處理過程前不應(yīng)該包括在飲食中的，因?yàn)檫@個(gè)過程能夠引起99％的芽孢的損失（Decamp 2004）。已經(jīng)證實(shí)在小豬和家禽的飼料中投入枯草桿菌和地衣芽孢桿菌能提高存活率（Kǖrti 2000）。虹鱒魚的一個(gè)研究表明在飼料中添加4×104芽孢/g飼料 能增加對Yesinia ruckeri的抵抗力（Raida et al. 2003）。Guelph 大學(xué)的一個(gè)沒有公布的研究表明由China Way公司（中國臺(tái)灣）生產(chǎn)的一種含有枯草桿菌的商業(yè)化產(chǎn)品生原體能顯著增強(qiáng)羅非魚的生長效率和飼料效率。
研究表明在烏頰魚鯛飼喂純培養(yǎng)的枯草桿菌（107CUF/g飼糧）2和3周后，而不是4周，能顯著提高吞噬能力。這個(gè)研究也表明前腎白細(xì)胞的細(xì)胞溶解活性能通過兩個(gè)周的這種補(bǔ)充物飼喂而得到增強(qiáng)。兩種功能都受給藥的時(shí)期長度的影響。那些作者解釋這是由于細(xì)菌存留的時(shí)間不足引起的（Salinas et al. 2005）。
芽孢桿菌的種類如枯草桿菌（從鯉魚腸中分離的）和環(huán)狀芽孢桿菌（從羅非魚腸中分離）也能產(chǎn)生許多的酶類，具有細(xì)胞外分解纖維素和分解淀粉的活性。一些研究表明含有這些細(xì)菌的植物飼料如銀合歡屬干菜粉在37℃下培養(yǎng)15天能顯著分解干菜粉中的粗纖維，纖維素，半纖維素，單寧酸，植酸和含羞草氨酸（Bairagi et al. 2004）。處理過的干菜粉能顯著提高消化率，胴體蛋白和印度野鯪魚的生長。這個(gè)研究證明了一種新的用細(xì)菌提高蛋白質(zhì)質(zhì)量方法（Bairagi et al. 2004）。
Toyoi桿菌，最先是從土壤中分離的，是一種能抑制胃腸中腸毒性病原體生長的芽孢成形細(xì)菌。這些細(xì)菌菌株已經(jīng)被用來作為陸生動(dòng)物的日常飼料添加劑，而且，最近也被用于水產(chǎn)養(yǎng)殖中。然而，Chang和Liu(2002)未能證明這種細(xì)菌的補(bǔ)充給藥在抵抗遲鈍愛德華菌感染中的起到的有益影響。
5、乳酸菌種類
乳酸菌包括許多種類。乳酸菌如鼠李糖乳酸桿菌已經(jīng)作為一種益生素運(yùn)用到水產(chǎn)飼料中。已經(jīng)證明多種乳酸菌能通過釋放乙酸和乳酸來抑制生長或抑制魚的病原菌，而不是四方桿菌素（Vazqueaz et al. 2005）。
在鯛的飼糧中補(bǔ)充
Lactobacillus delbrüeckii ssp.lactis（107CFU/g飼糧），飼喂兩周后，引起烏頰魚鯛前腎粒細(xì)胞的吞噬能力顯著增加，三周或四周后增量不再顯著。這個(gè)研究也證實(shí)了在飼喂了這種補(bǔ)充物三周后，前腎白細(xì)胞的細(xì)胞溶解作用得到了增強(qiáng)。這兩種功能都受給藥時(shí)間長短的影響。作者解釋了這些影響是由于這些細(xì)菌存留時(shí)間的不足引起的（Salinas et al. 2005）。在改變?yōu)闆]有補(bǔ)充物飼養(yǎng)的一周內(nèi)，虹鱒魚腸中和皮膚黏液的L. rhamnosus都消失了（Nikoskelainen et al. 2003;Paniqrahi et al. 2005），這個(gè)多方面的報(bào)道與假設(shè)是一致的。Nikoskelainen et al.(2003)發(fā)現(xiàn)飼糧中L. rhamnosus的添加量在某個(gè)確定水平和給藥時(shí)間長短的條件下能增強(qiáng)白細(xì)胞的突發(fā)性呼吸，血清介導(dǎo)的大腸桿菌的死亡和血清免疫球蛋白水平。然而，這種促進(jìn)作用不能支持明確的試驗(yàn)設(shè)計(jì)來廣泛應(yīng)用到水產(chǎn)飼料中。 運(yùn)用到幼蟲培養(yǎng)的益生素如
