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) 细胞机制: 趋化性, 吞噬作用, 胞饮作用, 依赖和非依赖氧的吞噬细胞（巨噬细胞和中性粒细胞）的杀伤作用及 细胞毒性细胞（NK细胞）的胞外杀伤作用 3)体液成分: 转铁蛋白 (铁螯合物); 干扰素 (诱导 Mx和其它的反病毒蛋白); α2-巨球蛋白 (致病蛋白酶的体胶囊); 溶菌酶 (引起细菌溶解); 甲壳酶 凝集素和沉淀素(特异性结合到不同的碳水化合物如甘露糖, Ca离子存在下的N-乙酰(基)
葡糖胺或海藻糖. 这些糖结合蛋白的交互作用以及糖类引起的调理作用，吞噬作用和补体系统的激活作用);正五聚蛋白 (C反应性蛋白, 激活补体途径及在识别和清除凋亡细胞中的作用); 天然抗体(在无免疫应答的清除凋亡细胞和肿瘤防御中保持内环境稳态); 细胞因子和化学增活素(免疫调节) ，抗微生物肽(抑制微生物的感染) 2. 虾类的免疫 (Smith 等 2003; 陈 等. 2004) b. 颗粒血细胞和半颗粒血细胞（或称为大颗粒血细胞和小颗粒血细胞）: 脱粒后, 酚盐原, 抗微生物肽 和黏着蛋白被释放出来。接着是黏着，调理和胶囊化。活性氧簇给释放出来。 e. 消化道菌群的改造成分:
益生菌，益生素和生物合成物 II.
鱼胃肠道微生物生态学的概述
(20 min) 1. 需氧型胃肠道菌群(Burr 等. 2005) 脊椎动物何谓脊椎动物的胃肠道微生物的不同生态系统提供了栖息场所。这些微生物在宿主的健康和营养方面起了重要的作用。脊椎动物的胃肠道是厌氧环境，但是鱼胃肠道的菌群，特别是厌氧菌群却极少被了解和研究。鱼类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), 这决定了优势菌群是间性厌氧菌而不是严格的厌氧菌。用需氧的方法培养细菌使一些研究者们得出厌氧菌在鱼胃肠道起着微小作用的结论。Spanggaard 等. (2000)总结：厌氧菌群在虹鳟大麻哈鱼的胃肠道菌群中是微不足道的一部分，因为平板计数和直接计数的评估结果是相对一致的。尽管用显微镜直接观察来断定菌群种类是不可取的，尽管结果是相似的，但是种类计数和培养也可能不同。一些人尝试着从鱼胃肠道中分离和特征化厌氧菌，首先被报道的是Trust 等. (1979).他们从草鱼，金鱼，鲋鱼和虹鳟的胃肠道内分离细菌。细菌的种类几乎未知，其群体结构，发酵能力及与宿主间的互做关系也不清楚。厌氧菌群接着从不同淡水鱼种的肠道里被分离出来(Sakata et al.1980). 此研究只是比较这些鱼种里胃肠道需氧和厌氧菌的数量，而不能作为分离细菌种鉴定的依据。并且在此研究中，厌氧罐用作分离厌氧菌，但此方法不能够分离到严格的厌氧菌，因为厌氧罐开始有氧，花了几个小时才使它完全厌氧。集约化养殖的沟鲶的肠道微生物被检测(VanVuren 1998).优势菌群的种类没有详细描述，但其能够分解纤维素有利于宿主消化植物饵料。 2.胃肠道厌氧菌群 (Burr et al. 2005) 鱼胃肠道厌氧的研究对于特征化宿主菌群和评估配方设计对有益菌群的积累是必要的。不使用严格的厌氧技术而特征化厌氧菌群的不足导致了错误的结论。例如, Weinstein et al.(1982)在鲷的肠道发现了纤维素酶的活性存在，但却不能培养出纤维素酶产物的细菌，因此得出结论：纤维素酶的活性可能只存在于鲷体内。尽管他们的肠道菌群采样过程使肠内容物在转移导厌氧袋前暴露于氧气中，从而严格厌氧菌可能会被杀死。而且，样品被放置到干冰中 (-20°C)连续96 h,这对于大多数微生物来说也是致命的。(Atlas and Bartha 1993). Weinstein et al. (1982) 观察到肠组织似乎是纤维素酶的来源，一旦有纤维素酶的活性肠内容物就会变得很少。