益生元在养鱼生产中的应用研究
汪月霞
(上海市青浦区水产技术推广站，上海 201799)
在动物性食品生产中，鱼肉生产是增长最快的领域之一，不但为人们提供大量的优质蛋白质，更是保障世界粮食安全的重要补充。然而近年来养鱼所需的蛋白质饲料原料价格不断上涨，进而导致养殖成本上升；
与此同时，集约化养殖中使用抗生素降低了水产品的质量，也对人体和生态环境造成极大危害。而养鱼生产中使用益生元可以改变机体代谢、提高免疫力、减少疾病发生的风险，并促进鱼生长，是实现鱼的绿色养殖和生态养殖重要方法之一，也为水产养殖“提质增效”提供了新思路。
集约化养鱼可能导致多种传染病暴发，每年造成的损失高达百亿元。因此，提高鱼的健康水平是养殖的关键。养鱼生产中持续使用抗生素可能会促进抗生素耐药菌的产生，导致水产品中药物残留，破坏水生环境中的微生物群落并抑制鱼的免疫系统，导致水产品质量降低并破坏生态平衡。因此，在全球抗生素的使用正逐步受到严格限制的大背景下，作为抗生素的替代品，益生菌、益生元和合生元等被用于养殖鱼和其他动物生产中，以提升动物健康水平。
1.提升鱼肠道健康水平
肠道菌群平衡是鱼肠道健康的关键，益生元可以作为鱼肠道中有益菌的“培养基”，促进鱼肠道中有益菌的定植，从而增强肠道中有益菌的活力，降低有害菌数量。Hoseinifar S H(2016)研究发现，将短链低聚果糖添加于饲料后饲喂鲤鱼，结果鲤鱼肠道菌群中益生菌的丰富度显著增加。此外，Dimitroglou A(2011)的研究也表明，饲料中补充了益生元的试验组，鱼肠道中短链脂肪酸的含量显著升高，而短链脂肪酸是调控鱼肠道健康的关键物质。因此，益生元可以提升鱼肠道健康水平。
2.提升鱼的免疫功能
鱼的免疫力强弱直接决定了鱼产量和收益的高低。因此，提高鱼免疫力对养殖至关重要。林城丽(2017)的研究表明，在饲料中补充了0.32%的角黄素试验组中，黄金锦鲤抗氧化能力显著提升，具有提升宿主免疫能力的功能。此外，Zheng Z L(2011)的研究也发现，在饲料中添加半乳糖寡糖，试验后发现添加组中性粒细胞释放的氧自由基含量显著升高，当试验用罗非鱼被嗜水气单胞菌攻毒后，其存活率显著提高。
益生元在养鱼过程中的积极作用主要是提高鱼的生长性能和饲料利用率，这些作用主要与消化酶活性或肠道形态变化导致的对营养物质利用率提高有关。
1.提升鱼肠道中消化酶活性
在养殖中使用益生元可以提升鱼的蛋白酶、脂肪酶或淀粉酶活性，而消化酶活性的提升有助于提高鱼对饲料营养的利用率。Soleimani(2012)的研究表明，益生元可以调节肠道菌群，在喂食益生元的鱼中观察到消化酶活性增加，这可能是由代谢消化酶细菌产生的，比如芽孢杆菌、不动杆菌、微杆菌、微球菌和厌氧菌酵母，这些细菌被认为是外源性产消化酶微生物。因此，益生元可以通过调节肠道菌群从而间接提升消化酶含量和活性，进而提高鱼的养殖效益。
2.改变鱼肠道形态
饲料中添加益生元可以增加鱼肠道吸收面积、微绒毛密度和高度以及绒毛结构复杂性，这些肠道形态的改变既可以降低鱼感染细菌的概率，也可以提升鱼的生长性能。Dimitroglou(2010)的研究表明，在饲料中添加低聚甘露糖，通过光学显微镜观察后发现，金头鲷肠道的吸收表面积显著增加；
Merrifield(2010)通过研究认为，鱼肠道结构改善可能与益生元发酵的最终产物有关，益生元发酵后的产物短链脂肪酸(SCFA)被肠细胞吸收和利用，进而为肠细胞提供充足的能量，刺激肠道结构改善，提高鱼对营养物质消化率和饲料利用率。
益生元已被广泛应用于人们医疗和畜牧养殖等方面，取得了非常好的效果。在养鱼应用上可降低抗生素的使用，提升养殖绿色化水平。目前，养鱼过程中常见的益生元主要为菊粉、低聚果糖和甘露寡糖。