L. delbrüeckii已經(jīng)被Camevali et al.（2006）通過測定幼蟲生長和IGF-1的mRNA轉(zhuǎn)錄物水平得到證實(shí)。Pichietti et al.(2006)第一次運(yùn)用了食果糖乳桿菌（從成年烏頰魚鯛的腸中分離）和胚芽乳桿菌（從人類的排泄物中分離）豐富輪蟲和鹵蟲。他們發(fā)現(xiàn)幼蟲飼喂?jié)饪s的輪蟲和鹵蟲后，在腸相關(guān)淋巴樣組織中（GALT）有更多的顯著的Ig生成細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞。他們的發(fā)現(xiàn)指出了與幼蟲存活有關(guān)的免疫系統(tǒng)中某種益生素的促進(jìn)作用。另外，一些種類如Lactococcus casei ssp. casei,乳酸片球菌，或乳酸乳桿菌spp lactis能夠增加輪蟲的產(chǎn)生（Planas et al.2004）。 Carnobacterium divergens是從鱈魚腸中分離的一種乳酸菌。Gilberg et al.(1997,1998)用鱈魚肌肉水合物的低分子量部分在液體培養(yǎng)基中生長，然后分離，將葡萄糖、礦物質(zhì)、維生素和核苷酸包括細(xì)菌以2×109CFU/g量添加到飼料中。鱈魚飼喂這種飼糧21天，能顯著提高對哈氏弧菌的抵抗力，甚至是在腸中或體外試驗(yàn)中沒有觀察到得兩種細(xì)菌的對抗作用。 Kim和Austin(2005)評估了從健康虹鱒魚（大麻哈魚 mykiss,Walbaum）腸中分離出來的Carnobacterium maltaromaticum B26和 Carnobacterium divergens B33。他們給虹鱒魚飼喂添加了B26和B33劑量為大于107細(xì)胞/g飼糧的飼料并觀察了與病原體有毒的培養(yǎng)的防護(hù)反抗作用。此外，兩種培養(yǎng)體在消化道中一直堅(jiān)持到給藥后的3周。培養(yǎng)體增強(qiáng)了細(xì)胞和體液的免疫應(yīng)答。尤其是，當(dāng)魚飼喂了含B26的飼料后證實(shí)能顯著增加前腎巨嗜細(xì)胞的吞噬活性，然而，B33的應(yīng)用能顯著增加突發(fā)性呼吸和血清的溶菌酶活性。當(dāng)然，在魚飼喂兩種培養(yǎng)體都會(huì)引起消化道黏膜溶菌酶活性比對照組高。 Carnobacterium inhibens是從寒帶魚的腸中分離出來的。在虹鱒魚飼料中添加106－108細(xì)胞/g飼糧飼喂7－14天后就能顯著增加對殺鮭氣單胞菌的抵抗力。 屎腸球菌SF68首先是從人的嬰兒消化道中分離出來的，是一種不致病的乳酸菌，正常棲居在人和其他動(dòng)物包括魚類的腸中（Lewenstein,Frigerio&Moroni 1979;Ringø&Gatesoupe1998）。也被證實(shí)能抑制腸病原體包括腸毒性的埃希氏大腸桿菌，沙門氏菌，志賀氏桿菌和梭菌。屎腸球菌SF68在預(yù)防抗生素伴隨腹瀉和引起急性腹瀉的細(xì)菌的治療效果已經(jīng)在人身上得到了證明。與遲鈍愛德華菌對抗后，飼喂E.faecium SF68添加物的鰻魚的存活率明顯比那些多照組的高（Chang 和Liu 2002）。 這種菌是從 Lake Victorian Nile