尽管如此，甚至用水清洗完胃肠道组织后，分解纤维素的细菌仍然附着在肠腔内壁上并表现出纤维素酶的活性。Luczkovich and Stellwag (1993) ，随后Stellwag et al. (1995) 发现掉的肠道中分解纤维素的细菌是专性厌氧菌。检测到鱼胃肠道分离出的厌氧菌的酶活是有限的。1997年，淀粉酶在五种鱼（Ayu Plecoglossus altivelis, 鲤 Cyprius carpio,沟鲶,日本鳗鲡 Angullia japonica 和罗非Oreochromis niloticus）体内被检测到(Sugita et al. 1997). 他们发现淀粉酶的活性在分离出的厌氧菌中占较高的比例 (68.4%), 而需氧菌只有20%. 这就证明了胃肠道中的厌氧菌在宿主的消化功能上发挥重要作用。 Ramirez and Dixon (2003) 从星丽鱼 Astronotus ocellatus, 蓝刺蝶鱼 Pterophyllum scalare ， 南鲆 Paralichtys lethostigma
并且发现大多细菌可分类为Clostridum, Bacteriodes, Porphorymonas, and 梭菌. 细菌的酶活改变很大，一些菌群的酶活队与宿主来说是非内原性的。尽管这些研究者没有察看特定的微生物过程，诸如发酵，病原体抑制或宿主种类对消化能力的影响 (Ramirez and Dixon 2003). 顽固性的分子 (如纤维)伴随着内源性微生物的酶扶助，就成为了单胃动物的能源。厌氧的 carboxymethylcellulase-producing细菌已被从鲷的肠道中分离出来 (Luzckovich and Stellwag 1993)，据显示游离的纤维素在鲷的肠道被降解 (Burr 1999).这就证明了微生物酶有辅助宿主从鱼食粮不可消化成分中汲取能量的潜能，类似于植食性单胃动物的器官。
1 定义
益生素是一种活得微生物添加剂，这种添加剂可以有效的改善食用动物肠道的微生态平衡(fuller,1989)此定义于 1992年被Havenaar和 Huisine Veld发展为，一种可以改善人或动物原有的微生物群落的单一的或混合的微生物，最近，又被精确的定义为，一种被摄取很少量就可以远远超过固有营养作用的微生物。(Guarner and Schaafsman 1998).
益生素已经发现具有一下几种功能：1）干扰，排除，对抗病菌，2）免疫刺激和免疫调节3）抗癌 ，抗诱变，4）缓和乳糖不耐症，5)维持管道器官的健康，6）降低高血压患者的血压，7）减少痢疾的持续时间和影响范围，8）维护粘膜完整性。
尽管经历了数十年的工作，由于以下的几个原因，关于益生素的概念一直都很模糊，1）太多的益生素变种，2）由于这些变种而得出的错误结论，3)许多不可知的性质导致了用量和临床试验的失误，4）一个单一的变种有可能对一个试验人有很大的好处，5）由于临床试验的高消费，迫使人们考虑通过一对一的试验，用有限的试验人群得出一个最简单有效地益生素的概念。
在过去几十年中，随着微生物学，遗传学与分子分类学的发展，人们已经将关于变种的说法排除掉，在提高益生素品质上也有很大的进展，益生素的生存能力都得到提高，因而更加适应于临床试验研究，因此，下一步的工作就是很好的设计一下临床试验研究，同时，由于这种益生素对食用动物的健康作用，许多人对发展益生素食物的巨大市场潜力很感兴趣，因此，在过去的几年中，随着益生素研究的深入和产权声明，用于益生素的临床试验的经费不断增加，国际组织也开始通过各种途径来引导临床试验研究，以便更好的了解益生素对人类健康的作用，更为重要的是，这些研究正在努力得出一个关于益生素的完整而简洁 的定义，这些工作由Dairy Managemen资助，由National Dairy Foods Research Center Program主办。
