饲用抗生素替代物在水产养殖中的应用研究进展
该文综述了微生态制剂、抗菌肽、中草药、植物提取物、寡糖和多糖以及腐殖酸等饲用抗生素替代物在水产养殖中的应用研究进展。
在无抗养殖时代背景下，抗生素替代物的研发和应用已成为了水产养殖业的重要课题之一。该文综述了微生态制剂、抗菌肽、中草药、植物提取物、寡糖和多糖以及腐殖酸等饲用抗生素替代物在水产养殖中的应用研究进展，旨在为开发绿色、安全的无抗饲料提供参考。
自1946年Moore发现抗生素可显著提高肉鸡的生长速度以来，抗生素作为饲料添加剂已被广泛应用于畜禽和水产养殖中。但与此同时，因滥用抗生素产生的细菌耐药性、药物残留以及过敏中毒反应等问题日渐严重。为此，许多国家和组织都提出了无抗养殖模式，中国农业农村部第194号公告规定，自2020年7月1日起，禁止在饲料中添加促生长类抗生素。为保障水产养殖的绿色和可持续发展，许多学者对水产动物饲料抗生素替代物进行了大量的理论和应用研究。本文综述了近几年微生态制剂、抗菌肽、中草药、植物提取物、寡糖和多糖以及腐殖酸等饲用添加剂的应用研究，以期为水产养殖无抗饲料配制提供理论支撑。
1 微生态制剂
微生态制剂（probioties）是指利用对宿主有益的微生物或微生物的促生长物质，经特殊工艺制成的一类制剂，以干粉为主。运用微生态学原理，将微生态制剂添加到水产动物饲料中，通过改善养殖动物内外微生态平衡，促使养殖水体和水产动物机体内形成有益微生物群，从而促进生长，改良水质，增强动物抗病能力，减少疾病的发生。目前，常用的微生态制剂有芽孢杆菌、光合细菌、硝化细菌、酵母菌、乳酸杆菌、双歧杆菌等，以芽孢杆菌为主。
饲料中添加芽孢杆菌，草鱼、团头鲂、吉富罗非鱼肠道中有害细菌数量显著减少，有益菌群显著增加，团头鲂幼鱼的生长性能显著提高，而鱼体成分无明显变化，吉富罗非鱼幼鱼的抗氧化能力和免疫力显著增强。饲料中添加0.02%微生态制剂干粉，主要含枯草芽孢杆菌，能显著提高锦鲤的生长性能，增加肠道消化酶的活性。龙虎斑饲料中分别添加芽孢杆菌和光合细菌，增重率和末体重显著上升，饲料系数显著下降，鱼体血清免疫指标值和肝脏抗氧化指标值显著提升，对哈维氏弧菌攻毒免疫保护率大幅提高。刺参日粮中添加一定量活性酵母，可提高其特定生长率以及体腔液中过氧化氢酶（CAT）、溶菌酶（LZM）、酸性磷酸酶（ACP）、超氧化物歧化酶（SOD）活性，有效降低攻毒死亡率。将2种或2种无拮抗的微生物制成复合微生态制剂，菌株间相互协同作用，比单一微生态制的剂效果更理想。刺参饲料中添加复合微生态制剂，可促使幼参肠道异养菌数量上升，弧菌数量下降，肠道胃蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和胰蛋白酶活力增强，体壁粗蛋白和糖分含量增加，体壁灰分含量降低，刺参增重率、特定生长率等生长指标和体腔液中非特异性酶及LZM活性显著提高。由枯草芽孢杆菌、米曲霉和酵母菌组成的复合微生态制剂能显著提高罗非鱼白细胞的数量，降低由链球菌和嗜水气单胞菌引起的死亡率。将芽孢杆菌、光合细菌、EM菌按一定比例拌料饲养大鳞副泥鳅32d，能显著提高泥鳅养殖生长性能，提高饲料转化率，提高鱼体粗蛋白含量，降低粗脂肪含量，提高泥鳅血清溶菌酶活力和SOD活力。
