中草藥與益生菌在水產養(yǎng)殖中協(xié)同作用的研究進展

　　摘要：中草藥與益生菌以其安全、高效、無副作用等優(yōu)點，在水產養(yǎng)殖病害防控及機體免疫力提高方面展示了廣闊的應用前景，兩者均具有調控水質、促進生長、提高免疫力和調節(jié)微生物菌群等功能。中草藥和益生菌在理論基礎及應用中表現(xiàn)出極大的一致性，且有較好的協(xié)同作用，中草藥富含的多種激素、氨基酸、糖類等可有效促進益生菌的增殖，而益生菌的消化代謝功能對中草藥藥效作用的發(fā)揮具有重要作用，兩者之間的互作為聯(lián)合應用奠定了良好基礎，也開拓了一種全新的協(xié)同應用方式。本研究中就中草藥與益生菌在水產養(yǎng)殖中協(xié)同作用的研究進展進行了綜述，并對兩者未來的應用前景和發(fā)展趨勢進行了展望。

　　關鍵詞：中草藥;益生菌;協(xié)同作用

　　目前，水產品質量安全已成為水產養(yǎng)殖業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展中備受關注的熱點問題。自中國加入WTO后，受到藥物殘留的嚴重制約，中國水產品難以突破綠色技術壁壘進入國際市場。因此，尋找適宜的替代品[1]，緩解水產養(yǎng)殖病害防治過程中濫用抗生素導致的環(huán)境及安全問題[2]，成為當前中國水產養(yǎng)殖業(yè)亟需完成的最為緊迫的任務之一。

　　中草藥作為傳承了四千多年的中國醫(yī)學寶庫中的瑰寶，兼具營養(yǎng)和藥用雙重作用，其毒性低、資源廣、不易產生抗藥性等諸多優(yōu)點[3]，使其在水產養(yǎng)殖中倍受青睞[4]。益生菌源于希臘文Probiotics一詞，是“共生”的意思，意味著“在動物之間的生命維持上起到相互補益的作用”，與Antibiotics(抗生素)相對立[5]。隨著微生物學和微生態(tài)學的不斷發(fā)展，作為抗生素替代品的益生菌，在畜牧養(yǎng)殖、水產養(yǎng)殖、醫(yī)藥衛(wèi)生等領域[6]均表現(xiàn)出良好的應用效果，已在病害防控、調節(jié)機體微生態(tài)平衡、促進生長等方面被廣泛應用。在水產養(yǎng)殖應用中，中草藥和益生菌的協(xié)同作用效果也日漸顯著，引起了養(yǎng)殖業(yè)者及相關研究人員的廣泛關注。本研究中，就中草藥和益生菌在水產養(yǎng)殖中協(xié)同作用的理論基礎、相關研究進行了整理闡述，并對兩者未來可能的應用前景和發(fā)展趨勢進行了展望，旨在為日后的聯(lián)合使用提供指導。

　　1 中草藥與益生菌的協(xié)同作用基礎

　　1.1 理論基礎及實踐的統(tǒng)一性

　　中國微生態(tài)學創(chuàng)始人之一魏羲教授認為，微生態(tài)學很可能成為打開中醫(yī)奧秘大門的一把金鑰匙[7]。這一觀點闡述了微生態(tài)學和中醫(yī)學之間的密切聯(lián)系，眾多研究者深入探索了中醫(yī)學與微生態(tài)學間的關系，并取得了卓有成效的成績。研究表明，中醫(yī)學和微生態(tài)學在起源、觀念、原理和實踐中均存在著高度的統(tǒng)一性。

　　起源上的統(tǒng)一：中醫(yī)學與微生態(tài)學于宏觀生態(tài)學觀念的微觀運用上高度統(tǒng)一[8]。中醫(yī)學起源于古代宏觀生態(tài)觀，講求“天人合一，生物與環(huán)境的統(tǒng)一”;而微生態(tài)學起源于近現(xiàn)代宏觀生態(tài)觀，講求“生物與環(huán)境的統(tǒng)一”。

