有益微生物制劑，是指從天然環(huán)境中提取分離出來的有益微生物，經(jīng)培養(yǎng)擴增后，通過一系列特定生產(chǎn)工藝形成的含有大量有益菌的制劑。該類制劑又稱微生態(tài)制劑、有益微生物、益生素、微生態(tài)調(diào)節(jié)劑和益生菌等。廣義而言，它包括了益生素、益生元和合生元。也可以說，是在微生態(tài)理論的指導下，改善和調(diào)理微生態(tài)，保持微生態(tài)平衡，改良水產(chǎn)養(yǎng)殖生物環(huán)境，提高水產(chǎn)養(yǎng)殖動物健康水平或增進健康狀態(tài)的益生菌（微生物）及其代謝產(chǎn)物和生長促進物質(zhì)的一類制品。

一、微生態(tài)制劑的概念與種類。

微生態(tài)制劑也稱活菌制劑或生物制劑，它是指在微生態(tài)理論指導下，人工分離正常菌群，并通過特殊工藝制成的活菌制劑。常用的產(chǎn)品主要由硝化和反硝化菌、乳酸桿菌、枯草桿菌、雙歧桿菌、假單胞菌、酵母菌、糞鏈球菌和噬菌蛭弧菌等菌株組成，廣義上還應包括真菌（放線菌、根霉菌等）、藻類及其代謝產(chǎn)物等。作為理想的微生態(tài)制劑應符合以下標準，即含一種至幾種高質(zhì)量的有效菌種（株）；活菌含量高，至少應達10∧8個/g;保質(zhì)期較長，在此期限內(nèi)不應低于初始1/2的活菌數(shù)量；具有良好的微生態(tài)調(diào)節(jié)或其他保健功能；制劑具有較強的抗胃酸和抗膽汁酸功能；盡可能添加雙歧因子類，可促進外源性和內(nèi)源性有益菌增殖的物質(zhì)；穩(wěn)定，安全，可靠；質(zhì)優(yōu)價廉。

(一)光合菌群。

光合菌是一類能進行光合作用的原核生物的總稱，它們的共同點是體內(nèi)具有光合色素，在厭氧、光照條件下進行光合作用，利用太陽光獲得能量，但不產(chǎn)生氧氣。目前，在養(yǎng)殖生產(chǎn)上應用的是紅螺菌目、紅螺菌科的菌種。光合細菌施放于池塘中，能迅速消除水體中的氨氮、硫化氫和有機酸等有害物質(zhì)，改善水質(zhì)，平衡酸堿度。但對于進入水體中的大量大分子有機物質(zhì)，如養(yǎng)殖動物的排泄物、殘存飼料和浮游生物殘體等卻無法分解利用。

(二)乳酸菌群。

乳酸菌（嫌氣性）是以攝取光合細菌、酵母菌產(chǎn)生的糖類等物質(zhì)為基礎，制作乳酸的一類菌群。乳酸具有很強的殺菌能力，能有效抑制有害微生物的活動，以及有機物的急劇腐敗分解。乳酸菌能夠使常態(tài)下不易分解的木質(zhì)素和纖維素等變得容易分解，并且消除未分解有機物產(chǎn)生的一些有害物質(zhì)，在有機物發(fā)酵分解上發(fā)揮重要作用，它將未腐熟的有機物質(zhì)轉化成對水生動植物有效的養(yǎng)分。乳酸菌的另一個重要作用，就是能夠抑制致病菌增殖。

(三)酵母菌群。

酵母菌（好氣性）利用氨基酸、糖類及其他有機質(zhì)產(chǎn)生發(fā)酵力，產(chǎn)生出能促進細胞分

的活性化物質(zhì)。酵母菌在EM菌群中，對于促進其他有效微生物（如乳酸菌、放線菌）增殖所需要基質(zhì)的生產(chǎn)，提供重要的給養(yǎng)保障。此外，酵母菌生產(chǎn)的單細胞蛋白，是水生動物不可缺少的有效養(yǎng)分。

(四)放線菌群。

放線菌（好氣性）是細胞和霉菌的中間形態(tài)。它從光合細菌中獲取氨基酸、氨素等作為基質(zhì)，產(chǎn)生出各種抗生物質(zhì)，可以直接抑制病原菌。它提前獲取有害霉菌和細菌增殖所需要的基質(zhì)，從而抑制它們的增殖，并創(chuàng)造出其他有益微生物增殖的生存環(huán)境。放線菌和光合細菌組成的混合菌群，其抑菌作用比單一放線菌可成倍增加。另外，被放線菌分解的物質(zhì)容易被水生動植物吸收，從而增強水生動植物對各種病害的抵抗力和免疫力。有研究表明，放線菌對溶藻弧菌和副溶血弧菌有較強的頑作用。諾卡氏菌也可以使養(yǎng)殖水體中的氨氮明顯下降，并對增加溶氧和穩(wěn)定pH有較好效果。

