一、益生菌的概念
益生菌(probiotics),是微生态制剂的一个类别,在国内又译成益生素、益生剂、生菌素、促生素、生菌剂、益菌剂等。而它的现代定义则最早在1965年被Lilly和Stillwell阐述为“由一种微生物分泌刺激另一种微生物生长的物质。”。Parker在1974年将其表述为“能促进肠道平衡的有机生命及其相关物质。”Fuller在1989年又提出益生菌是“添加于饲料中,通过改善动物肠道微生物平衡而对其发挥有利影响的微生物活体”。1997年,Tannock又提出“作为饲料添加剂以促进动物健康的活体微生物”。
二、益生菌研究的理论基础
益生菌被摄入动物体肠道后,在复杂的微生态环境中与近400种正常菌群汇合, 显现出栖生、偏生、竞争或吞噬等复杂的关系,改变生物体内的微生物群落,促进宿主动物的健康。但是，与抗生素相比益生菌的作用机理在理论上进展还很小,目前主要有3种学说:优势种群学说，菌群屏障学说，微生物夺氧学说。
2.1益生菌研究现状
目前,益生菌已在很多国家进入商品化生产。在我国,益生菌研究也得到了蓬勃发展。但是,国内外目前的益生菌研究,大部分都集中在畜禽业方面,有相当多的资料文献对畜禽的益生菌作了深入的报告。而与畜禽业相比,水产动物益生菌的研究就少得多,无论是在数量还是在研究层次上都与畜禽业方面的益生菌研究有较大的差距,并且,其真正意义上的商业产品的实践应用也只是1986年的事。因此,可以说,水产动物益生菌的研究尚处于起步阶段。
2.2水产动物益生菌基础研究
水产动物益生菌研究的特点：大多数鱼虾贝类的幼苗孵化后便直接暴露于水环境中,立即与水环境中的微生物发生关系,并且在它们的成长过程中,消化管一直与外界直接相通,没有一个稳定的内环境,并遭受着水的冲刷与外界微生物群的直接侵袭,因此,水生动物消化道内的菌群的更替和定植,与陆生动物是很不相同的。另外,水生动物体内的益生菌群组成与陆生动物益生菌组成也不尽相同。在陆生动物的消化道中,往往有占优势的革兰阳性菌存在，而在鱼类贝类消化道中,则往往能发现大量的革兰阴性菌，而且,即使是同一菌群,在水生动物和陆生动物之间也不尽相同。所以,与陆生动物相比,水生动物益生菌群在组成、变化甚至选择难度上都有着自身的特点,这也是水生动物益生菌研究滞后于陆生动物益生菌研究的重要原因。
益生菌的特征：无病原性、无毒性、无毒副作用、不与病原微生物产生杂交种体内外繁殖速度快,具有很强的竞争优势，能在低pH值的无机酸、有机酸及胆酸存在的情况下存活并定植在胃肠道内。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。
益生菌的组成：适合用于生产的益生菌的菌种较少,主要是乳酸杆菌、 粪链球菌、芽胞杆菌、双歧杆菌、仙人山属菌、优杆菌以及酵母菌等。而在水产动物益生菌的研究中,主要使用的益生菌有弧菌、假单胞杆菌、芽胞杆菌和一些乳酸菌。
益生菌的来源与定植：水产动物体内的菌群主要是由鱼吞咽水与进食时所带入,进入体内的各种菌种相互作用竞争,最后达到生态平衡,从而形成水产动物体内的正常菌群,起到保护作用。菌群在肠道内定植是通过细菌的粘附作用来实现的,乳酸杆菌、双歧杆菌等进入肠道能否粘附于宿主某段肠道粘膜上皮细胞表面,形成稳定的优势菌群,是决定这种益生菌实际效果的重要问题,而且,益生菌对宿主的粘附作用还有种属特异性,细菌的属种株不同,其粘附性也有差异。目前,对益生菌在水产动物体内定植问题的研究,一般分为活体实验和体外研究。相关研究表明,在鱼类整个消化管包括从食管到大肠,都有益生菌的存在。但是由于胃中的低pH值环境、幽门部胆汁环境等不适于大多数益生菌生存,所以在这些部位定植的益生菌很少,而绝大部分益生菌都定植于肠道之中,并且真正起作用的益生菌,大部分也是肠道益生菌群。因此,水生动物肠道菌群的情况,可以反映整个动物体内微生态平衡的情况。
益生菌群的影响因子：食物，环境因子，胁迫因子，特殊物质对水产动物体内正常菌群的影响等。
三、益生菌作用机制研究
3.1益生菌分泌物的研究：很多在活体与体外条件下所进行的实验证实了益生菌良好的作用效果,但是目前对于益生菌作用机理的基础研究还不是很多,在不少问题上也存在着不一致的看法,其中,益生菌分泌物的研究是一个很热门的研究方向。很多研究表明,大部分益生菌能够分泌某些物质,以抑制或杀死周围其他异种有害菌群,人们把这些物质统称为细菌素。目前,对细菌素组份的学说甚多,一般认为,他可以是益生菌为与其他菌种竞争而释放的抑菌物质,也可能是其本身的代谢物质,抑或二者兼而有之。细菌素并不都是这些物质,除此之外还有生物表面活性剂，、羊毛硫抗生素、铁载体(siderophores),甚至各种短肽,如乳酸链球菌肽、肽聚糖等。
3.2竞争抑制：竞争抑制是益生菌的重要作用机制,也是微生态理论的主要观点。在水产动物体内,益生菌对病害菌的竞争性抑制,大致可分为占位抑制与营养抑制。
3.3益生菌对水产动物免疫系统的影响：益生菌除了通过与肠道病原菌进行竞争这一途径之外,也通过体液和激素的水平增强机体免疫力来起到抗病防病的作用。
益生菌的鉴别与筛选：对于益生菌的鉴定,往往通过采集大量不同菌株,然后在体外进行选择性培养或进行抗菌实验。近几年来,由于分子生物学和各种新技术方法的兴起,在水产动物益生菌的鉴别与筛选研究中,也出现了各种新的技术方法和手段:全序列的ARLP指纹图谱分析、传统的平板培养筛选法与16SrRNA测序法、检测菌株脂肪酸组成为基础的自动鉴定系统。
3.4益生菌与益生元的关系：益生元(prebiotics),是一种能够促进益生菌生长繁殖的物质。其通过有选择性的促进宿主肠道内一定数量的菌群的生长,提高其活力而达到增进宿主健康的不可消化的食物成份。