众所周知，微生物对鱼类生活起很重要得作用，例如，将zebrafish置于 微生物环境中，有212个基因低于或高于标准水平，然而这些基因的多数都直接作用于鱼的免疫和营养功能，在过去两年中，将益生素用作水产饲料来影响鱼类的生长素率和健康是水产营养研究中最火爆的一个课题，关于益生素的营养机制的猜测有多种多样，例如，通过产生抑制性复合物，竞争性的抑制病原菌，竞争营养和能量，竞争黏附过程，改善水质，增强食用动物的免疫应答，通过增加消化酶来改善食用动物的营养状况以及与浮游植物的交互作用。 许多研究已经通过可能存在得商业化实体和几个功能组成得到了证实。因此，在许多鼓舞人心得报道之后很难译解这门学科。许多关于水产饲料的益生素研究只是估测了生长性能，免疫应答反应和疾病的激发。胃肠道中微生物的动力学还没有研究。传统上，这个信息已经通过有或者没有厌氧培养室的胃肠道细菌种类的培养中而获得。现在，通过分子技术，这个研究已经变得简单而明确。试验设计包括胃肠道中微生物DNA的提取，用普通的细菌引物如16SrDNA引物来技能型PCR扩增，变性梯度凝胶电泳，然后亚克隆放大的DNA到载体中，并且测序。
4、芽孢杆菌种类
芽孢杆菌种类如枯草杆菌，地衣芽孢杆菌是有芽孢的细菌。像饲料中的益生素一样，许多国家包括欧盟已经赞成将其运用到陆栖动物上。这些种类都存在天然水中。芽孢能够在干燥脱水的环境中生存很长时间。他们能够在制粒过程中（不高于60℃）幸存，因此，他们很有希望作为饲料补充料的。应该提及的是，有些研究者认为芽孢杆菌的芽孢在挤出，膨胀和干燥处理过程前不应该包括在饮食中的，因为这个过程能够引起99％的芽孢的损失（Decamp 2004）。已经证实在小猪和家禽的饲料中投入枯草杆菌和地衣芽孢杆菌能提高存活率（Kǖrti 2000）。虹鳟鱼的一个研究表明在饲料中添加4×104芽孢/g饲料 能增加对Yesinia ruckeri的抵抗力（Raida et al. 2003）。Guelph 大学的一个没有公布的研究表明由China Way公司（中国台湾）生产的一种含有枯草杆菌的商业化产品生原体能显著增强罗非鱼的生长效率和饲料效率。
研究表明在乌颊鱼鲷饲喂纯培养的枯草杆菌（107CUF/g饲粮）2和3周后，而不是4周，能显著提高吞噬能力。这个研究也表明前肾白细胞的细胞溶解活性能通过两个周的这种补充物饲喂而得到增强。两种功能都受给药的时期长度的影响。那些作者解释这是由于细菌存留的时间不足引起的（Salinas et al. 2005）。
芽孢杆菌的种类如枯草杆菌（从鲤鱼肠中分离的）和环状芽孢杆菌（从罗非鱼肠中分离）也能产生许多的酶类，具有细胞外分解纤维素和分解淀粉的活性。一些研究表明含有这些细菌的植物饲料如银合欢属干菜粉在37℃下培养15天能显著分解干菜粉中的粗纤维，纤维素，半纤维素，单宁酸，植酸和含羞草氨酸（Bairagi et al. 2004）。处理过的干菜粉能显著提高消化率，胴体蛋白和印度野鲮鱼的生长。这个研究证明了一种新的用细菌提高蛋白质质量方法（Bairagi et al. 2004）。
Toyoi杆菌，最先是从土壤中分离的，是一种能抑制胃肠中肠毒性病原体生长的芽孢成形细菌。这些细菌菌株已经被用来作为陆生动物的日常饲料添加剂，而且，最近也被用于水产养殖中。然而，Chang和Liu(2002)未能证明这种细菌的补充给药在抵抗迟钝爱德华菌感染中的起到的有益影响。
5、乳酸菌种类
乳酸菌包括许多种类。乳酸菌如鼠李糖乳酸杆菌已经作为一种益生素运用到水产饲料中。已经证明多种乳酸菌能通过释放乙酸和乳酸来抑制生长或抑制鱼的病原菌，而不是四方杆菌素（Vazqueaz et al. 2005）。