(五)芽孢桿菌。

芽孢桿菌為芽孢菌屬的種類，革蘭氏染色陽性，是一類好氣性細菌。該菌無毒性，能分泌蛋白酶等多種酶類和抗生素。其可直接利用硝酸鹽和亞硝酸鹽，從而起到凈化水質(zhì)的作用；另外，還能利用分泌的多種酶類和抗生素，來抑制其他細菌的生長，進而減少甚至消滅水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的病原微生物。芽孢桿菌對水體中的亞硝酸鹽有明顯的去除作用。在魚蝦養(yǎng)殖池中施用芽孢桿菌后，對魚蝦的成活率會有所提高，池底沉積物中發(fā)光弧菌的比例降低，水體中其他致病菌也降低到最低程度，在餌料中定量添加枯草桿菌后投喂魚蝦，可提高其生長速度和抗病能力。

(六)蛭弧菌。

蛭弧菌是寄生在某些細菌并導致其裂解的一類細菌，最早是由德國的Stolp在土壤中發(fā)現(xiàn)的。蛭弧菌能防止或減少蝦、蟹病害的發(fā)展和蔓延，改善蝦、蟹體內(nèi)外環(huán)境，促進生長，增強免疫力。

(七)硝化細菌。  

凡能使土壤或水域中的氨氮，氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽的細菌都可稱為硝化細菌；但嚴格的是指，利用氨或亞硝酸鹽作為主要能源，以及能利用二氧化碳作為主要碳源的細菌。因此，硝化細菌可分為亞硝化細菌和硝化細菌兩大類群。 狹義上的硝化細菌，在氮的循環(huán)中將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽而被藻類利用，從而起到凈化水質(zhì)的作用。

二、有益微生物的作用機理和功能

有益微生態(tài)制劑的作用機理是多方面的綜合效應，主要有以下三種學說：①優(yōu)勢菌群學說；②菌群屏障學說；③微生物奪氧學說。微生態(tài)制劑主要是通過下述途徑，在動物體內(nèi)發(fā)揮作用。

(一)調(diào)控腸道微生物平衡，形成優(yōu)勢菌群。 正常的水生動物腸道，細菌與宿主保持著動態(tài)平衡，微生物種群中的優(yōu)勢種群對整個種群起決定作用。但在現(xiàn)代集約規(guī)模化養(yǎng)殖過程中，水生動物應激因子增多，如換料、捕 118 第七章有益微生物制劑 撈、用藥和免疫等刺激，使原來優(yōu)勢種群發(fā)生變化，菌群失去平衡，從面引起消化機能紊亂，抑制生長發(fā)育，嚴重的可能致病。微生態(tài)制劑中的有益微生物，為與其他菌種競爭而釋放抑菌物質(zhì)，而這些物質(zhì)能夠抑制或殺死周圍其他異種有害菌群。這些抑菌物質(zhì)被稱為細菌素，是一種特異性的復合物。

(二)刺激機體免疫系統(tǒng)，提高機體免疫力。 微生態(tài)制劑中的有益菌群是良好的免疫激活劑，通過產(chǎn)生抗體和提高噬菌活性等作用刺激免疫系統(tǒng)，有效地提高巨噬細胞的活性，激發(fā)機體體液免疫和細胞免疫，使得機體免疫力和抗病能力增強。直接飼喂活的微生物，可刺激水生動物腸道免疫器官發(fā)育，提高機體抗體水平或提高巨噬細胞活性。

(三)提供營養(yǎng)素，改善機體代謝。 微生態(tài)制劑的有益菌群在消化道內(nèi)繁衍，能促進消化道內(nèi)多種氨基酸、維生素等一系列營養(yǎng)成分的有效合成和吸收利用，補充機體營養(yǎng)成分，促進機體生長。用微生態(tài)制劑喂水生動物，可使其腸道內(nèi)的乳酸菌和鏈球菌含量增多，它們就會產(chǎn)生更多的有機酸，使腸道內(nèi)pH下降，抑制了包括很多革蘭氏陽性菌在內(nèi)的病原菌繁殖，同時也可產(chǎn)生溶菌素和過氧化氫等，這些物質(zhì)也可抑制某些潛在的病原微生物。有益微生物可在體內(nèi)產(chǎn)生多種消化酶，從而提高飼料利用率，如芽孢桿菌具有很強的脂肪酶、蛋白酶及淀酚酶活性，并且還能降解某些飼料中較復雜的碳水化合物。