　　觀念上的統(tǒng)一：中醫(yī)學與微生態(tài)學均將宏觀生態(tài)學觀念應用于微觀生態(tài)關系(生物個體及更微觀層面上)的研究，在認識事物的角度(微觀化的生態(tài)觀)和立足點(研究對象側重于生物體與宿主)上具有高度的一致性。

　　原理上的統(tǒng)一：中醫(yī)學接受了中國古代生態(tài)學的觀念和理論，又稱為中國古代生態(tài)醫(yī)學，與以微生態(tài)學理論和實踐為基礎的微生態(tài)學在原理上具有統(tǒng)一性。兩者均以生物和環(huán)境間關系為研究內容，以信息反饋為核心，并通過自我調節(jié)的調控方式取得多途徑逐步逼近目標的研究結果，最終達到調理功能的目的[8]。

　　實踐上的統(tǒng)一：從古至今，中醫(yī)學與微生態(tài)學在實踐應用中也保持著高度的統(tǒng)一性。以治療腸道菌群失調而造成的腹瀉為例，微生態(tài)學采取的保護生態(tài)平衡、多抑少補、先抗后調、清掃扶正的治療原則與措施[7]，與中醫(yī)學的“扶正、固體、補”基本一致;而雙歧桿菌生態(tài)制劑和具有扶正固本作用的四君子湯均可起到恢復腸道優(yōu)勢菌群的效果[9];另有研究表明，雙歧桿菌制劑與四君子湯合用效果更佳[10]。在實踐中，人們逐漸認識到，中醫(yī)學與微生態(tài)學以相同或相似的看法，從不同角度來闡述并解決同一問題，二者已有機地結合在一起，密不可分[11]。

　　1.2 功能作用的一致性

　　水產養(yǎng)殖過程中，作為飼料添加劑或免疫增強劑使用的中草藥和益生菌，在功能作用方面具有較多的一致性，二者均可通過不同的作用方式，在調控水質、促進生長、提高免疫力和調節(jié)腸道菌群等方面發(fā)揮較好的作用。

　　1.2.1 調控水質 除了常用的微生態(tài)制劑、水質過濾吸附劑和化學增氧劑等水質調節(jié)劑外，中草藥也可用以調節(jié)水質、改善水產動物養(yǎng)殖生境。研究表明，五味子、枸杞等單方及復合中草藥組方(鮮松針∶枸杞∶杜仲=2∶1∶1)可有效降低養(yǎng)殖水體中有機物積累和水中微生物代謝產生氨氮的速率[12]。以魚腥草作為浮床植物可通過其吸收、同化養(yǎng)殖池塘中過剩的氮、磷和有機物，從而起到凈化池塘水質的作用[13]。

　　鑒于水產動物特殊的水生生境要求，益生菌在水產養(yǎng)殖領域的應用價值要高于陸生動物養(yǎng)殖。作為優(yōu)質的水質改良劑，益生菌可有效降低養(yǎng)殖水體中的硝酸鹽和無機氮含量，起到調節(jié)水質作用[14];并能有效分解水中因過度投喂或營養(yǎng)物質積累產生的有機物質，平衡酸堿度，降低水體中氨氮、磷、亞硝酸鹽和硫化氫等有害物質含量[15];益生菌對減少水環(huán)境中氣單胞菌、大腸桿菌等有害菌群濃度[16]和抑制病原菌生長也有較好效果[17]。因而，益生菌在創(chuàng)建健康、優(yōu)質的水產養(yǎng)殖環(huán)境方面具有不可替代的作用。

　　1.2.2 促進生長 中草藥種類繁多、成分豐富，早有“藥食同源”之說，特指許多中草藥既是“藥物”又是“食物”。中草藥既含有多種多糖、甙類、生物堿、有機酸、萜類和醇類物質，又富含多種氨基酸、維生素和微量元素，不僅可有效調節(jié)機體免疫力，更能作為營養(yǎng)物質直接被生物體吸收利用，促進機體生長[18];黃芩、板蘭根、黃芪、茯苓等中草藥及玉屏風散等復方還可通過調節(jié)機體內環(huán)境和腸道菌群，促進益生菌生長及消化相關酶活性，提高飼料轉化率，并對鱘[19]、鯉[20]、鯽[21]等多種水產動物的生長起到顯著促進作用。