2 抗菌肽
抗菌肽（antibacterial peptide）是由20-60个氨基酸残基组成的一类碱性多肽类物质，广泛存在于生物体内；在鱼类的黏液和一些器官中广泛分布抗菌肽，具有广谱抗菌活性和免疫调节能力。目前，已能通过生物合成、酵母菌表达等方式工业生产抗菌肽，其热稳定性良好，能耐受饲料生产过程中制粒的高温而不影响活性。不同于多肽类抗生素，抗菌肽无毒副作用、无残留，具有广谱抗细菌、抗病毒、抗真菌、抗寄生虫、抗肿瘤和免疫增强功能。大量研究表明，在水产动物饲料中加入一定量抗菌肽，可以促进养殖动物的生长，提高其免疫功能和抗病力。湘云鲫饲粮中添加天蚕素抗菌肽，可明显提高鱼体增重率、末均重、特定生长率及肥满度，增加鱼体血清SOD和LZM活性，提高嗜水气单胞菌攻毒后的存活率。凡纳滨对虾饲料中添加一定量的抗菌肽，对虾相对增重率以及SOD、LZM活性显著提高，对虾感染细菌和白斑综合征病毒后的成活率显著增加，其免疫功能得以改善。吉富罗非鱼饲料中添加抗菌肽Surfactin，鱼体肠道皱襞高度显著增加，肠道菌群中大肠杆菌数量显著下降，乳酸杆菌数量显著上升，肠道T-AOC、SOD和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性显著提高，丙二醛（MDA）水平显著降低，抗菌肽Surfactin添加量为50mg/kg饲料时，肠道健康状态最佳。
3 中草药
中草药（Chinese herbal medicine）饲料添加剂是以中草药为原料经过加工提取等工艺制成的饲料添加剂，纯天然，安全可靠，经济环保，兼具药物和营养双重功能，目前已在水产动物中广泛使用，被列入饲料原料目录。中草药既可单味添加，也可复方添加；可以原料药添加，也可以提取物添加，但主要以复方，原料经烘干粉碎使用。研究表明，鱼用中草药饲料添加剂可以提高动物的生产性能与抗病力，改善动物产品质量与饲料品质。Seyed Hossein Hoseinifar等在饲料中添加白梭梭投喂鲤鱼后发现，鲤鱼的终体质量、增重率、特定生长率及饲料转化率等生长指标显著提高，溶菌酶、蛋白酶、免疫球蛋白及补体活性等免疫指标显著升高。Yunis-Aguina⁃gaJefferson等研究发现，猫爪草可以提高尼罗罗非鱼生长性能，增强其免疫功能。马国红等以黄芪、黄柏、大黄、大青叶复方或六神曲按基础饲料7‰-15‰添加喂养鲤鱼，具有明显的促生长作用。尚书凤等用甘草、板蓝根、金银花、陈皮、肉桂和杜仲按质量等比例配制成传统中草药添加剂和超微粉添加剂，按1%-3%比例添加喂养草鱼，对实验鱼生长和肌肉蛋白质的积累具有促进的作用，而且超微粉复方中草药添加饲料的使用效果优于传统中草药添加饲料的。Fu等研究发现，饲料中添加4.00mg/L复方中草药（成分：大蒜、黄芪、甘草和桑叶），草鱼血清中SOD、LZM、碱性磷酸酶（AKP）和ACP的活性显著增强，小瓜虫和指环虫的感染强度明显下降。冒树泉等以板蓝根、大黄或黄芪、黄柏按1∶1比例，按基础饲料的3‰添加，饲养大鳞副泥鳅60d，发现其可促进生长、消化，提高机体抗氧化能力。刘玉廷在泥鳅日粮添加由杜仲、黄芪、银花、板蓝根等8味中药组成的复方，添加剂量为10g/kg饲料，能改善泥鳅生长性能，调节肝胰脏脂代谢和肠道菌群构成，肝胰脏和肠道非特异性免疫功能提高，促进肠道消化吸收功能。黄鳝饲料中添加一定量复方中草药（主要成分：杜仲、山楂、当归、白术、大黄、肉桂、黄芪、小茴香、黄芩等），添加量为1%时，黄鳝增重率、成活率、非特异性免疫功能以及肠道消化酶活性显著提高，鱼肉品质得以改善。
