课件：水产微生态制剂基础马青山.ppt

水产微生态制剂研究进展,汇报人:马青山博士,2019,-,1,Contents,产品开发流程简介,影响微生态制剂作用的因素,-,2,微生物,个体难以用肉眼观察的一切微小生物之统称,原核生物：细菌、放线菌、支原体、衣原体等 真核生物：霉菌、酵母菌、微藻等 非细胞形态生物：病毒、噬菌体等,-,3,微生物观察,40物镜10目镜（结晶紫染色）,20物镜10目镜（直接观察）,小球藻（直径5 微米）,巨大芽孢杆菌（直径0.6 微米）,0.5m,-,4,微生态制剂相关概念,20世纪初诺贝尔奖获得者，俄国的免疫学大师梅契尼可发现了对抗细菌感染的一种机制（嗜菌作用） 他发现巴尔干半岛保加利亚人喝发酵奶和他们的长寿有直接联系，并于1906年首先提出“肠道菌有益论”的理论,-,5,随着研究的深入,益生菌的定义在不断的变化 1965年Lilly等第一次提出微生态制剂概念，指添加于动物饲料中有助于肠道菌丛平衡并促进动物生长的微生物 1991年，对益生菌的定义作了补充: “益生菌是以活菌形式提供补充，通过促进肠道微生物的平衡对宿主产生有益影响” 2001 年，世界卫生组织(WHO) 及美国食品和农业组织(FAO)专家组的定义，益生菌是指适量给予对宿主健康有益的一些活的微生物 但经研究发现，死菌体细胞成分或代谢产物也具有与活菌相同的生理功能,微生态制剂相关概念,-,6,目前通常认为: 益生素(Probiotics) 是指某种微生物制剂或发酵制品能通过调节宿主黏膜与系统免疫功能或通过改善肠道营养与菌群平衡对宿主产生有益的生理作用, 它通过定殖作用改变宿主某一部位菌群的组成, 从而产生有利于宿主健康作用的单微生物或组成明确的混合微生物,微生态制剂相关概念,-,7,水产微生态制剂,微生物,-,8,水产微生物,养殖环境中，微生物是生态系统的平衡和稳定的关键因素，物质循环、能量流动！ 分解粪便、残饵，降解有害物质； 拮抗病原微生物，平衡菌群。,-,9,水产微生态制剂,是利用水产动物体内或养殖水体中的有益微生物或促进物质经特殊加工工艺而形成的活菌制剂及其代谢产物 可用于水中微生态调控，净化水质，能产生生物效应或生态效应，也可用于调整或维持动物肠道内微生态平衡，达到预防疾病，促进水产养殖动物健康生长的目的,-,10,水产微生态制剂,误区： 把微生态制剂当药，希望微生态制剂能“药”到病除、立竿见影，否则便怀疑它的作用，甚至干脆拒之于千里之外,个人认为： 微生态制剂作用于养殖水体及养殖动物， 重在保持生态系统的平衡和稳定 保持有益菌病原菌、有益藻有害藻平衡 起到预防、维持、促进的作用,-,11,无病原性、无毒性、无毒副作用、不与病原微生物产生杂交 在体内外易于增殖，具有很强的竞争优势 在低pH值和胆汁中存活，并能植入肠粘膜 在发酵过程中能产生乳酸和过氧化氢，能合成大肠杆菌、沙门氏菌、葡萄球菌、梭状芽孢杆菌等肠道致病菌的抑制物，且不影响自己的活性 经加工后存活率高，混入饲料后室温下稳定性好 能促进动物的生长发育提高抗病能力,微生态制剂的菌种要求,-,12,美国FDA允许使用菌种,1989年美国食品与药物管理局（FDA）和美国饲料公定协会（AAFCO）公布的可安全用于微生态制剂的微生物菌种有43种，欧洲市售的微生态制剂约50种,-,13,1.黑曲霉 2.米曲霉 3.凝结芽胞杆菌 4.迟缓芽胞杆菌 5.地衣芽胞杆菌 6.短小芽胞杆菌 7.枯草杆菌（仅限于不产生抗生素的区系） 8.嗜淀粉拟杆菌 9.多毛拟杆菌 10. 栖瘤胃拟杆菌 11.猪拟杆菌 12.青春双歧杆菌 13.动物双歧杆菌 14.两歧双歧杆菌 15.婴儿双歧杆菌 16.长双歧杆菌 17.嗜热性双歧杆菌 18.嗜酸乳杆菌 19.短乳杆菌 20.保加利亚杆菌 21.干酪乳杆菌 22.纤维二糖乳杆菌 23.弯曲乳杆菌 24.德氏乳杆菌 25.发酵乳杆菌 26.瑞士乳杆菌 27.乳酸乳杆菌 28.胚芽乳杆菌 29.罗特氏乳杆菌 30.肠膜明串珠菌 31.乳酸片球菌 32.啤酒片球菌 33.戊糖片球菌 34.费氏丙酸杆菌 35.谢氏丙酸球菌 36.酿酒片球菌 37.乳酪链球菌 38.二乙酰乳酸链球菌 39.粪链球菌 40.中间链球菌 41.乳链球菌 42.嗜热链球菌 43.