鱸魚中分離出來的。在模式系統(tǒng)中熒光假單胞菌（AH2）能強(qiáng)烈抑制鰻弧菌，但是，將這種細(xì)菌用于水試驗(yàn)，卻未能顯示出對癤病死亡率有任何的改善作用。 一種假單菌細(xì)胞曾經(jīng)被加入到養(yǎng)蝦的水中作為評價(jià)，這樣做的結(jié)果是，蝦的紅細(xì)胞數(shù)量減少，蝦的血淋巴中的酒氧化酶和抗菌活性降低。
弧菌已經(jīng)從冷水魚，大馬哈魚，鮭魚，大比目魚中分離出來，飼料中添加這種細(xì)菌可以有效地提高對Aeromonas salmonicida的抵抗力。這種菌已經(jīng)通過加入到蝦類養(yǎng)殖的水中用作評價(jià)，這樣做的結(jié)果是，蝦的紅細(xì)胞數(shù)量減少，蝦的血淋巴中的酒氧化酶和抗菌活性降低。
理論上，抗菌素可以用來處理傳染性疾病，但是很少有人會(huì)注意到抗菌素的治療和預(yù)防的作用，最近20年，已經(jīng)有了抗菌素用于人類的健康和動(dòng)物性產(chǎn)品的成功的例子，一些魚類病菌的抗生素已經(jīng)有過敘述了（WU et al.1981），但是卻很少有人會(huì)用抗生素來控制魚類的細(xì)菌感染，Park et al(2000)發(fā)現(xiàn)抗菌素對. Lactococcus garvieae鯡和其他海洋魚類的菌有特效，這說明抗生素對控制魚類的細(xì)菌感染又很大的作用。
Lara-flores et al. (2002)在羅飛魚飼料中添加0.1％的啤酒酵母，相對于不添加的可以顯著的提高魚類的生長率。
這種酵母菌是從印度西南海岸海水中分離來的，現(xiàn)在關(guān)于這種分離產(chǎn)物的研究還不多，最近有一項(xiàng)研究表明，飼料中含有10%的假絲酵母菌可以使印度白蝦產(chǎn)生最適合的免疫應(yīng)答，如果用量再加強(qiáng)的話可以使蝦在未來兩天都會(huì)對病毒有抵抗作用。
這種酵母分是從鮭魚腸中分離來的，Tovar et al. (2002)通過在球狀飼料上噴霧，獲得了活得酵母粉，并從鱸魚幼魚剛開口就飼喂改種飼料，表明這種酵母粉可以促進(jìn)海生幼魚消化器官的成熟，這種酵母菌對消化器官的有益作用是因?yàn)樵摲N酵母菌可以分泌精胺和亞精胺，在后來的研究中還發(fā)現(xiàn)，酵母粉混合物可以提高存活率，并能降低幼魚的畸形率，在一組飼喂含有1.1％酵母粉試驗(yàn)魚中只有1％的畸形率，相對的在沒有飼喂的一組的畸形率則高達(dá)14％，另外，飼喂含酵母分飼料的組的胰島素和脂肪酶的濃度和活性都要明顯高于沒有飼喂的，然而淀粉酶的活性卻降低了，這說明飼喂酵母粉的兩個(gè)組的胰腺成熟的早。腸內(nèi)的堿性磷酸酶，氨基肽酶，麥芽糖酶的活性，在飼喂1.1％酵母粉的組要明顯高于其他兩組，有利于早點(diǎn)開始腸內(nèi)消化，飼喂含有1.1％酵母粉的組獲得了最好的結(jié)果，不同酵母粉添加量的不同表現(xiàn)，可能是由于酵母粉在幼魚體內(nèi)分泌的多胺的數(shù)量不同造成的。 這種機(jī)制包括競爭性排除至病性細(xì)菌，可以通過產(chǎn)生抑制性復(fù)合物，也可以于細(xì)菌競爭營養(yǎng)與能量，還可以競爭黏附的過程，還能夠改善水質(zhì)，還能夠增強(qiáng)食用動(dòng)物的免疫應(yīng)答的能力，通過增加消化酶來改善食用動(dòng)物的營養(yǎng)吸收狀況，以及與浮游植物的交互作用。 BioPlus2B (Chr. Hansen A/S, Hørsholm, Denmark)含有BioPlus2B (Chr. Hansen A/S, Hørsholm, Denmark)和 B. licheniformis，并且已經(jīng)有文件證明飼喂改產(chǎn)品后，小豬和家禽可以明顯的提高存活率，這種產(chǎn)品還可以提高被病原菌感染的鮭魚的成活率。 Alchem Poseidon (Alchem-Korea CO., LDT, Wonju, Korea)含有枯草芽孢桿菌,枯草桿菌（超過1.6×107CFU）乳酸菌嗜酸菌制劑(1.2 × 108 CFU/g), Clostridium butyricum (超過 2.0 × 107 CFU/g)和