4 植物提取物
植物提取物是以植物为原料，通过一定的物理或化学方法提取分离制得的含一种或多种有效成分的产品。植物提取物成分复杂，其主要活性物质包括甙、多糖、多酚、萜类、酸、黄酮、生物碱等，能够调节动物肠道健康，提高机体抗氧化力和免疫力，促进生长发育。吕慧源等研究发现，饲料中添加0.2%复合植物提取物（黄芪提取物、甘草提取物、大黄提取物、川芎提取物等），罗氏沼虾血液和肝胰腺中的非特异性免疫指标（LZM、SOD、CAT、AKP活性）、血液吞噬率、吞噬指数显著升高，注射鳗弧菌死亡率降低，鱼体增重率显著提高。刘泓宇等在饲料中添加200mg/kg植物提取物饲喂凡纳滨对虾8周后发现，与氟苯尼考对照组相比，虾体血细胞吞噬率、SOD、LZM、酚氧化酶（PO）活性及抗菌活力均显著升高。PutraA.S.等研究发现，饲料中添加1%的乙醇卡托克叶提取物可增加石斑鱼食欲，提高饲料利用率。C John Wesly Kiruba⁃karan等用一定剂量的夜花种子氯仿提取物饲喂罗非鱼，发现鱼体血清补体、溶菌酶活性和细胞内活性氧自由基、过氧化物酶、活性氮中间体含量显著提高；同时，添加0.1%和1.0%夜花种子提取物的饲料可以显著降低罗非鱼的死亡率。适量添加金银花提取物绿原酸，可显著促进中华鳖、建鲤、草鱼鱼种的生长性能，提高它们的抗氧化能力，并有效改善草鱼肉质。紫锥菊及其提取物作饲料添加剂可提高彭泽鲫和大菱鲆鱼等的抗氧化水平，增强其非特异性免疫功能，相较于左旋咪唑，紫锥菊提取物对神仙鱼的促生长效果更佳。团头鲂饲料中添加一定量黄连素，可明显提高鱼体LZM、ACP活性和补体C3、C4含量等免疫指标，减缓高脂饲料喂养后的氧化应激进程，降低细胞凋亡率。
5 寡糖和多糖
寡糖（oligosaccharides）和多糖（polysaccharides）作为免疫增强剂，具有来源广泛，低成本，高效，安全无毒等优点，是动物饲料中抗生素替代物研究的方向之一。寡糖又称低聚糖，分为普通寡糖和功能性寡糖2种。功能性寡糖具有动物保健、增强机体抗氧化力和免疫力、促消化促生长等功能，于20世纪80年代就已被开发为饲料添加剂。我国目前添加的主要种类有甘露聚糖、果聚糖、低聚木糖和糖萜素等。于艳梅等研究发现，饲料中添加0.2%的魔芋甘露聚糖，可以显著提高黄颡鱼血液白细胞的吞噬活性，增强血清中LZM和SOD活性，增加黄颡鱼头肾指数、后肾指数和脾体指数，促进鱼体生长。赵峰等在饲料中添加一定量果寡糖（果聚糖）饲喂奥尼罗非鱼后发现，0.4%-0.5%添加组鱼体相对增重率显著提高，饲料系数显著下降，血清总蛋白、白蛋白含量显著升高，肠道中有益菌（乳酸杆菌、双歧杆菌）数显著增加，有害菌（大肠杆菌、沙门氏菌）数显著下降。饲料中添加一定量低聚木糖对凡纳滨对虾、罗非鱼、花鲈幼鱼的生长具有明显的促进作用，且能提高鱼体的免疫功能以及凡纳滨对虾抗氨氮胁迫能力。