　　益生菌在促進機體生長方面的作用主要分為3個方面：光合細菌(PSB)等益生菌本身含有蛋白質、維生素、輔酶Q等大量的營養(yǎng)物質和多種微量元素，可供機體直接吸收利用;類桿菌和產氣莢膜桿菌等可分泌產生酶類、氨基酸、維生素等多種活性物質和營養(yǎng)成分，作為飼料的有效營養(yǎng)補充，對機體生長也起到了良好的促進作用[22];芽孢桿菌(芽孢)等益生菌還可通過在動物體內產生多種消化酶(如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶)和必要生長因子[23]，幫助飼料中蛋白質、脂肪、碳水化合物等營養(yǎng)成分的降解，以輔助機體營養(yǎng)代謝，進而達到促進生長的效果[24]。

　　1.2.3 提高免疫力 作為綠色飼料添加劑代表的中草藥，富含多種多糖類、有機酸、萜類等揮發(fā)性物質，這些物質均具有增強免疫的作用[25]。黃芪、白術、防風、百部、仙鶴草等中草藥粉碎后加入基礎飼料中投喂，除了能促進牙鲆血液中白細胞數(shù)、堿性磷酸酶和溶菌酶活性外，還可有效提高牙鲆表皮中黏液細胞數(shù)量，增強機體屏障防御能力[26]。中草藥中富含的多種天然免疫物質可提高對蝦血淋巴因子活性，增強其抗病防病能力并促進抗體生成[27]。以黃芪為主藥、當歸為輔藥的中草藥復方能明顯提高建鯉淋巴細胞免疫功能及溶菌酶活力，從而起到增強機體非特異性免疫的功能[28]。

　　益生菌作為一種良好的免疫激活劑，其提高機體免疫力的形式多樣，目前已有較多報道。益生菌可有效提高機體紅細胞、粒細胞、巨噬細胞、淋巴細胞和免疫球蛋白等免疫細胞和免疫因子的數(shù)量[29-30]，并可提升溶菌酶活性及白細胞活力[31];芽孢桿菌等益生菌還能促進機體免疫器官(胸腺、脾臟)的生長、發(fā)育和成熟，促進免疫器官內T、B淋巴細胞成熟、增量[32-33]，從根本上增強機體免疫能力;添加了嗜酸乳酸桿菌的飼料可顯著提高斑馬魚對致病菌的抵抗力[34];芽孢桿菌可有效激活斑節(jié)對蝦的細胞和體液免疫系統(tǒng)[35]，并增強對蝦抵抗弧菌病和白斑綜合癥的能力[36]。

　　1.2.4 調節(jié)腸道菌群 中草藥中富含多種有效成分，作用形式亦是多種多樣，可通過對動物體內消化道細菌產生刺激，影響其菌群的組成和數(shù)量[37]，進而與腸道菌群相互作用對其起到調節(jié)作用。有報道指出，黃芩、茯苓等中草藥單方對鯉[20]以及香菇多糖對建鯉[38]的腸道菌群調節(jié)均起到了良好的效果，可顯著提高機體白細胞殺菌活性和血清中溶菌酶活性，并提升腸道中乳酸桿菌、雙歧桿菌等有益菌數(shù)量，從而改變腸道菌細菌的組成及數(shù)量，并有效抑制大部分條件致病菌的生長。