酵母,美国FDA允许使用菌种,-,14,我国饲料添加剂品种目录（2013）中允许添加的微生物菌种,-,15,水产微生态制剂允许使用菌种？,饲料添加 需符合之前表格 环境改良 目前尚无明确规定 本公司备案企标：生产用的微生物菌种有明确来源和菌种分类鉴定报告，应包含于饲料添加剂品种目录（2013），或包含于肥料登记资料要求菌种安全鉴定分级目录中第一级的菌种,-,16,益生菌的作用机理,优势菌群学说 菌群屏障学说 降解有害物质 产生抑菌物质 产生各种酶类,-,17,益生菌的作用机理,优势菌群学说 正常动物肠道内的细菌与宿主保持着动态平衡，且微生物种群中的优势种群对整个种群起决定作用，维持水产动物的正常生长和生产 这些菌群一旦失去平衡，就会使原来的优势菌群发生更替，引起系统紊乱，抑制动物生长发育，严重的则可致病,-,18,益生菌的作用机理,优势菌群学说 添加益生菌的目的就是为了补充有益菌，使有益菌在数量和作用强度上占绝对优势，使优势菌群得到恢复 这些菌群的繁殖和代谢，大大地抑制致病菌群的生长繁殖，从而保持菌群的正平衡，有效防止菌群失调症发生,-,19,益生菌的作用机理,菌群屏障学说 益生菌参与消化道及养殖环境有益菌群与致病菌之间的生存和繁殖空间竞争、时间竞争、定居部位竞争以及营养竞争 益生菌可竞争性地抑制病原菌附着在肠壁上，在消化道内生成致密的膜菌群，形成微生物屏障： 一方面可抑制消化道粘附病原菌，中和毒性产物 一方面也可防止毒素以及废物等有毒成分的吸收,-,20,肠道益生菌的作用方式,21,健康人体的大肠壁 被粘膜覆盖，阻止细菌入侵,Courtesy of Dr Alexander Swidsinski,22,23,益生菌的作用机理,降解有害物质 水产养殖环境中很多微生物可以吸收水体中的氨氮、亚硝酸氮及硫化氢等，如硝化细菌、芽孢杆菌、光合细菌等 芽孢杆菌等产酶能力较强的微生物还可以有效分解大分子有机物，促进藻类生长，构成一个良性的生态循环,-,24,益生菌的作用机理,产生抑菌物质 许多益生菌产生细菌素，细菌素是由某些细菌通过核糖体合成机制产生的一类具有抗菌活性的多肽或蛋白质，产生菌对其细菌素具有自身免疫性 乳酸菌几乎每一菌株都能产生细菌素，可抑制链球菌、葡萄球菌及梭状芽孢杆菌的生长 枯草芽孢杆菌中提取的枯草菌素，是一种环多肽，能抑制副溶血弧菌生长,-,25,益生菌的作用机理,产生各种酶类 有些益生菌可产生蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶等，有利于降解饲料中蛋白质、脂肪和复杂的碳水化合物 Hotten(1998)报道，有益微生物可在体内产生多种消化酶，从而提高饲料利用率,-,26,常用菌及其功能特点,光合细菌 乳酸菌 芽孢杆菌 酵母菌 硝化细菌 EM菌,-,27,光合细菌（ Photosynthetic Bacteria， PSB ）,PSB是一大类在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌总称。,光合细菌是应用最早的水产微生态制剂，改善水质，去除硫化氢,沼泽红假单胞菌净化水质的效果较为理想 球形红假单胞菌细胞个体较大，生长迅速，适于做饲料添加剂 荚膜红假单胞菌防病作用较强,-,28,菌落形态,有氧光照 厌氧光照 G-,5天可出现单菌落，大小0.5mm1mm； 有氧状态近白色菌落，边缘整齐，生长4-5天后菌落中心变粉，周围为白色。 厌氧状态下为红色菌落，G-，短杆状。,菌体特征,-,29,-,30,光合细菌营养价值,-,31,光合细菌在水产上的应用,功效： 阴雨天可用 可以作为水质净化剂（清水），降解有机污染物 富含营养物质，作为动物饵料添加剂 含有多种免疫促进因子，提升机体免疫能力 目前产品剂型以水剂为主，通常活菌含量为108cfu/ml,-,32,乳酸菌 是一种可以分解糖类产生乳酸的革兰氏阳性菌，厌氧或者兼性厌氧生长，Ph3-4.5仍可生长繁殖 目前应用的乳酸菌主要是来源于乳酸杆菌属、乳酸链球菌属和双歧杆菌属的近30种的微生物 我国农业部允许用作饲料添加剂的乳酸菌有: 干酪乳杆菌、植物乳杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、乳酸片球菌、嗜酸乳杆菌、乳链球菌,乳酸菌（Lactic acid bacteria，LAB）,-,33,-,34,乳酸菌在水产上的应用,功效 