(四)凈化腸道環(huán)境。 水產(chǎn)動物腸道內(nèi)的腐敗菌、大腸桿菌等增多,會產(chǎn)生一些有害物質(zhì),如氨、生物胺、吲哚和酚等，這些物質(zhì)具有潛在的抑制生長和致病作用。但添加微生態(tài)制劑后，生成這些物質(zhì)的酶活性會受到抑制，從面可有效控制上述有害產(chǎn)物的生成。

(五)水質(zhì)改良。 光合細菌通過光合作用，吸收和消耗養(yǎng)殖水體中的有機物，來達到降解硫化氫和氨氮的目的，芽孢桿菌能利用氨氮、亞硝酸鹽氮，降低水體中對養(yǎng)殖動物有害的物質(zhì)。微生態(tài)制劑中的硝化細菌和反硝化細菌，將水體中有毒的亞硝酸鹽轉化為無毒的硝酸鹽，反硝化細菌還利用池底中的有機物為碳源，將池底和水體中的有機物轉化為無毒的氮氣揮發(fā)于大氣中，由于底層污泥中有機物和硝酸鹽的迅速減少，可有效預防因氣候突變導致水質(zhì)劇變對魚蝦的影響。其改良水質(zhì)效果十分明顯，可達到充分維持水環(huán)境的生態(tài)平衡，促進水產(chǎn)動物健康生長的功效。

三、微生態(tài)制劑的分類

(一)按菌種分類。根據(jù)制劑的用途和作用機理，可分為微生態(tài)生長促進劑、微生態(tài)藥物制劑和水環(huán)境改良劑；根據(jù)菌株組成，可分為單一菌劑和復合菌劑；根據(jù)微生物的菌種類型，可分為乳酸菌類制劑、芽孢桿菌類制劑、酵母類制劑和光合細菌(PSB)制劑等。

1.芽孢桿菌類制劑。   在水產(chǎn)動物胃腸道內(nèi)零星存在，是很強的好氧菌，可造成腸道厭氧環(huán)境，使需氧病原菌難以生存。芽孢桿菌能產(chǎn)生具有活性較強的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶，能產(chǎn)生具有相當高的抗菌活性蛋白，該活性蛋白具有抑制病原菌的能力，是自然界中廣泛存在的非致病細菌，對人及養(yǎng)殖動物無害，不污染環(huán)境。枯草芽孢桿菌在活菌制劑中以芽孢狀態(tài)存在，因而具有以下優(yōu)點：①耐酸、耐鹽、耐高溫(100℃)及耐擠壓；②在腸道上段迅速發(fā)芽轉變成具有新陳代謝作用的營養(yǎng)型細胞；③具有多種有效促活性成分，富含多種氨基酸(18種以上)；④其分泌物中含有抗菌小肽，對某些水生動物致病菌具有很強的抑殺作用。芽孢桿菌能增加水體透明度，降解氨氮，降低化學耗氧量，而且抑制藻類的生長。同時，它具有降解有機污染物的能力和維護水體平衡的功效，對水質(zhì)的改善起到積極作用。

2.乳酸菌類制劑。   乳酸菌屬腸道常在菌，能作為微生態(tài)制劑的雙乳酸菌種類很多，目前應用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的主要有嗜酸乳桿菌、雙歧乳桿菌和糞鏈球菌等。

3.酵母類制劑。  僅零星存在于水產(chǎn)動物胃腸內(nèi)的微生物群落，屬需氧菌。目前，主要應用的有釀酒酵母和石油酵母，菌體內(nèi)富含蛋白質(zhì)和B族維生素，在動物體內(nèi)通過大量繁殖，提高動物飼料利用率，同時抑制病原菌，增強動物機體免疫力和抗病能力。

4.光合菌制劑。  光合菌廣泛分布于土壤、湖泊、海洋和養(yǎng)殖水體當中。水產(chǎn)動物采食后，可排斥或抑制原腸道腐敗菌群，減少腸道內(nèi)蛋白質(zhì)向氨或胺的轉化，提高飼料利用率。同時，可抑制產(chǎn)生臭味的營養(yǎng)物質(zhì)腐敗，具有凈化水質(zhì)的作用。

(二)按制劑形態(tài)分類。 根據(jù)各菌種的生長特性，并結合生產(chǎn)工藝水平，以及制劑產(chǎn)品安全、有效和質(zhì)量可控的要求，可將微生物制劑分為液體制劑和固體制劑。

1.液體制劑。一個或多個有益菌種分散在適宜的分散介質(zhì)中制成的液體形態(tài)制劑。通常是將菌種以不同的分散方法和不同的濃度，分散在適宜的分散介質(zhì)中（水或培養(yǎng)基）制成的液體，可供混飼或外用。液體制劑的理化性質(zhì)、穩(wěn)定性、效果甚至毒性等，均與菌種配比、生物活性及菌體分散度的大小有密切關系。研究液體微生態(tài)制劑，尤其要著眼于制劑中各菌種生物活性的保持程度。液體微生態(tài)制劑的品種較多，近年來在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的臨床應用日益廣泛，它們的性質(zhì)、理論及制備工藝在漁藥藥劑學中占有重要地位。