在鲷的饲粮中补充
Lactobacillus delbrüeckii ssp.lactis（107CFU/g饲粮），饲喂两周后，引起乌颊鱼鲷前肾粒细胞的吞噬能力显著增加，三周或四周后增量不再显著。这个研究也证实了在饲喂了这种补充物三周后，前肾白细胞的细胞溶解作用得到了增强。这两种功能都受给药时间长短的影响。作者解释了这些影响是由于这些细菌存留时间的不足引起的（Salinas et al. 2005）。在改变为没有补充物饲养的一周内，虹鳟鱼肠中和皮肤黏液的L. rhamnosus都消失了（Nikoskelainen et al. 2003;Paniqrahi et al. 2005），这个多方面的报道与假设是一致的。Nikoskelainen et al.(2003)发现饲粮中L. rhamnosus的添加量在某个确定水平和给药时间长短的条件下能增强白细胞的突发性呼吸，血清介导的大肠杆菌的死亡和血清免疫球蛋白水平。然而，这种促进作用不能支持明确的试验设计来广泛应用到水产饲料中。 运用到幼虫培养的益生素如
L. delbrüeckii已经被Camevali et al.（2006）通过测定幼虫生长和IGF-1的mRNA转录物水平得到证实。Pichietti et al.(2006)第一次运用了食果糖乳杆菌（从成年乌颊鱼鲷的肠中分离）和胚芽乳杆菌（从人类的排泄物中分离）丰富轮虫和卤虫。他们发现幼虫饲喂浓缩的轮虫和卤虫后，在肠相关淋巴样组织中（GALT）有更多的显著的Ig生成细胞和嗜酸性粒细胞。他们的发现指出了与幼虫存活有关的免疫系统中某种益生素的促进作用。另外，一些种类如Lactococcus casei ssp. casei,乳酸片球菌，或乳酸乳杆菌spp lactis能够增加轮虫的产生（Planas et al.2004）。 Carnobacterium divergens是从鳕鱼肠中分离的一种乳酸菌。Gilberg et al.(1997,1998)用鳕鱼肌肉水合物的低分子量部分在液体培养基中生长，然后分离，将葡萄糖、矿物质、维生素和核苷酸包括细菌以2×109CFU/g量添加到饲料中。鳕鱼饲喂这种饲粮21天，能显著提高对哈氏弧菌的抵抗力，甚至是在肠中或体外试验中没有观察到得两种细菌的对抗作用。 Kim和Austin(2005)评估了从健康虹鳟鱼（大麻哈鱼 mykiss,Walbaum）肠中分离出来的Carnobacterium maltaromaticum B26和 Carnobacterium divergens B33。他们给虹鳟鱼饲喂添加了B26和B33剂量为大于107细胞/g饲粮的饲料并观察了与病原体有毒的培养的防护反抗作用。此外，两种培养体在消化道中一直坚持到给药后的3周。培养体增强了细胞和体液的免疫应答。尤其是，当鱼饲喂了含B26的饲料后证实能显著增加前肾巨嗜细胞的吞噬活性，然而，B33的应用能显著增加突发性呼吸和血清的溶菌酶活性。当然，在鱼饲喂两种培养体都会引起消化道黏膜溶菌酶活性比对照组高。 Carnobacterium inhibens是从寒带鱼的肠中分离出来的。在虹鳟鱼饲料中添加106－108细胞/g饲粮饲喂7－14天后就能显著增加对杀鲑气单胞菌的抵抗力。 屎肠球菌SF68首先是从人的婴儿消化道中分离出来的，是一种不致病的乳酸菌，正常栖居在人和其他动物包括鱼类的肠中（Lewenstein,Frigerio&Moroni 1979;Ringø&Gatesoupe1998）。也被证实能抑制肠病原体包括肠毒性的埃希氏大肠杆菌，沙门氏菌，志贺氏杆菌和梭菌。屎肠球菌SF68在预防抗生素伴随腹泻和引起急性腹泻的细菌的治疗效果已经在人身上得到了证明。与迟钝爱德华菌对抗后，饲喂E.faecium SF68添加物的鳗鱼的存活率明显比那些多照组的高（Chang 和Liu 2002）。 这种菌是从 Lake Victorian Nile
