水產前沿網原創報道，益生菌代謝產物作為當前研究的新興熱點，正逐步展現出其豐富的潛在功能與應用價值，為農業的可持續發展以及水產養殖業的高質量發展開辟了新的路徑。為此，我們有幸采訪了中國水產科學研究院長江水產研究所副研究員田娟，她詳細闡述了益生菌代謝產物對水產動物的作用機制及其諸多優勢，并且，她還就益生菌代謝產物在這一前沿領域的未來研發趨勢與方向，為我們提供了寶貴的見解。
水產前沿：您最初是如何關注到益生菌代謝產物這一研究領域的呢？又是在何時正式開啟了相關研究工作？
田娟：追溯至2006年，我在碩士畢業論文階段即對草魚養殖中的細菌性疾病，特別是腸炎問題深感困擾，當時主要依賴抗生素治療。2014年，成為母親后，寶寶腹瀉時使用的活菌制劑（如媽咪愛，含乳酸桿菌、糞腸球菌等）的顯著療效啟發了我，讓我思考其在草魚腸炎治療上的應用潛力，2015年我嘗試將活菌制劑添加至草魚飼料中并取得初步成效。然而，2016年我發現當飼料加工工藝由低溫生產轉為高溫高壓膨化后，活菌制劑失效。這促使我探索保留菌活性物質的方法。2019年畜禽養殖禁抗政策的實施及后生元概念的興起，讓我意識到細菌代謝產物可能對改善腸道健康有益，于是自2020年起，我們團隊開始重點研究益生菌代謝產物。
水產前沿：您認為腸道健康具體指的是什么？評價腸道健康的標準又有哪些？此外，腸道健康與肝臟健康之間存在怎樣的關聯和區別？
田娟：腸道健康涵蓋多個方面，主要包括腸道黏膜結構的完整性，以確保有效的消化吸收和屏障功能；腸道內微生態系統的平衡，維持共生菌種類數量的穩定；腸道免疫系統功能的完善，能夠殺滅抑制病原體；以及腸道內多種化學組分如消化酶、溶菌酶等的穩定。從營養學角度看，評價腸道健康的標準涉及消化、吸收、代謝、免疫、內分泌和解毒等生理功能。腸道與肝臟通過腸-肝軸緊密相連，腸道的四大屏障功能（生物屏障、機械屏障、黏膜屏障、免疫屏障）在維護腸道健康中起著關鍵作用，這些屏障功能可能是腸道區別于肝臟的主要方面，也是確保肝臟健康的重要因素。
水產前沿：相較于益生菌活菌，益生菌代謝產物帶來了哪些顯著的優勢？
田娟：我們深知活菌的重要性，因為它是代謝產物形成的基石，正如優質的種子能孕育出豐碩的果實，性能卓越的益生菌是生產高效后生元的前提。然而，鑒于水產動物腸道結構相對簡單，且飼料加工過程中需承受高溫高壓高剪切力，我們認為益生菌代謝產物能夠直接發揮調節作用，更適合腸道較短的水產動物。這些代謝產物具備抗逆性強（如耐酸、耐熱、耐抗生素等）、使用方便、易于儲存和運輸、不會污染生產線、無細菌感染風險以及活性成分多樣且協同作用顯著等優勢。
水產前沿：您的研究發現了哪些特定的益生菌代謝產物能夠明顯增進水產動物的腸道健康？其作用機理主要包括哪些方面？
田娟：目前，我們團隊專注于研究植物乳桿菌、丁酸梭菌和酵母等益生菌的代謝產物，發現它們能顯著促進水產動物的腸道健康。這些代謝產物通過多重機制發揮作用：調節腸道菌群平衡，增強腸上皮機械屏障功能，抑制促炎因子表達以調節免疫反應，促進腸道營養吸收，以及通過神經系統合成神經遞質影響食欲和情緒等。這些機制協同作用，使得益生菌代謝產物成為改善和維持水產動物腸道健康的有效營養策略。
水產前沿：近年來，水產動物頻繁遭受多種細菌性疾病的侵擾。益生菌代謝產物是如何調節水產動物的免疫反應，從而提升其對抗細菌性疾病的能力？
