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有机酸和自溶酵母减少鱼中病原体的影响

大卫·巴尔 安东尼娅·塔科尼博士 本尼迪克特·斯坦登(Benedict Standen)博士 安华·哈桑(MS)

传统病原体控制药物的有趣替代品

病原体
澳洲肺鱼或亚洲鲈鱼晚钙石). Source: (C) Nick Thorne 2001 [CC BY 2.5 (//creativecommons.org/licenses/by/2.5)].
细菌在水生环境中可以很好地生存,尤其是当水温升高或耕作系统不平衡时。但是这些细菌会造成重大的经济损失。来自的细菌 气单胞菌, 爱德华西耶拉假单胞菌, 链球菌, 弧菌 耶尔森氏菌 属都可能对水生动物致病。

控制水产养殖中细菌性疾病暴发的方法有很多,最常见的控制方法之一是使用抗生素。但是,越来越多的消费者意识到反对在水产养殖生产中使用抗生素,这意味着一些养殖者现在被禁止向出口市场出售水产品。这种抗菌剂的广泛使用与抗生素抗性细菌菌株的开发以及不同细菌物种之间抗性基因的转移有关。抗病原性细菌的出现不仅对水产养殖业而且对人类健康都具有负面影响。它还对消费者的认知产生负面影响。

因此,对更环保替代品的需求比以往任何时候都高。如今,鱼类养殖业通常使用诸如有机酸和植物提取物之类的抗菌物质。此外,其他诸如酵母细胞壁的解决方案可以通过增强鱼类的先天免疫系统来预防疾病,而疫苗只能增强适应性(获得性)免疫力。

有机酸可控制鱼类中的病原体

有机酸或酸的组合是改善水产养殖生长性能,肠道形态和病原体控制的有效工具。最近,研究人员已经集中研究有机酸及其盐类在预防和控制疾病中的作用,并取得了巨大的成功。他们证明,例如,尼罗罗非鱼在低氧条件下补充丙酸盐和丁酸盐等有机盐可改善肠道形态,并减少肠炎症状(在高豆粕饮食中)(尼罗罗非鱼)。同样,科学家证明了在病原菌攻击下有机酸具有非常强的抗菌作用 无乳链球菌 对罗非鱼的生长,养分利用和抗病性具有有益作用的高潜力。

尽管有机酸对致病细菌的作用尚不完全清楚,但通常可以理解,它们可以发挥抑菌或杀菌作用,具体取决于生物体的生理状态和环境的理化特性。未离解的有机酸具有亲脂性,可以轻易绕过细菌的质膜。一旦进入细胞内(通常其pH值通常比外部环境中性),有机酸就会在其阴离子和质子中解离。

传统上,已经假定由该机制引起的细胞质pH下降是有机酸的主要毒性功效。最近,已经提出了其他毒性机制,例如这些酸干扰细胞质膜结构和功能的能力,以及干扰细胞内营养物转运,电子转运和大分子合成的能力。

科学家们在带有或不带有来自BIOMIN的增强型有机酸Biotronic®Top3的生长培养基中培养了许多病原体。选择病原体是基于其在水产养殖中引起广泛疾病和高经济损失的能力,包括 气单胞菌 spp。, 爱德华西耶拉 sp。, 假单胞菌 sp。, 链球菌 sp。, 弧菌 spp。和 耶尔森氏菌 sp。研究人员观察到,Biotronic®Top3有效减少了所有病原体的生长(图1)。本文的一个版本最初发布于 国际水产饲料 杂志。

图1:Biotronic®Top3抑制水生病原体的生长。

尽管抑制了革兰氏阴性病原体,但我们增强的有机酸最有效。 链球菌 也被观察到。这不足为奇,因为该配方包含独特的BIOMIN®透化复合物,专门设计用于弱化革兰氏阴性细菌的外膜。

选择科学支持的解决方案

水产养殖中的有机酸市场广阔,选择正确的解决方案可能会造成混淆。评估产品是否同时使用 体外 体内 楷模。最近经过同行评审的出版物证明了我们增强的有机酸(增强的酸化剂)如何可用于减少水产养殖中的病原体和提高抗病能力。