鲈鱼中分离出来的。在模式系统中荧光假单胞菌（AH2）能强烈抑制鳗弧菌，但是，将这种细菌用于水试验，却未能显示出对疖病死亡率有任何的改善作用。 一种假单菌细胞曾经被加入到养虾的水中作为评价，这样做的结果是，虾的红细胞数量减少，虾的血淋巴中的酒氧化酶和抗菌活性降低。
弧菌已经从冷水鱼，大马哈鱼，鲑鱼，大比目鱼中分离出来，饲料中添加这种细菌可以有效地提高对Aeromonas salmonicida的抵抗力。这种菌已经通过加入到虾类养殖的水中用作评价，这样做的结果是，虾的红细胞数量减少，虾的血淋巴中的酒氧化酶和抗菌活性降低。
理论上，抗菌素可以用来处理传染性疾病，但是很少有人会注意到抗菌素的治疗和预防的作用，最近20年，已经有了抗菌素用于人类的健康和动物性产品的成功的例子，一些鱼类病菌的抗生素已经有过叙述了（WU et al.1981），但是却很少有人会用抗生素来控制鱼类的细菌感染，Park et al(2000)发现抗菌素对. Lactococcus garvieae鲱和其他海洋鱼类的菌有特效，这说明抗生素对控制鱼类的细菌感染又很大的作用。
Lara-flores et al. (2002)在罗飞鱼饲料中添加0.1％的啤酒酵母，相对于不添加的可以显著的提高鱼类的生长率。
这种酵母菌是从印度西南海岸海水中分离来的，现在关于这种分离产物的研究还不多，最近有一项研究表明，饲料中含有10%的假丝酵母菌可以使印度白虾产生最适合的免疫应答，如果用量再加强的话可以使虾在未来两天都会对病毒有抵抗作用。
这种酵母分是从鲑鱼肠中分离来的，Tovar et al. (2002)通过在球状饲料上喷雾，获得了活得酵母粉，并从鲈鱼幼鱼刚开口就饲喂改种饲料，表明这种酵母粉可以促进海生幼鱼消化器官的成熟，这种酵母菌对消化器官的有益作用是因为该种酵母菌可以分泌精胺和亚精胺，在后来的研究中还发现，酵母粉混合物可以提高存活率，并能降低幼鱼的畸形率，在一组饲喂含有1.1％酵母粉试验鱼中只有1％的畸形率，相对的在没有饲喂的一组的畸形率则高达14％，另外，饲喂含酵母分饲料的组的胰岛素和脂肪酶的浓度和活性都要明显高于没有饲喂的，然而淀粉酶的活性却降低了，这说明饲喂酵母粉的两个组的胰腺成熟的早。肠内的碱性磷酸酶，氨基肽酶，麦芽糖酶的活性，在饲喂1.1％酵母粉的组要明显高于其他两组，有利于早点开始肠内消化，饲喂含有1.1％酵母粉的组获得了最好的结果，不同酵母粉添加量的不同表现，可能是由于酵母粉在幼鱼体内分泌的多胺的数量不同造成的。 这种机制包括竞争性排除至病性细菌，可以通过产生抑制性复合物，也可以于细菌竞争营养与能量，还可以竞争黏附的过程，还能够改善水质，还能够增强食用动物的免疫应答的能力，通过增加消化酶来改善食用动物的营养吸收状况，以及与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，并且已经有文件证明饲喂改产品后，小猪和家禽可以明显的提高存活率，这种产品还可以提高被病原菌感染的鲑鱼的成活率。 Alchem Poseidon (Alchem-Korea CO., LDT, Wonju, Korea)含有枯草芽孢杆菌,枯草杆菌（超过1.6×107CFU）乳酸菌嗜酸菌制剂(1.2 × 108 CFU/g), Clostridium butyricum (超过 2.0 × 107 CFU/g)和