促进动物生长 调节胃肠道正常菌群、维持微生态平衡 产生多种抑菌物质，防治胃肠道感染、提高机体免疫力 产品剂型有粉剂和水剂，活菌含量一般为109cfu/ml,-,35,芽孢杆菌 革兰氏阳性菌，能形成芽孢（内生孢子）的杆菌或球菌，好氧异养菌 产生消化酶类，具有较高的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性 可产生细菌素，拮抗病原菌生长 耐性好，可耐高温(100)、耐盐、耐酸及制粒过程中耐挤压等，具有很好的稳定性,芽孢杆菌（ Bacillus ）,-,36,-,37,目前报道较多的菌种有枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌 产品剂型以粉剂为主，通常活菌数为109cfu/g 使用注意事项： 使用期可采用池水加少量红糖，活化1-2小时，晴天上午泼洒,芽孢杆菌在水产中的应用,-,38,酵母菌 以酿酒酵母（安琪）和海洋红酵母（宝来利来）为主 主要有两种:一种是活性酵母制剂，一种是酵母培养物 酵母细胞富含蛋白质、核酸、维生素和多种酶 含葡聚糖，增强动物免疫力 增加料适口性 促进动物对饲料的消化吸收能力等功能 产品剂型以粉剂为主，活菌数一般为109cfu/g,酵母菌（Yeast）,-,39,-,40,硝化细菌（ Nitrifying bacteria ）,硝化细菌是亚硝化细菌和硝化细菌的统称，均为好氧自养性微生物，是水体中主要降解氨氮、亚硝酸盐的微生物之一 由于其为自养性微生物，顾需要在体内制造有机物供其生长，这使得硝化细菌繁殖速度较缓慢，20多小时才能繁殖一代，不易存活、发挥效果较慢，应用上真正的硝化细菌较少,-,41,EM菌,EM 是英文有效微生物(Effective Microorg anisms )的缩写，主要有乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌、放线菌及光合细菌等复合而成 目前水产EM产品上一般产品仅有7-8个菌种（EM10 ：10种） 功效： 补充养殖水体中益生菌 促进有益藻类生长 稳定水质，降解氨氮、亚硝氮等有害物质,-,42,常用菌种功效小结,芽孢杆菌： 外泼，分解大分子有机物质净化水质、去除氨氮及亚盐 内服，可产生多种消化酶和细菌素类代谢物对于降低饵料系数和预防肠道疾病效果较好 乳酸菌： 外泼，降解水体毒性维持水体稳定（有机酸） 内服，诱食、防病健肠道 光合细菌： 外泼，不耗氧，分解小分子有机质，降解硫化氢及亚盐 酵母菌： 内服，提高免疫力、促进营养物质吸收,-,43,单菌落,选择性筛选,功能性分析,菌株测序鉴定,益生菌株,安全性分析,实验室功效验证,益生菌株获得,多点异地大田试验验证,44,生产车间（35吨罐）,-,45,微生态制剂优劣鉴别,菌种来源： 应该是养殖环境或水产动物的“土著菌”，经分离纯化，再经过驯化、诱变、基因工程、细胞融合等技术获得功能性益生菌 活菌的数量： 只有活菌才有相应的效果（平板计数可知） 加工工艺： 不同种类的的菌发酵、干燥的工艺不一样 乳酸菌：冻干,-,46,微生态制剂优劣鉴别,闻味道 高浓度菌粉或发酵液会有较浓发酵味（乳酸菌：酸香味；酵母菌：酒香味；芽孢杆菌：不愉快臭味） 看瓶体 液体的活菌制剂会有较多菌体沉淀，否则证明菌数较少 尽量使用粉剂，粉剂保存时间较长,-,47,质量保证 益生菌的活性是最重要的，但保存中的活菌率很不稳定。因此，产品在出厂时应保证有足够菌数，以使其在规定储存期内能够发挥良好作用 我国在正式批准生产的益生素中，对含菌数量也有规定:芽孢杆菌含量5108cfu/ g,影响微生态制剂作用的因素,-,48,环境因素 储存：活菌在干燥状态下存活时间长，水分升高则存活率降低；另外，如果保存温度超过30时，活性将受严重影响。因此，益生素产品一般都要求冷藏 应用： 水温不低于10 ，以25-30 效果最佳 pH以7-8时应用效果最佳 芽孢杆菌等好氧菌应用需开增氧机,影响微生态制剂作用的因素,-,49,池塘细菌与水质的关系,海南大学赖秋明教授： 细菌密度与水中有机物含量成正比 水中溶解氧含量越高（4mg/l），水体菌相越理想 水中总细菌密度保持在10-25万cfu/ml，有利于有机物分解及池塘物质循环，