Saccharomyces cerevisiae (超過 1.6 × 107 CFU/g). Biogen® (China Way Corporation, Taiwan, China)含有
Bacillus subtilis (不低于 6 × 107CFU/g)，allicin (不低于 0.247 mmol/g)，和高單位的水解酶（不低于3690 units/g). Lymnozyme® (Keeton Industries, Wellington, CO, USA)是一種天然的競爭性排除器，已獲專利權(quán)，是一種非藥物或化學(xué)產(chǎn)品，但卻有益生素的作用，它能夠改善水質(zhì)，Lymnozyme®是一種純天然的微生物制品，可以用來改善水質(zhì)，剛開始用的時(shí)候可能會(huì)引起氧需求量的增加，這種產(chǎn)品的目的是要改善料肉比，改善水產(chǎn)動(dòng)物的存活率，降低壓力和疾病的危害，并且降低對非掌昂貴的藥物的需求，現(xiàn)在這種需求的潛力還沒有表現(xiàn)出來。 Sanolife® MIC (INVE TECHNOLOGIES NV, Belgium)是一種商業(yè)產(chǎn)品，改產(chǎn)品可以顯著的提高幼蝦的存活率，幾乎與抗生素有相同的作用。
ALL-LAC™ (AllTech, Nicholasville, KY, USA)是一種含有鏈球菌和乳酸菌的商業(yè)產(chǎn)品，改產(chǎn)品已經(jīng)被證明對陸生動(dòng)物和羅飛魚有益處。
BioSaf™ (SafAgri, Minneapolis, MN, USA)是一種活得酵母粉，可以提高羅飛魚的生長率。 Cernivet® LBC (Cerbios-Pharma SA, Lugano, Switzerland)是一種針對于Enterococcus faecium SF68的商業(yè)產(chǎn)品。 Toyocerin® (Toyo Jozo Co. Ltd., Tokyo, Japan)是一種針對于Bacillus toyoi的商業(yè)產(chǎn)品。 Efinol® PT (Bentoli, Inc. USA)是一種商業(yè)益生素，他含有Bacillus sbutilis, B. licheniformis, B. coagulans, 乳酸菌, 鏈球菌和啤酒酵母。改產(chǎn)品可以直接投喂在池塘里或用作飼料的被膜（推薦劑量為4-7 g/kg feed），改產(chǎn)品可以延緩被病毒感染的蝦的死亡時(shí)間，可以提高總體的存活率。（Nunes 2006). 益生元由 Gibson and Roberfroid (1995)定義為一種不可消化的食物組分，它能通過刺激一種促進(jìn)代謝倡導(dǎo)健康促進(jìn)細(xì)菌的生長，使宿主獲益，從而提高宿主腸道平衡。 因?yàn)檫@個(gè)概念是剛剛被定義的，因此缺乏資料去證實(shí)益生元的健康促進(jìn)效應(yīng)。益生元的例子包括果糖寡聚體和人乳中的復(fù)合低聚糖。目前對魚的研究更加有限，只是些基礎(chǔ)研究。盡管如此，益生元和益生素相比的主要優(yōu)勢在于其為天然餌料成分。食譜的供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化是很簡單的. 