Saccharomyces cerevisiae (超过 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)，和高单位的水解酶（不低于3690 units/g). Lymnozyme® (Keeton Industries, Wellington, CO, USA)是一种天然的竞争性排除器，已获专利权，是一种非药物或化学产品，但却有益生素的作用，它能够改善水质，Lymnozyme®是一种纯天然的微生物制品，可以用来改善水质，刚开始用的时候可能会引起氧需求量的增加，这种产品的目的是要改善料肉比，改善水产动物的存活率，降低压力和疾病的危害，并且降低对非掌昂贵的药物的需求，现在这种需求的潜力还没有表现出来。 Sanolife® MIC (INVE TECHNOLOGIES NV, Belgium)是一种商业产品，改产品可以显著的提高幼虾的存活率，几乎与抗生素有相同的作用。
ALL-LAC™ (AllTech, Nicholasville, KY, USA)是一种含有链球菌和乳酸菌的商业产品，改产品已经被证明对陆生动物和罗飞鱼有益处。
BioSaf™ (SafAgri, Minneapolis, MN, USA)是一种活得酵母粉，可以提高罗飞鱼的生长率。 Cernivet® LBC (Cerbios-Pharma SA, Lugano, Switzerland)是一种针对于Enterococcus faecium SF68的商业产品。 Toyocerin® (Toyo Jozo Co. Ltd., Tokyo, Japan)是一种针对于Bacillus toyoi的商业产品。 Efinol® PT (Bentoli, Inc. USA)是一种商业益生素，他含有Bacillus sbutilis, B. licheniformis, B. coagulans, 乳酸菌, 链球菌和啤酒酵母。改产品可以直接投喂在池塘里或用作饲料的被膜（推荐剂量为4-7 g/kg feed），改产品可以延缓被病毒感染的虾的死亡时间，可以提高总体的存活率。（Nunes 2006). 益生元由 Gibson and Roberfroid (1995)定义为一种不可消化的食物组分，它能通过刺激一种促进代谢倡导健康促进细菌的生长，使宿主获益，从而提高宿主肠道平衡。 因为这个概念是刚刚被定义的，因此缺乏资料去证实益生元的健康促进效应。益生元的例子包括果糖寡聚体和人乳中的复合低聚糖。目前对鱼的研究更加有限，只是些基础研究。尽管如此，益生元和益生素相比的主要优势在于其为天然饵料成分。食谱的供应标准化是很简单的. 很多在鱼肠道的条件性致病菌能够利用较广范围的碳水化合物，尽管对于宿主的作用并不清楚 (Gatesoupe 2006). 作者同时证明条件性致病菌从益生元处获益是不大可能的，因为它们的高度特异化。他也推荐慎重的使用益生元，因为在肠道持续的使用这种物质会产生病原菌体获能利用本体复合物及其降解产物的威胁。尽管这种忧虑有待被证实。 益生元在水产养殖中的研究极为受限。Grobiotic®-A was developed by International Ingredient Corp., St. Louis, MO, USA.我们已经用杂交鲈鱼的三个分离饲养实验对产品进行了评估。这个产品是种混合物--部分自溶的啤酒酵母，奶组分，晒干的发酵产物（35.2% 粗蛋白,1.7% 粗脂肪 and ~53% 单糖和多糖包括低聚糖） 类似的产品已经显示出对鸡肠道菌群的影响，并且能够促进鸡的生长。Li and Gatlin (2004,2005) 发现在鱼的饲料添加Grobiotic® -A 显示出较高的采食率和细菌病原体侵害时较低的死亡率。海豚链球菌