田娟：益生菌代謝產物主要通過三方面機制增強水產動物的抗菌能力。一是益生菌菌體成分如肽聚糖和壁磷壁酸，它們有助于維持細胞形態，調節細菌定植和粘附，從而抑制致病菌的定植。二是代謝產物中的細菌素和有機酸（如短鏈脂肪酸、乳酸等），這些成分具有強效的殺菌或抑菌活性，并能通過調節細胞反應和改善腸道微生態環境來增強腸道屏障功能及黏膜免疫。三是代謝產物中的生物活性化合物，它們可能間接調節腸道免疫，刺激抗菌肽和粘蛋白的產生，為共生菌群提供粘附位點和營養，共同塑造菌群的穩定性和組成，同時促進有益化學物質的分泌來維持腸道健康，從而恢復體內平衡并預防或緩解菌群失調相關疾病。
水產前沿：在轉料期，如大口黑鱸常出現拖便、腸炎等問題，益生菌代謝產物在防治腸炎方面發揮了哪些作用？
田娟：益生菌代謝產物在防治腸炎方面展現出了顯著的效果，主要是通過修復腸道屏障功能并促進受損黏膜的自我修復來實現的。如前所述，腸道具有四重屏障的保護作用，而潰瘍性結腸炎的發生與腸黏膜表面的菌膜屏障消失密切相關。當炎癥潰瘍面直接暴露于腸道時，會受到細菌、病毒、寄生蟲、病原體等微生物的侵襲，同時還會受到毒素的刺激、腸內自由基的攻擊以及糞便的摩擦，這使得受損的腸黏膜難以愈合，長此以往甚至可能引發癌變。幸運的是，益生菌代謝產物中的丁酸可以直接為腸細胞提供能量，而乙酸則可以轉化為丁酸為腸道供能，這些都有助于受損黏膜的修復和腸道屏障功能的重建。此外，代謝產物中的短鏈脂肪酸還具有顯著的抗炎作用，能夠抑制促炎細胞因子的釋放，如腫瘤壞死因子和白介素，從而進一步維護腸道健康。
水產前沿：在將益生菌代謝產物的研究成果轉化為水產飼料添加劑或者動保產品時，您遇到了哪些挑戰和困難？又是如何克服這些難題的？
田娟：在益生菌代謝產物的應用過程中，我們面臨諸多挑戰，包括成分復雜難以確定主要作用物質、生產受環境因素影響大導致標準和質量體系難以建立、以及添加劑量受多種養殖因素影響而難以統一。為應對這些挑戰，我們采取了一系列措施：在細胞活力最強、抑菌性能最佳時通過生理干燥保留生物活性物質，精確控制發酵參數如初始菌數、時長和溫度，采用高精度溫控系統和無級變頻霧化噴頭確保產物品質均勻穩定，使用食品級（316）不銹鋼材質和閉環生產設計保障產品優秀品質，并通過氣相色譜、血球計數和總酸度測定等方法進行隨時抽檢，以確保產品質量。
水產前沿：對于在益生菌代謝產物研究領域，未來您有哪些新的研究思路和研究方向？
田娟：在益生菌代謝產物研究領域，未來的研究思路應聚焦于利用系統生物學方法全面解析代謝網絡，構建代謝產物數據庫，并通過功能導向篩選和基因編輯技術提高特定產物產量。跨學科合作，特別是與微生物學、食品科學、藥理學、免疫學等領域的專家協作，結合人工智能和機器學習算法，將助力探索代謝產物的多功能應用。同時，安全性評估與產品標準化建設不可或缺，以確保產品質量和功效。研究方向上，應致力于新型活性成分的開發，揭示其作用機制，并利用代謝產物改善飼料品質。此外，深入理解益生菌代謝產物對腸道微生態的調控作用，開發人工菌株和納米載體系統，分析市場前景，將為水產養殖業可持續發展提供實質性貢獻。未來研究需兼顧基礎科學認知與實用轉化價值。
【關鍵字】：鱖魚 病害 水產養殖