饲粮添加0.4％～0.5％的果寡糖，可改善奥尼罗非鱼的生长性能，增加肠道有益菌，降低有害菌数量。添加0.05％～0.20％的果寡糖，能改善斜带石斑鱼的免疫功能和肠道形态，超氧化物歧化酶、溶菌酶、酸性磷酸酶活性提高，肠道绒毛高度和肌层厚度增加。在含4％豆油的常规饲料中添加0.02％的壳寡糖可以促进异育银鲫生长，改善肠道结构，提高鱼体非特异性免疫功能；在饲料中添加0.04％的壳寡糖，可改善由氧化豆油引起的负面影响，使异育银鲫的健康程度达到正常水平。在饲料中添加200～400mg/kg甘露寡糖，可显著提高特定生长率、肥满度、肠体指数和肠长指数，降低饵料系数，显著提高肠道乳酸杆菌和双歧杆菌数量，显著降低大肠埃希菌数量，提高血浆和肝胰脏SOD、CAT活性。
多糖是一类高分子聚合糖，通常从动植物、细菌、真菌等生物体中提取获得，因此也称天然多糖，因富含免疫活性，也称免疫多糖，能够抗细菌、抗病毒，并增强机体免疫防御功能，已在水产养殖中开展了广泛的应用研究。目前研究报道比较多的有：植物源性的黄芪多糖、茯苓多糖、枸杞多糖，真菌源性的酵母多糖、灵芝多糖、香菇多糖和动物源性的壳聚糖等。谭连杰等分别用添加3种不同植物多糖的饲料饲喂卵形鲳鲹，结果表明，当归多糖和枸杞多糖均能提高幼鱼的抗氧化能力，增强机体免疫功能，但促生长作用不明显；0.2%黄芪多糖显著提高了鲳鲹幼鱼的生长性能指标（末质量、增重率和特定生长率）、肝脏抗氧化指标（T-AOC、SOD活力）和血清中LZM、C3、C4含量，幼鱼血清白蛋白、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白、胆固醇和甘油三酯水平均较对照组变化显著。林建斌研究发现，饲料中添加适宜海藻多糖或紫菜多糖，大黄鱼的增重率显著高于对照组，添加量为0.5%时，鱼体AKP、SOD和LZM活力均显著提高，机体免疫力增强。凡纳滨对虾饲料中添加0.2%β-葡聚糖或0.4%甘露聚糖，可提高对虾增重率，降低饲料系数，改善消化酶活性，增强鱼体非特异性免疫功能。饲料中添加200mg/kg黄芪多糖对台湾泥鳅苗的生长具有促进作用，添加400mg/kg会抑制台湾泥鳅苗的生长。
6 腐殖酸及其制品
腐殖酸（humic acid）是动植物残体经微生物分解及一系列物理化学作用后形成的一类高分子有机物的聚合体，广泛存在于天然腐殖质中，其分子中含有羧基、酚羟基等许多活性基团，具有抗氧化、抗炎、抗菌等生物学功能。腐殖酸及其制品作为饲料添加剂应用于畜禽生产已有30余年历史，取得了良好的效益，并被列入到了饲料原料目录。近年来，许出学者对腐殖酸及其制品在水产养殖中的研究报道也显示出其具有良好的改善水质、促生长作用及增强机体免疫力、抗病力等功能。乌兰等研究发现，饲料中添加适宜含量黄腐酸，鲫鱼增重率显著提高，鱼体肝胰脏淀粉酶、蛋白酶活性和肠道淀粉酶活性显著增加，血清中非特异性免疫相关酶（SOD、LZM、AKP）活力显著升高，鱼体肌肉中α-亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸等多不饱和脂肪酸含量增加，粗蛋白含量变化不显著。