　　乳酸菌等多數(shù)益生菌均可產生酸性物質，能有效抑制致病菌生長[39]，改善消化道內的優(yōu)勢菌落[40]，優(yōu)化菌群結構，維持微生態(tài)動態(tài)平衡。研究發(fā)現(xiàn)，由乳酸桿菌配制成的益生菌劑、芽孢桿菌等均可促進鯽[41]和異育銀鯽[42]腸道中雙歧桿菌、乳酸菌等有益菌數(shù)量增加，并使大腸桿菌、產氣莢膜梭菌等有害菌減少，有效改善鯽魚腸道菌群，促進生長和成活;克勞氏芽孢桿菌也可抑制牙鲆腸道中病原菌，改善其腸道健康狀況[1];地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等益生菌對降低蝦腸道中弧菌等有害菌數(shù)量具有較好效果[43]。

　　1.2.5 抑制微生物生長 中草藥富含的揮發(fā)油、生物堿、有機酸、蒽醌等化學成分均具有抗菌活性，可通過破壞細胞壁、細胞膜通透性和完整性，對蛋白質和遺傳物質的合成及呼吸代謝功能造成影響，進而起到抑菌作用[44]。而且，因其價廉低毒、低殘留和不易產生抗性的優(yōu)點，在水產動物病害防治中應用也較多。中草藥在水產動物體內、體外均表現(xiàn)出良好的抑菌效果[45-46]，對真菌[47]、病毒[48-50]也有較好的抑制作用。

　　益生菌在預防和控制水生動物傳染性疾病方面擔當著重要角色[4]，可通過改變宿主體內的微生物菌群組成[51-52]，阻斷或抑制致病菌在腸道黏膜上黏附、定植、繁殖[53-54]，爭奪營養(yǎng)物質[55]等競爭性抑制病原菌生長，從而達到抑制致病菌的效果;益生菌的代謝產物亦可限制致病菌生長環(huán)境，如乳酸桿菌和雙歧桿菌的代謝產物(乳酸、醋酸、丙酸、丁二酸、苯基乳酸和羥基苯基乳酸等)，可有效降低腸道中pH值，增強對致病菌的細胞毒性[56]和抑菌能力[57];益生菌產生的抗菌肽[58]和細菌素[59]更是具有廣譜抗菌抑菌效果。同時，益生菌還能夠增強魚體對病毒的抵抗能力[60-61]，其胞外產物也可使病毒失活[62]。

　　2 中草藥與益生菌的協(xié)同作用方式

　　2.1 中草藥促進益生菌的增殖

　　中草藥是“中藥”和“草藥”的合成詞，包括來源于天然動植物和礦物以及人工創(chuàng)造的生物材料和仿生材料，中草藥富含多種激素類、氨基酸類、多糖類、微量元素和其他有機、無機物質[63]。這些物質中富含營養(yǎng)元素及生物生長的必需物質，對許多細菌的生長增殖具有良好的促進作用，如：黃芪多糖能有效參與養(yǎng)分代謝，促進養(yǎng)分消化和腸道內雙歧桿菌、乳酸桿菌等益生菌的增殖[64];黃芩、板蘭根、黃芪、茯苓和魚腥草可抑制鯉腸道條件致病菌的生長，促進芽孢桿菌屬、棒桿菌屬和不動細菌等益生菌迅速增殖[20];復方“回春生”投喂鯉，可促進腸道內包括雙歧桿菌在內的革蘭氏陽性益生菌增加，對治療鯉中毒性肝病和調節(jié)腸道菌群有較好效果[65];復方中草藥可促進吉富羅非魚腸道內益生菌增殖，并抑制大部分條件致病菌的生長[66];在培養(yǎng)基中添加蒲公英、桔梗等中草藥浸提液可顯著促進光合細菌生長[67]，而陳皮、葛根等20余種中草藥能有效促進乳酸桿菌的生長[68]。同時，由于中草藥有效抑制了條件致病菌等細菌的生長，對促進宿主腸道內益生菌競爭性黏附、定植、繁殖可起到良好作用。