很多在魚腸道的條件性致病菌能夠利用較廣范圍的碳水化合物，盡管對于宿主的作用并不清楚 (Gatesoupe 2006). 作者同時(shí)證明條件性致病菌從益生元處獲益是不大可能的，因?yàn)樗鼈兊母叨忍禺惢?/strong>他也推薦慎重的使用益生元，因?yàn)樵谀c道持續(xù)的使用這種物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生病原菌體獲能利用本體復(fù)合物及其降解產(chǎn)物的威脅。盡管這種憂慮有待被證實(shí)。 益生元在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的研究極為受限。Grobiotic®-A was developed by International Ingredient Corp., St. Louis, MO, USA.我們已經(jīng)用雜交鱸魚的三個(gè)分離飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)對產(chǎn)品進(jìn)行了評估。這個(gè)產(chǎn)品是種混合物--部分自溶的啤酒酵母，奶組分，曬干的發(fā)酵產(chǎn)物（35.2% 粗蛋白,1.7% 粗脂肪 and ~53% 單糖和多糖包括低聚糖） 類似的產(chǎn)品已經(jīng)顯示出對雞腸道菌群的影響，并且能夠促進(jìn)雞的生長。Li and Gatlin (2004,2005) 發(fā)現(xiàn)在魚的飼料添加Grobiotic® -A 顯示出較高的采食率和細(xì)菌病原體侵害時(shí)較低的死亡率。海豚鏈球菌
and 海分枝桿菌. 盡管如此，腸道菌群也沒有被研究確定是否Grobiotic®-A 改變了它的組成.近期我們實(shí)驗(yàn)室的活體外研究已經(jīng)確認(rèn)紅鯛腸道菌群的改變。Sciaenops ocellatus in the presence of GroBiotic®-A based on denaturing gradient gel eletrophoresis. 4.寡聚果糖, 菊淀粉and oligofructose 大部分益生元的研究是集中于果糖寡聚體 (FOS)."FOS" 包括所有的由果糖和葡萄糖組成的非可消化低聚糖。特別是果寡聚體涉及到短鏈果糖單位與終極葡萄糖單位以ß-(2–1) 鏈嵌和。果糖寡聚體的應(yīng)用已被證明在許多方面都能夠增強(qiáng)腸道健康。 例如, 果糖寡聚體的應(yīng)用已被證明能夠增加諸如雙歧桿菌等有益菌的數(shù)量，并被用來防治便秘。(Swanson et al. 2002). Inulin是果糖聚合體(在自然界廣泛用于植物儲(chǔ)存碳水化合物)的一種雜和物. Oligofructose是 inulin的亞族,由不同聚合程度的聚合體組成。Inulin and oligofructose 在上胃腸道是不能被消化的。因此他們就減少了熱值; (Niness 1999). Inulin是大多數(shù)知名的"信得過“藥材的主要組成部分，如牛蒡根, 蒲公英根， 土木香根, 菊苣根,還有中藥中的黨參. Inulin 是腸道內(nèi)乳酸桿菌的首選食物，并且能促進(jìn)腸有益菌群平衡.雙歧桿菌消化inulin產(chǎn)生鍛煉脂肪酸，如乙酸，丙酸，丁酸。前兩者，在肝中被用來產(chǎn)生能量.而丁酸在腸道中有防癌特性(Spiller, 1994). 近年來動(dòng)物研究也證明inulin可以預(yù)防結(jié)腸癌前病變。 