DengJM等研究表明，饲料中添加0.28%-0.37%的腐殖酸钠，可显著改善吉富罗非鱼幼鱼的生长性能和饲料利用率，提升其肠道消化酶活性，提高鱼体的抗氧化能力（CAT、SOD、GSH-Px、GST活性显著增加）和机体的免疫力。饲料中添加0.3%的腐殖酸钠，能改善青虾的生产性能；Musthafa等在饲料中添加0.4%-0.6%的富含腐殖酸的Shilajit产品饲喂莫桑比克罗非鱼，发现莫桑比克罗非鱼的生长性能和饲料利用率显著提高。李志伟研究表明，黄腐酸添加水平为1%时，可以明显提高泥鳅肠道LZM、免疫球蛋白M、C3、AKP和ACP活性，增强泥鳅肠道免疫功能。饲料中添加180-360mg/kg的腐殖酸、0.8%-1.0%和1.0%能显著提高鲤鱼的生长速度和饲料利用率。莫桑比克罗非鱼饲料中添加富含腐殖酸的Shilajit产品0.4%-0.6%，罗非鱼的生长性能和饲料利用显著提升，但是欧洲鲈鱼饲料中添加0.25%-1.5%、虹鳟饲料中添加腐殖酸0.3%-1.2%却均未表现出改善鱼生长性能的效果。腐殖酸能保护褐鳟（Salmotruttafario）抗氧化防御系统免受镉等有毒金属的损伤，鲤鱼饲料中添加腐殖酸，可增强其抗氧化能力和免疫力。大鳞副泥鳅饲料中添加黄腐酸，可以有效增强器官抗应激、抗氧化能力，维持肠道的健康。笔者开展了腐殖酸钠对台湾泥鳅生长性能及抗氧化的影响研究，在为期66d的饲养试验中，表明台湾泥鳅幼鱼饲料中添加20.0%的腐殖酸钠，能显著提高其生长性能，能有效增强肝脏CAT、GSH-Px、SOD等抗氧化酶的活性，提升总抗氧化能力（T-AOC），降低肝脏中MDA含量。
7 其他
酶制剂、酸化剂、虾青素、核苷酸等对水产养殖动物的生长和免疫力同样具有积极的影响。王国霞等研究发现，黄颡鱼饲料中添加200mg/kg复合酶制剂能显著提高鱼体血清总蛋白浓度、LZM及谷草转氨酶活力，添加量为400mg/kg时，鱼体生长性能和血清中谷丙转氨酶活力显著提高，血清尿素水平显著降低。草鱼饲料中添加适宜水平的酸化剂，可提高草鱼特定生长率，降低饲料系数，具有明显的促生长作用。吴雪芹等在大鳞副泥鳅饲料中添加不同水平虾青素，结果表明，100～200mg/kg添加水平，鱼体末重、增重率、蛋白质效率和饲料效率显著提高，添加量为50～200mg/kg时，鱼体肠道消化酶（蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶）活力和抗氧化指标显著高于对照组。可见，适宜虾青素对泥鳅的生长和抗病力具有促进作用。在团头鲂饲料中添加200mg/kg的酵母核苷酸，可促进鱼体生长，增强机体的抗氧化功能，减少嗜水气单胞菌攻毒后的死亡率，而不影响鱼体血糖、血脂代谢和肝功能。
8 小结
以上添加剂无抗药性、无残留，绿色高效，在目前众多抗生素替代物中具有良好的开发应用前景。但值得注意以下几点：首先，部分抗生素替代物的应用机理尚不明确，需对其作用机制进一步开展研究；其次，添加量尚不统一，需根据养殖动物种类和生理阶段的不同制定相应标准。2020年，我国已步入无抗养殖时代，但在实际生产中仍存在养殖动物疾病发生、产量降低等问题，所以要真正实现无抗养殖，保证水产养殖的健康可持续发展，对抗生素替代产品的研发将是一个长期的过程，不能一蹴而就。