and 海分枝杆菌. 尽管如此，肠道菌群也没有被研究确定是否Grobiotic®-A 改变了它的组成.近期我们实验室的活体外研究已经确认红鲷肠道菌群的改变。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体 (FOS)."FOS" 包括所有的由果糖和葡萄糖组成的非可消化低聚糖。特别是果寡聚体涉及到短链果糖单位与终极葡萄糖单位以ß-(2–1) 链嵌和。果糖寡聚体的应用已被证明在许多方面都能够增强肠道健康。 例如, 果糖寡聚体的应用已被证明能够增加诸如双歧杆菌等有益菌的数量，并被用来防治便秘。(Swanson et al. 2002). Inulin是果糖聚合体(在自然界广泛用于植物储存碳水化合物)的一种杂和物. Oligofructose是 inulin的亚族,由不同聚合程度的聚合体组成。Inulin and oligofructose 在上胃肠道是不能被消化的。因此他们就减少了热值; (Niness 1999). Inulin是大多数知名的"信得过“药材的主要组成部分，如牛蒡根, 蒲公英根， 土木香根, 菊苣根,还有中药中的党参. Inulin 是肠道内乳酸杆菌的首选食物，并且能促进肠有益菌群平衡.双歧杆菌消化inulin产生锻炼脂肪酸，如乙酸，丙酸，丁酸。前两者，在肝中被用来产生能量.而丁酸在肠道中有防癌特性(Spiller, 1994). 近年来动物研究也证明inulin可以预防结肠癌前病变。 inulin 在水产饲料中的应用研究是相当受限的. Olsen et al. (2001)实测到饲料中添加15% inulin 反而影响北极红点鲑的肠上皮细胞。adversely affected the enterocytes of Arctic charr. 近期的研究显示饲料中添加 2% oligofructose (Raftilose P95), 而不是inulin能够显著改变比目鱼幼虫肠道菌群的分布：使杆菌增加到14%并降低弧菌 (Mahious et al. 2006). 另外,在比目鱼幼虫饲料中添加2% oligofrctose ，其生长速度显著高于添加2% inulin, 2%lactosucrose or 2% 纤维素. 乳糖是二糖，含一个半乳糖和一个葡萄糖。在幼体哺乳动物体内，小肠绒毛分泌的乳糖酶，把乳糖分子分成两个亚基，以促进吸收。正常情况下，在幼体生长的过程中，乳糖酶的产物逐渐消失，所以他们逐渐不能代谢乳糖。奶产品中的乳糖消耗量导致肠道微生物数量降低。在体外用排泄物来发酵乳糖和果糖会降低需氧菌数量，PH值以及氨浓度。在人体内注入乳糖，并维持嗜酸乳杆菌的含量（就像没有这个种类的控制）导致培养基中的乳糖迅速消失，而β－牛乳糖含量增加。果糖对人体的消化酶有抵抗力，通过有限数量的细菌，特别是乳杆菌和双岐杆菌在结肠内发酵。蔗糖是一种三糖，其分子是由一个半乳糖分子，一个葡萄糖分子和一个果糖分子组成。蔗糖是通过酶作用产生的。在胃和小肠中蔗糖不能被消化，蔗糖作用肠内微生物来大量增加双岐杆菌的生长。
Kihara et al. (1995)利用蔗糖作为肠内微生物的基质，发现红鳍笛鲷和成年黑鲷的肠膜肌的厚度增加。但是Kihara and Sakata(2001a) and Kihara and Sakata (2001b)发现鲤鱼和红鳟体内，微生物对蔗糖的利用率很低。Mahious et al. (2006)没有观察到在食物中添加2%的蔗糖对木叶鲽幼鱼生长和有益微生物的影响。