inulin 在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用研究是相當(dāng)受限的. Olsen et al. (2001)實(shí)測到飼料中添加15% inulin 反而影響北極紅點(diǎn)鮭的腸上皮細(xì)胞。adversely affected the enterocytes of Arctic charr. 近期的研究顯示飼料中添加 2% oligofructose (Raftilose P95), 而不是inulin能夠顯著改變比目魚幼蟲腸道菌群的分布：使桿菌增加到14%并降低弧菌 (Mahious et al. 2006). 另外,在比目魚幼蟲飼料中添加2% oligofrctose ，其生長速度顯著高于添加2% inulin, 2%lactosucrose or 2% 纖維素. 乳糖是二糖，含一個(gè)半乳糖和一個(gè)葡萄糖。在幼體哺乳動(dòng)物體內(nèi)，小腸絨毛分泌的乳糖酶，把乳糖分子分成兩個(gè)亞基，以促進(jìn)吸收。正常情況下，在幼體生長的過程中，乳糖酶的產(chǎn)物逐漸消失，所以他們逐漸不能代謝乳糖。奶產(chǎn)品中的乳糖消耗量導(dǎo)致腸道微生物數(shù)量降低。在體外用排泄物來發(fā)酵乳糖和果糖會(huì)降低需氧菌數(shù)量，PH值以及氨濃度。在人體內(nèi)注入乳糖，并維持嗜酸乳桿菌的含量（就像沒有這個(gè)種類的控制）導(dǎo)致培養(yǎng)基中的乳糖迅速消失，而β－牛乳糖含量增加。果糖對人體的消化酶有抵抗力，通過有限數(shù)量的細(xì)菌，特別是乳桿菌和雙岐桿菌在結(jié)腸內(nèi)發(fā)酵。蔗糖是一種三糖，其分子是由一個(gè)半乳糖分子，一個(gè)葡萄糖分子和一個(gè)果糖分子組成。蔗糖是通過酶作用產(chǎn)生的。在胃和小腸中蔗糖不能被消化，蔗糖作用腸內(nèi)微生物來大量增加雙岐桿菌的生長。
Kihara et al. (1995)利用蔗糖作為腸內(nèi)微生物的基質(zhì)，發(fā)現(xiàn)紅鰭笛鯛和成年黑鯛的腸膜肌的厚度增加。但是Kihara and Sakata(2001a) and Kihara and Sakata (2001b)發(fā)現(xiàn)鯉魚和紅鱒體內(nèi)，微生物對蔗糖的利用率很低。Mahious et al. (2006)沒有觀察到在食物中添加2%的蔗糖對木葉鰈幼魚生長和有益微生物的影響。
低聚異麥芽糖是白聯(lián)珠菌發(fā)酵甘蔗汁的化合物。日糧中添加1%－4%能增加禽類盲腸內(nèi)的雙岐桿菌數(shù)量，在對禽類的飼料攝取量和生長性能無有害影響下，抵抗沙門氏菌。(Chuang and Day 2004; Thitaram et al. 2005)。但是這些知識(shí)不能用在水產(chǎn)動(dòng)物上。 低聚甘露糖來源于酵母（啤酒酵母）細(xì)胞壁，大約45% 的細(xì)胞壁含有甘露糖的殘基(Tizard et al., 1989)。凝集素甘露糖在許多腸內(nèi)病原體中占優(yōu)勢并且間接黏著在上皮的細(xì)菌中(Baumler et al., 1997)。病原菌可以粘附腸上皮細(xì)胞，低聚甘露糖通過填充來阻止病原菌的粘附。利用潛在的有害菌占據(jù)粘附位置，能降低其在腸內(nèi)的聚集。革蘭氏陰性菌通過與微生物表面的外源凝集素特異性甘露糖相互作用，利用低聚甘露糖產(chǎn)物來凝集。豬日糧中包含的低聚甘露糖通過降低致病菌(Connolly, 2001)和免疫調(diào)節(jié)(Newman, 1994; Pettigrew, 2000)，可能能夠改善豬的健康和生長狀況。狗飼料含有低聚甘露糖(P =0.05)能降低排泄物中的總需氧菌，增加(P = 0.13)乳酸菌的數(shù)量(Swanson et al. 2002)。