　　2.2 益生菌促進中草藥的吸收利用

　　益生菌的消化代謝功能對中草藥藥效作用的發(fā)揮具有重要作用。如作為中草藥主要有效成分的糖苷類，并不能被直接吸收利用，只有通過益生菌的代謝轉化后才能發(fā)揮其有效作用[11]。以甘草有效成分甘草甜素為例，其進入機體后，需經腸道菌將其含糖部分去除并形成苷元，才能被吸收入血液發(fā)揮其功能[69]。麥冬皂苷D'也需在經消化道菌群轉化后，才能以苷元形式被吸收進入血液[70]。而芽孢桿菌中含有的α-糖苷酶和β-糖苷酶是中草藥代謝反應中最重要的配糖體水解所需主要酶類[71]。因而，利用腸道菌轉化中草藥中苷類等成分能有效提高其生物利用度和藥效，對其吸收和利用具有顯著作用。

　　2.3 中草藥與益生菌的協(xié)同作用優(yōu)勢

　　隨著環(huán)境、食品安全問題的日益嚴峻，人們對抗生素的抗拒已愈加明顯。而中草藥和益生菌制劑由于具有安全、無副作用等無可替代的優(yōu)勢，被公認為是有希望取代抗生素使用的有效物質。

　　研究表明，飼料中聯(lián)合添加以黃芪、大青葉、連翹、廣藿香等組成的中草藥與芽孢桿菌，能改變對蝦腸道細菌的數(shù)量和組成，促進對蝦生長，且二者共同添加的效果好于單獨添加[72];β-葡聚糖能協(xié)同一株鯽腸道中分離的乳酸桿菌減少鯽腸道好氧菌，促進益生菌對產氣莢膜梭菌的抑制作用，二者聯(lián)合使用對鯽生長、成活的促進作用顯著優(yōu)于單獨使用[73]。

　　腸道菌群具有轉化中草藥有效成分的功能，可通過腸道菌群的生物學效能完成人工化學手段難以完成甚至不能完成的物質轉化[74]。這一發(fā)現(xiàn)將現(xiàn)代生物技術與中藥研究更緊密地結合起來，也為中草藥和益生菌的聯(lián)合應用提供了一個更廣闊的發(fā)展空間，且中草藥與益生菌在防病、促生長等方面具有相輔相成的作用[75]，為日后的聯(lián)合使用奠定了堅實的應用基礎。

　　3 存在問題與展望

　　中草藥與益生菌制劑的使用在水產養(yǎng)殖中表現(xiàn)出了良好的應用前景，但也存在著一些問題：首先，由于中國漁用益生菌的研發(fā)和應用尚處于初級階段，相關基礎研究較少;微生態(tài)制劑的使用也存在毒性和奪氧等生理、生態(tài)方面的安全問題[76]，需進行大量深入細致的用量、用法和安全性評價方面的研究;微生態(tài)制劑的保存、加工工藝仍有較大提升空間，運輸和使用方法也需進一步嚴加限定。其次，中草藥與益生菌聯(lián)合應用除表現(xiàn)為協(xié)同作用外，有些配伍也會對益生菌產生拮抗作用，如有些具有抗菌作用的中草藥，也會抑制益生菌的生長，深入分析益生菌與中草藥協(xié)同作用的生理生化特性，明晰二者之間的調控、制約機制和協(xié)同作用機理也是目前亟需攻克的難點問題。

　　隨著研究工作的不斷深入，中草藥與益生菌在水產養(yǎng)殖中的應用也展現(xiàn)出一些新的研發(fā)思路：(1)改變以往偏重于產生抑菌物質、使用效果單一的菌株選擇，利用生物工程技術構建具有某些特性的新菌株用于研究和生產;(2)立足水產養(yǎng)殖實際，拓展篩選思路和范圍，篩選水產動物體內潛在的益生菌[77-78]，開發(fā)適用于水產動物的黏附性更高、能更好參與機體營養(yǎng)和免疫調節(jié)的益生菌菌株[79];(3)將多種益生菌或益生菌與中草藥聯(lián)合應用，研制效果更優(yōu)的微生態(tài)混合制劑或中草藥益生菌復合制劑[80]，以取得更好的應用效果。大量的研究均為提高中草藥與益生菌在水產養(yǎng)殖中協(xié)同應用效果，實現(xiàn)共同應用奠定了堅實基礎，也為未來研發(fā)和應用開闊了思路。

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