1.菊粉
菊粉又称菊糖，是研究和应用最多的益生元之一。菊粉的来源十分广泛，主要从植物中获取，目前已发现超过3 600 多种植物中含有菊粉，菊粉因其廉价且易获取已被广泛制作成各种益生元产品。
当前，菊粉是水产养殖中研究和应用最广泛的益生元之一，已被证实可以提升鱼的生长性能和免疫水平。蒋飞(2017)在鱼饲料中添加4种浓度的菊粉(0、0.25%、0.5%、1%)，8周后发现，对于暗纹东方鲀幼鱼饲料中添加0.5%的菊粉养殖效果最佳；
而Piccolo(2011)的试验表明饲料中添加0.8%菊粉对尖吻海鲷效果最佳，因此不同品种的鱼对菊粉的需求不同，但应用量一般是1%以内，不同品种的鱼对何种浓度的菊粉应用效果最佳，仍需要大量的试验进行研究。
2.低聚果糖
低聚果糖具有水溶性膳食纤维的生理特性，经过大量的试验和应用，尚未发现其具有遗传毒性。低聚果糖来源十分广泛，生产工艺也从第1代进化至第3代，技术十分成熟。目前低聚果糖在我国已被批准为保健食品，多年的应用也证明了其安全无毒。
随着低聚果糖在其他领域的广泛应用，水产养殖领域对低聚果糖的研究和应用也逐渐增加。陆娟娟(2011)在鱼饲料中添加5种浓度的低聚果糖(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)，研究发现0.4%的添加量可以显著提升罗非鱼的生长性能和非特异性免疫力。此外，将低聚果糖与枯草芽孢杆菌(益生菌的一种)同时使用，可以减少抗生素的使用，达到“减抗、替抗”的目的。
3.甘露寡糖
甘露寡糖广泛存在于一些植物和微生物的细胞壁中，性质稳定且易溶于水，甘露寡糖无法被养殖动物消化吸收，但可以被动物肠道中的有益菌体摄取利用，从而使体内的双歧杆菌显著增殖，已广泛应用于畜牧业中的饲料添加，可促进蛋鸡产蛋、提升肉猪生长等。
甘露寡糖目前在养鱼上应用较少，主要还处于研究阶段。吴红霞(2021)通过添加甘露寡糖于高糖饲料中饲喂尼罗罗非鱼8周，对肉质评价后发现添加甘露寡糖可以降低高糖饲料引起的鱼肉质地变化，这为降低鱼饲料对动物性蛋白质的依赖程度提供了新思路。
淡水鱼养殖品种众多，对营养的需求也有些许差异。大量的研究表明，不同类别的鱼对益生元的需求剂量也各不相同，目前尚未有统一的添加标准，仍需大量试验确定何种添加剂量最优。此外，养鱼离不开水，而一些益生元易溶于水，畜牧业中一些生产益生元制品的成熟技术可能不能直接应用于鱼的养殖，因此亟须探索水产养殖类的益生元制品生产工艺。
常见的益生元生产工艺成熟，来源广泛，价格低廉，经过各领域多年应用也证明了其安全稳定，现有的政策法规允许添加于鱼饲料。益生菌和益生元可以作为功能性物质制成微生态制剂，但益生菌制成微生态制剂对工艺、运输、存储要求较高，许多益生菌在高温或胃酸条件下失去活性，无法到达肠道定植并发挥其益生功能，而大部分益生元的生产、运输和存储过程对温度的要求并不苛刻，在胃部也不易被消化，总体利用率高于益生菌。养鱼时使用益生元更加便捷。
饲料是养鱼生产成本的重要组成部分。部分鱼的养殖仍然在很大程度上依赖于以鱼粉和鱼油作为水生动物的主要蛋白质和脂质来源。由于野生鱼种群的枯竭以及鱼粉和鱼油价格的上涨，鱼的养殖需要可持续性营养替代成分。目前，植物饲料是鱼粉最常用的替代品。然而，大多数植物性饲料都存在一些缺点，如蛋白质水平相对较低、氨基酸不平衡、适口性较低、存在抗营养因子和非淀粉多糖。而益生元的功能成分被认为可增强鱼对植物性饲料的利用，在提升鱼生长性能的同时降低养殖成本，具有广阔的应用前景。
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