(1)液體有益微生物制劑的特點。在液體有益微生物制劑中，菌種因液體介質(zhì)中保持有一定的養(yǎng)分，而使其生物活性維持度較高，從而有利于提高其生物利用度；在混飼時可以將液體直接拌人粉料或吸附到顆粒飼料中投喂給養(yǎng)殖動物，使得使用時較為方便和經(jīng)濟。但液體制劑質(zhì)量受介質(zhì)的影響較大，而不利于長期保存；液體制劑的體積較大，攜帶、運輸和貯存都不方便；液體制劑還極易受到時其他微生物的污染，導致變質(zhì)甚至產(chǎn)生毒性。

(2)液體有益微生物制劑的質(zhì)量要求。液體有益微生物制劑的色澤應均勻一致，菌種在介質(zhì)中的分散性良好；各菌種的配比和含菌量必須準確；口服制劑不能有影響?zhàn)B殖動物攝食的異味；應有一定的防腐能力，保存和使用過程中不應發(fā)生雜菌污染；包裝容器應適宜，方便攜帶和使用。

2.固體制劑。有粉劑和片劑兩種，目前主是以粉劑為主。粉劑是指將有益菌種制成干粉，與適宜的稀釋劑均勻混合制成的粉末狀制劑。益微菌粉劑可直接用于水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，如混飼投喂及全池潑灑。此外，也是制備益微菌片劑、顆粒劑和膠囊劑等其他劑型的基礎。目前，益微菌粉劑已在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，作為促長防病添加劑和水質(zhì)改良劑被廣泛使用。

(1)固體有益微生物制劑的特點。益微菌粉劑具有運輸、攜帶和保存都比較方便的特點。粉劑具有良好的分散性和穩(wěn)定性，可與多種免疫增強劑、益生元、植物提取物等混合，而制成水產(chǎn)動物促生長、防病添加劑。粉劑也不易受到其他雜菌的污染，從而保持產(chǎn)品中菌種的純度，使質(zhì)量更穩(wěn)定。但由于菌的發(fā)酵培養(yǎng)多數(shù)是在液態(tài)環(huán)境中進行，在將液態(tài)培養(yǎng)出的有益菌加工成固態(tài)菌粉時，其過程對細菌的一些生物學特性影響較大，有效菌的含量也大大降低，使得制劑成本較高。

(2)固體有益微生物制劑的質(zhì)量要求。益微生物粉劑作為一種水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中的常用劑型，特別是作為水產(chǎn)飼料添加劑預混料劑型，在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中使用廣泛。粉劑的制備和貯存過程中應符合以下基本要求：

①制備粉劑的益微菌原粉應加工成均勻的細粉。

②粉劑應干燥、松散、混合均勻、色澤一致和流動性好。

③菌種純度高且數(shù)量穩(wěn)定。

我國微生態(tài)制劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的應用研究，始于20世紀80年代初期，最早應用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的微生態(tài)制劑是“光合細菌”，主要是用于調(diào)節(jié)養(yǎng)殖水質(zhì)。同時，也在光合細菌的培養(yǎng)擴增技術、保存技術及應用效果方面做了大量研究工作；其后，水產(chǎn)養(yǎng)殖用微生態(tài)制劑的研究和開發(fā)領域及內(nèi)容也更加廣泛，到目前為止，已有乳酸桿菌屬、雙歧桿菌屬、弧菌屬、假單孢菌屬、丁酸梭菌屬、芽孢桿菌屬的眾多種類及硝化細菌、光合細菌等應用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。

有益微生物如今已經(jīng)在許多國家進行商業(yè)性生產(chǎn)，并廣泛用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中，如日本的EM菌（比嘉照夫）、光合細菌(PSB)、美菌方（以枯草桿菌、地衣桿菌、多黏桿菌、假單胞菌等制成的系列制劑)、益菌王、利生素和活水寶（枯草芽孢桿菌）等。

隨著微生物生態(tài)學的研究進展，人們?nèi)找嬲J識到水環(huán)境中微生物在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的重要性。以往談及水環(huán)境中的微生物，主要側重其有害的方面，如病原菌等，而往往忽視有益微生物在水體凈化、防治魚類疾病和促進生長等方面的作用。在綜合防治中，重視有益微生物的生態(tài)因素，應用微生態(tài)制劑，可以較好地保持養(yǎng)殖水體的生態(tài)平衡，使水產(chǎn)動物疾病綜合防治取得更佳效果。