图2:鱼在病原体攻击过程中的存活曲线。数据代表三种感染途径的平均死亡率。

合而为一 体内 研究,无特定病原体(SPF)虹鳟鱼(短吻鳄)分为两组,并接受商业饲料或添加了Biotronic®Top3的相同饲料。 25周后,鱼被人为感染 鲑鱼气单胞菌 通过腹膜内(IP)注射,浸泡和同居。为了质量控制,考虑到本底死亡率,两种处理方法中的鱼也都被“模拟”感染。一旦感染发生,就可以计算出存活率(图2)。在对照罐中,立即观察到死亡,表明病原体的毒性。在用我们增强的有机酸进行的治疗中,观察到死亡率大大降低,这表明感染可以减慢。这可能使养鱼户受益,因为他们可以在遭受巨大损失之前识别和治疗疾病。经过35天的挑战后,添加了我们增强的有机酸的鱼显示出80%的较高存活率,而对照箱中仅为60%,这表明Biotronic®Top3具有保护能力。此外,接受IP注射攻击时,接受我们增强有机酸的虹鳟鱼的存活率(70%)比未接受补充剂的虹鳟鱼(25%)高得多。

自溶酵母可增强海水鱼类的免疫力

免疫系统是一组细胞和体液成分,用于保护人体免受异物(例如微生物,毒素或恶性细胞)的侵害。它们对诸如刺激免疫系统的内源性或外源性成分的反应。鱼的免疫系统分为先天性和适应性(记忆),都进一步分为细胞介导的防御和体液因子(可溶性物质)。今天,众所周知,这些系统可以协同工作以消灭入侵者或触发防御程序。

图3:亚洲鲈鱼的成活率(晚钙石)之后 猪链球菌 challenge.

先天性系统包括在病理剂出现之前体内存在的所有成分,并以比特定系统更快的反应充当第一道防线。这些成分包括作为物理屏障的皮肤,补体系统,抗微生物酶,白介素,干扰素和有机防御细胞,例如粒细胞,单核细胞,巨噬细胞和天然杀伤细胞。

自溶酵母(含有细胞壁和可用营养素)在水产养殖业中众所周知,可支持免疫防御机制。自溶酵母由允许死亡和分解的一定浓度的酵母细胞组成,因此酵母的内源酶将其蛋白质分解为更简单的化合物,然后可用于动物(例如氨基酸,肽,核苷酸)。自动裂解的酵母细胞壁包含甘露寡糖(MOS),β1,3和β1,6葡聚糖,几丁质和核苷酸。 β-葡聚糖是基于葡萄糖的多糖,在水生物种中具有免疫刺激作用。它们激活几种免疫细胞,包括巨噬细胞,嗜中性粒细胞,单核细胞,自然杀伤细胞和树突状细胞。 MOS具有三种主要作用方式:改善胃肠道健康,调节免疫系统和吸收病原体。

进行了一项研究,以评估几种免疫刺激剂对亚洲鲈鱼的作用(夜蛾。总共测试了四种处理:对照(​​商业饲料),补充有Levabon®Aquagrow(自动酵母)的商业饲料,补充有β-葡聚糖的商业饲料以及补充了核苷酸的商业饲料。八周后,鱼被人为感染 猪链球菌 通过在10点IP注入7CFU /毫升。结果表明,在攻击坦克的11天后,其存活率仅为37%。含有我们的自溶酵母产品的处理,最高的存活率为57%。单一的免疫刺激剂(β-葡聚糖和核苷酸)显示出43%的中等存活率(图3)。

用Levabon®Aquagrow喂养的鱼具有较高的循环白细胞(图4)。考虑到白细胞起着重要的保护作用,具有这些免疫细胞数量较高的鱼类可以更有效地对抗病原体,从而提高生存率也就不足为奇了。

图4:喂食实验饮食八周后和病原体攻击之前的循环白细胞(白细胞)。

结论

疾病暴发持续威胁着水产养殖场的盈利。在膳食中添加有机酸混合物Biotronic®Top3可以提高鳟鱼的生存率 鲑鱼气单胞菌 而且还能抑制更广泛的革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌病原体的生长。酸化剂可以改善肠道健康,通过减少病原体负荷来提高养分利用率,并在不影响生长性能的情况下提高抗病能力。

此外,几种免疫刺激物质在细菌性疾病引起的感染后,对亚洲鲈鱼的存活率显示出积极的改善。 猪链球菌。在这项研究中,含有免疫刺激剂全掺合物的自溶酵母Levabon®Aquagrow比单β-葡聚糖或核苷酸应用具有更好的功效。对于想要避免亚治疗性使用抗生素的水产养殖生产者,Biotronic®Top3和自动裂解的酵母菌Levabon®Aquagrow提供了一种有趣的替代传统病原体控制药物的方法,这为更高的利润率打开了大门。

第一作者提供参考。


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