目前尚沒有低聚甘露糖在水產(chǎn)上利用的相關(guān)報(bào)道。 大豆和其他豆科植物含有很高濃度的α-半乳寡聚糖(α-GOS)比如水蘇糖和棉子糖。哺乳動(dòng)物的α-半乳寡聚糖的消化水解相對較差，因?yàn)樗麄冊谏舷罌]有水解1,6糖苷鍵的α-半乳糖苷酶(α-Gal)。水溶性碳水化合物消化轉(zhuǎn)運(yùn)到結(jié)腸中，在結(jié)腸內(nèi)的微生物作用下迅速發(fā)酵，產(chǎn)生了大量的氣體。這種人工有道的腸胃氣脹對大豆作為人類和動(dòng)物的主要食物來源的可接受性產(chǎn)生了極大的損害。微生物α-半乳糖苷酶(α-Gal)的利用對降解有害的α-半乳寡聚糖(α-GOS)乳酸菌(LAB) 比如乳酸菌(L.)
plantarum，L.酵母菌，L. brevis，L. buchneri和L. reuter是一種有希望的途徑，因?yàn)樵谥参锇l(fā)酵過程中α-半乳糖苷酶(α-Gal)的活性，能水解α-半乳寡聚糖(α-GOS)為可消化的碳水化合物(LeBlanc et al. 2005)。Tzortzis et al. (2004)證明合成低聚糖能增加雙岐桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量和大小，同時(shí)大幅度降低梭菌的數(shù)量和大小，就像商業(yè)的體外益生素（FOS，蜜二糖，棉子糖）。通過改變短鏈脂肪酸產(chǎn)生方式，比較單獨(dú)使用GMM或者GMM加上嗜酸乳酸菌，證明增加L. reuteri能增加生物效應(yīng)。短鏈脂肪酸產(chǎn)生的改變與L. reuteri的發(fā)酵性質(zhì)一致，報(bào)道指出異常的合成菌對犬的腸道微生物發(fā)酵具有重要的影響。目前仍然不知道魚類是否利用半乳寡聚糖能增加胃腸道Labacillus 當(dāng)Gibson引入益生元的概念時(shí)，他也推測到如果益生元和益生素以一種他稱為synbiotic 的形式化和起來，就會(huì)有額外的收益。他定義為“益生元和益生素的混合物，通過提高胃腸道活菌添加植入和存活率，及選擇性的刺激生長間或激活一種或幾種健康促進(jìn)菌的新陳代謝，從而提高宿主福利，使宿主受益。這個(gè)名字就意味著益生素應(yīng)該給益生元生長提供選擇優(yōu)勢，他們結(jié)合起來發(fā)揮協(xié)同作用。在此之前，對這一添加形式的科學(xué)研究數(shù)量是有限的，因此這種理論實(shí)體是否能提供除益生元和益生素單獨(dú)作用外的健康促進(jìn)效應(yīng)也未可知。(Teitelbaum and Walker 2002). Synbiotics 對于水產(chǎn)養(yǎng)殖來說是一個(gè)非常新的概念。To the best of my knowledge, this information is not available in our field.盡管有許多的內(nèi)容關(guān)于某種益生素，如水產(chǎn)動(dòng)物胃腸道中的L. rhamnosus以及益生元的不調(diào)和可能引起環(huán)境中菌群的改變。深入地研究益生元對胃腸道微生物生態(tài)的影響和synbiotics 的潛在發(fā)展對于水產(chǎn)養(yǎng)殖中水產(chǎn)動(dòng)物胃腸道菌群的有效管理是十分必要的。 | 
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發(fā)表于 2007-8-31 09:28:38
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