低聚异麦芽糖是白联珠菌发酵甘蔗汁的化合物。日粮中添加1%－4%能增加禽类盲肠内的双岐杆菌数量，在对禽类的饲料摄取量和生长性能无有害影响下，抵抗沙门氏菌。(Chuang and Day 2004; Thitaram et al. 2005)。但是这些知识不能用在水产动物上。 低聚甘露糖来源于酵母（啤酒酵母）细胞壁，大约45% 的细胞壁含有甘露糖的残基(Tizard et al., 1989)。凝集素甘露糖在许多肠内病原体中占优势并且间接黏着在上皮的细菌中(Baumler et al., 1997)。病原菌可以粘附肠上皮细胞，低聚甘露糖通过填充来阻止病原菌的粘附。利用潜在的有害菌占据粘附位置，能降低其在肠内的聚集。革兰氏阴性菌通过与微生物表面的外源凝集素特异性甘露糖相互作用，利用低聚甘露糖产物来凝集。猪日粮中包含的低聚甘露糖通过降低致病菌(Connolly, 2001)和免疫调节(Newman, 1994; Pettigrew, 2000)，可能能够改善猪的健康和生长状况。狗饲料含有低聚甘露糖(P =0.05)能降低排泄物中的总需氧菌，增加(P = 0.13)乳酸菌的数量(Swanson et al. 2002)。目前尚没有低聚甘露糖在水产上利用的相关报道。 大豆和其他豆科植物含有很高浓度的α-半乳寡聚糖(α-GOS)比如水苏糖和棉子糖。哺乳动物的α-半乳寡聚糖的消化水解相对较差，因为他们在上消化道没有水解1,6糖苷键的α-半乳糖苷酶(α-Gal)。水溶性碳水化合物消化转运到结肠中，在结肠内的微生物作用下迅速发酵，产生了大量的气体。这种人工有道的肠胃气胀对大豆作为人类和动物的主要食物来源的可接受性产生了极大的损害。微生物α-半乳糖苷酶(α-Gal)的利用对降解有害的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是一种有希望的途径，因为在植物发酵过程中α-半乳糖苷酶(α-Gal)的活性，能水解α-半乳寡聚糖(α-GOS)为可消化的碳水化合物(LeBlanc et al. 2005)。Tzortzis et al. (2004)证明合成低聚糖能增加双岐杆菌和乳酸杆菌的数量和大小，同时大幅度降低梭菌的数量和大小，就像商业的体外益生素（FOS，蜜二糖，棉子糖）。通过改变短链脂肪酸产生方式，比较单独使用GMM或者GMM加上嗜酸乳酸菌，证明增加L. reuteri能增加生物效应。短链脂肪酸产生的改变与L. reuteri的发酵性质一致，报道指出异常的合成菌对犬的肠道微生物发酵具有重要的影响。目前仍然不知道鱼类是否利用半乳寡聚糖能增加胃肠道Labacillus 当Gibson引入益生元的概念时，他也推测到如果益生元和益生素以一种他称为synbiotic 的形式化和起来，就会有额外的收益。他定义为“益生元和益生素的混合物，通过提高胃肠道活菌添加植入和存活率，及选择性的刺激生长间或激活一种或几种健康促进菌的新陈代谢，从而提高宿主福利，使宿主受益。这个名字就意味着益生素应该给益生元生长提供选择优势，他们结合起来发挥协同作用。在此之前，对这一添加形式的科学研究数量是有限的，因此这种理论实体是否能提供除益生元和益生素单独作用外的健康促进效应也未可知。(Teitelbaum and Walker 2002). Synbiotics 对于水产养殖来说是一个非常新的概念。To the best of my knowledge, this information is not available in our field.尽管有许多的内容关于某种益生素，如水产动物胃肠道中的L. rhamnosus以及益生元的不调和可能引起环境中菌群的改变。深入地研究益生元对胃肠道微生物生态的影响和synbiotics 的潜在发展对于水产养殖中水产动物胃肠道菌群的有效管理是十分必要的。 | 
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发表于 2007-8-31 09:28:38
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